La previsione meteorologica moderna si fonda su strumenti numerici sempre più sofisticati, capaci di rappresentare i processi atmosferici su diverse scale. Alla base di questo sviluppo vi è il lavoro congiunto di comunità scientifiche e servizi meteorologici che, attraverso reti di cooperazione internazionale, uniscono competenze e risorse per migliorare la capacità di descrivere e prevedere i fenomeni meteo-climatici.
Il Consorzio COSMO, nato nel 1998 per sviluppare un modello atmosferico innovativo, capace di descrivere con precisione fenomeni meteo su piccola scala, rappresenta uno degli esempi più significativi di questa collaborazione; un’infrastruttura scientifica in cui Fondazione CIMA, riconosciuta come Ente Meteo Italiano e attiva in stretta sinergia con il Dipartimento della Protezione Civile italiano, porta il proprio contributo su linee di ricerca cruciali: dalla parametrizzazione urbana al controllo di qualità dei dati, fino al coordinamento degli aggiornamenti del modello ICON.
Dall’1 al 5 settembre, si svolge a Basilea il General Meeting annuale del Consorzio. Un appuntamento che segna ogni anno il punto di convergenza tra ricerca, servizi meteorologici e istituzioni, dove vengono presentati i risultati dei progetti in corso, discusse le evoluzioni dei modelli e definite le priorità per il futuro.
Dal modello COSMO a ICON: continuità e innovazione
Il modello numerico COSMO, nato nel 1998, ha costituito per oltre vent’anni un riferimento per la modellistica atmosferica ad area limitata, usato dai servizi meteorologici di diversi Paesi per le previsioni quotidiane e per la ricerca. Il suo punto di forza era la capacità di descrivere fenomeni locali con elevato dettaglio.
Dal 2019, però, lo sviluppo si è concentrato su ICON, il nuovo modello che oggi è operativo in più nazioni e che ha sostituito definitivamente COSMO dopo l’ultima release del 2021. ICON introduce un approccio più flessibile e scalabile, permettendo simulazioni più coerenti e realistiche, sia in ambito operativo sia per la ricerca climatica.
Fondazione CIMA, in qualità di membro del consorzio, contribuisce a questo processo di transizione metodologica. Come sottolinea Massimo Milelli, referente dell’Ambito Meteorologia e Clima: «ICON non è un semplice aggiornamento di COSMO. È un modello nuovo che consente di affrontare processi atmosferici complessi con strumenti più solidi, aprendo la strada a nuove applicazioni nella previsione e nello studio della meteorologia e della climatologia».
Image courtesy of DWD
Parametrizzazione urbana: rappresentare la complessità delle città
Uno dei temi scientifici più rilevanti riguarda la rappresentazione dei processi fisici in ambito urbano. Le città, a causa della concentrazione di superfici impermeabili, infrastrutture e popolazione, sono ambienti estremamente vulnerabili agli eventi meteorologici intensi: dalle ondate di calore alle precipitazioni improvvise.
«Integrare le città nei modelli significa riuscire a cogliere i segnali più diretti del cambiamento climatico. Le simulazioni numeriche che incorporano questi schemi offrono un valore aggiunto concreto per la gestione del rischio e la pianificazione urbana», spiega Milelli.
Fondazione CIMA, infatti, lavora all’implementazione e al test di schemi di parametrizzazione urbana nel modello ICON. L’obiettivo è quello di integrare tali schemi all’interno della versione operativa del modello, in modo da rappresentare meglio i processi fisici peculiari degli ambienti urbani.
Dati osservativi e sistemi di quality control
L’affidabilità di un modello dipende dalla qualità delle osservazioni che lo alimentano. La crescente disponibilità di dati da reti regionali e nazionali comporta un duplice aspetto: opportunità scientifica, ma anche complessità nella gestione. Differenze nei metadati, eterogeneità delle misure e disomogeneità nelle reti richiedono strumenti avanzati di controllo della qualità dei dati osservativi.
I ricercatori e le ricercatrici di Fondazione CIMA contribuiscono allo sviluppo di un sistema avanzato che permetta di validare la qualità dei dati di precipitazione, temperatura e umidità, producendo campi coerenti e utilizzabili per la verifica e validazione delle simulazioni. Questo lavoro rappresenta un passaggio cruciale per migliorare le prestazioni del modello ICON e rafforzarne la capacità predittiva.
Coordinamento tecnico e prospettive future
All’interno del consorzio, Fondazione CIMA ha assunto anche il coordinamento del Working Group 6, responsabile di aspetti trasversali essenziali: dalla documentazione tecnica alla verifica e collaudo delle nuove versioni del modello, dal supporto agli utenti interni ed esterni alla manutenzione del sito web del consorzio.
Racconta Milelli: «Coordinare significa saper ascoltare e integrare prospettive diverse. Solo così il modello può crescere come infrastruttura scientifica condivisa, capace di rispondere alle esigenze della ricerca e delle applicazioni operative». Questo gruppo, infatti, non svolge soltanto attività di gestione, ma definisce le linee guida strategiche per la programmazione di medio e lungo periodo, contribuendo a orientare lo sviluppo futuro del modello ICON.
Una rete internazionale
Il valore del Consorzio COSMO risiede anche nella sua composizione: una rete che riunisce servizi meteorologici nazionali come Deutscher Wetterdienst (DWD, Germania), MeteoSvizzera (MCH, Svizzera), il Servizio Meteorologico dell’Aeronautica Militare (ITAF Met, Italia), l’Hellenic National Meteorological Service (HNMS, Grecia), l’Institute of Meteorology and Water Management (IMGW, Polonia), la National Meteorological Administration (NMA, Romania), l’Israel Meteorological Service (IMS, Israele) e il Servizio Federale per l’Idrometeorologia e il Monitoraggio Ambientale della Russia (RHM, sospeso dal 2022).
Accanto ai principali servizi meteorologici nazionali, fanno parte del Consorzio COSMO anche diverse istituzioni regionali e centri di ricerca militari e civili nei Paesi membri come il Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), il Centro di Eccellenza per il Telerilevamento dell’Ambiente e la Previsione di Eventi Meteorologici Intensivi (CETEMPS), il Centro Italiano Ricerche Aerospaziali (CIRA), ItaliaMeteo, l’Agenzia Regionale per la Prevenzione, l’Ambiente e l’Energia dell’Emilia-Romagna (ARPAE), l’Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale del Piemonte (ARPA Piemonte) e Fondazione CIMA.
Una comunità che testimonia come la scienza della previsione meteorologica sia una costruzione collettiva, frutto di cooperazione e scambio costante.
In un’epoca in cui il cambiamento climatico rende gli eventi estremi sempre più frequenti e intensi, la modellistica numerica diventa uno strumento cruciale non solo per la ricerca, ma anche per le applicazioni operative a supporto della società. La forza del consorzio sta proprio nella capacità di integrare conoscenze diverse in un patrimonio scientifico comune, capace di produrre previsioni più affidabili e di orientare scelte consapevoli per il futuro.