Con il nome di «assimilazione dei dati» si designa quel processo che mette a disposizione le condizioni iniziali necessarie a “far partire” il calcolo di un modello numerico di previsione del tempo. Queste condizioni iniziali sono chiamate anche “l’analisi del modello”. Nel processo di assimilazione si combinano informazioni provenienti dalle precedenti corse del modello con i dati misurati in tempo reale di temperatura, pressione, umidità, direzione e velocità del vento, precipitazioni. Questa combinazione è necessaria perché i dati misurati non sono distribuiti in modo omogeneo sul dominio del modello numerico e non coincidono solitamente con i punti di griglia utilizzati dal modello per i suoi calcoli. Integrando le informazioni in tempo reale con quelle provenienti dalle corse del modello precedenti si riesce ad ottenere una stima dello stato dell’atmosfera ad un determinato istante, riferito ai punti di griglia del modello.
Nel caso di modelli numerici d’insieme, come COSMO-1E e COSMO-2E, non è sufficiente avere un solo stato iniziale, bensì è necessario avere un insieme di diverse condizioni iniziali, leggermente differenti fra loro. A MeteoSvizzera utilizziamo il sistema di assimilazione KENDA (Kilometer Scale Ensemble Data Assimilation) per calcolare tale insieme di condizioni iniziali. Per il modello COSMO-1E, che è ad alta risoluzione, il ciclo di assimilazione viene ripetuto ogni ora, utilizzando la griglia del modello a 1.1 km e i suoi 80 livelli, per ottenere un insieme di analisi costantemente aggiornato. Il metodo matematico utilizzato, chiamato Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF), combina in modo intelligente le osservazioni e i dati misurati con le previsioni fornite da corse precedenti del modello, tenendo conto delle rispettive incertezze, per calcolare la stima migliore possibile dello stato dell’atmosfera e del terreno ad un determinato istante. Si ottiene in questo modo un insieme di analisi, leggermente diverse fra loro, che rappresentano l’incertezza della stima dello stato iniziale dell’atmosfera. Ogni 3 ore (00, 03, …, 21 UTC) il modello COSMO-1E viene «fatto partire» e inizia a calcolare proprio sulla base delle differenti analisi. Per ottenere le condizioni iniziali necessarie al calcolo del modello COSMO-2E, le analisi utilizzate per COSMO-1E sono interpolate ogni 6 ore (00, 06, 12 und 18 UTC) sulla griglia utilizzata da COSMO-2E che è di 2.2 km e non di 1.1 km.