Ogni anno, in tutto il mondo, gli eventi meteorologici estremi causano seri danni alle popolazioni e alle infrastrutture. La comprensione della loro evoluzione fisica, soprattutto nelle aree a orografia complessa, è essenziale per prevedere sia l’evento in sé sia il suo impatto sul territorio e sulle comunità che lo abitano, permettendo di organizzare tempestivamente le misure di prevenzione.
Attività dell’ambito – L’ambito Meteorologia e Clima integra la ricerca di base sulle dinamiche dell’atmosfera con gli aspetti operativi delle previsioni del tempo atmosferico, usando modelli ad alta risoluzione (il modello operativo WRF in Italia e WRF per le crisi on-demand ad esempio in Iran, Mozambico e altri Paesi) basati sull’assimilazione dei dati di osservazioni raccolte dalle stazioni meteorologiche, dai radar e dai satelliti. L’ambito si prefigge quindi sia di capire come un fenomeno atmosferico evolverà nel breve arco di tempo, sia di studiare i possibili scenari futuri, tenendo in considerazione anche i cambiamenti climatici in atto, nonché di studiare processi accoppiati mare-atmosfera. Inizialmente concentrato sullo studio dei processi di base dell’atmosfera, basandosi su modelli semplificati, l’ambito ha ampliato la sua area di ricerca grazie anche alla partecipazione a importanti progetti internazionali. Le sfide attuali sono lo sviluppo di un insieme di servizi pre-operativi che combinino tecnologie HPC, Cloud e Big Data, con lo scopo di consentire la previsione dei fenomeni idro-meteorologici d’interesse per la protezione civile e con applicazioni nel campo dell’agricoltura, dell’inquinamento atmosferico e delle energie rinnovabili.
Principali progetti – L’ambito ha partecipato ai progetti UE DRIHMS (2009-2011), finalizzato a creare una piattaforma condivisa a livello europeo per i dati e i modelli, e DRIHM (2011-2015), per capire come impiegare le risorse informatiche europee di calcolo ad alte prestazioni e di grid computing. La rete nata dal progetto DHRIMS è stata successivamente estesa anche agli Stati Uniti grazie al progetto europeo DRIHM2US (2011-2015). I risultati raggiunti da questi progetti hanno trovato nuova linfa nel progetto EXPRESS-HYDRO (2014-2015), dedicato allo studio degli eventi atmosferici estremi presenti e futuri in Europa, così da aprire la strada alla comprensione dell’impatto degli aerosol sulle precipitazioni nelle aree a orografia complessa. Inoltre, con il progetto STEAM (2018-2019), l’ambito ha lavorato all’assimilazione dei dati provenienti dai satelliti ESA Sentinel e GNSS nei modelli meteorologici ad alta risoluzione per gli eventi estremi nel Mediterraneo e nell’Africa sub-sahariana. Attualmente, l’ambito è coinvolto nei progetti LEXIS (2019-2021) ed e-shape (2019-2023), nei quali saranno sviluppati servizi pre-operativi basati su risorse distribuite geograficamente a larga scala (stazioni meteorologiche e osservazioni satellitari) derivanti da infrastrutture HPC pre-esistenti, che impiegheranno soluzioni analitiche di Big Data implementate da servizi Cloud.
Il lavoro di ricerca svolto dall’ambito ha permesso di stabilire collaborazioni con diversi enti italiani e internazionali, quali gli uffici metereologici regionali e nazionali, lo European Centre for Medium Range Weather and Forecasts (ECMWF), Météo France, l’Istituto di Matematica Applicata e Tecnologie Informatiche del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IMATI-CNR), il Leibniz Supercomputing Centre (LRZ) e la Fondazione LINKS.
