Il Centro Epson Meteo è uno dei pochi Centri specializzati in Italia in grado di elaborare modelli fisico-matematici oltre 10 giorni e fino a 30 giorni di validità, un prodotto ad alto livello scientifico, perché richiede l'impiego di Fisici molto esperti nel modellare l'atmosfera, oltre che elevate potenzialità di calcolo (una previsione a 30 giorni sull'Italia su box di 100·100 km2, richiede un numero di calcoli almeno dieci volte superiore ad una previsione con modelli LAM a 72 ore su box di 8·8 km2).
I modelli fisico-matematici fino a circa 10 anni fa erano solo di tipo deterministico: ovvero note le condizioni iniziali, le equazioni della fisica atmosferica consentono di prevedere il valore delle variabili predittande in qualsiasi istante e per tutti i punti dell'area di interesse. Ma, a causa dell'interazione stretta tra i fenomeni atmosferici, nonché della forte sensibilità dell'evoluzione dell'atmosfera alle condizioni iniziali, l'attendibilità delle previsioni meteorologiche scade in maniera esponenziale nel tempo, fino a perdere significato dopo una decina giorni.
Anzi, si è scoperto che la prevedibilità varia di giorno in giorno, anche in funzione dei diversi tipi di circolazione. Quando l'atmosfera ha un buon grado di prevedibilità, allora piccoli errori nelle condizioni iniziali sono poco importanti, e la previsione resta buona anche sulle lunghe scadenze. Altre volte, invece, quando l'atmosfera è in condizioni più caotiche, i piccoli errori si amplificano così rapidamente da rendere inutilizzabile la previsione già dopo 4-5 giorni di validità.
Per quantificare il grado di prevedibilità dell'atmosfera, e quindi anche l'attendibilità delle previsioni, presso tutti i principali centri meteorologici ogni giorno lo stesso modello fisico-matematico viene fatto "girare" decine e decine di volte (in funzione della potenza di calcolo disponibile), a partire però da condizioni iniziali rese deliberatamente appena diverse (e il segreto della riuscita del metodo è soprattutto nella capacità del modellista nel saper creare scenari iniziali non solo diversi, ma anche e soprattutto credibili). Al posto di una sola previsione deterministica, dalla "nuvola" di possibili stati iniziali il modello fisico-matematico elabora poi altrettante previsioni deterministiche.
Il metodo però ha un altra più importante ricaduta pratica: è l'unico escamotage possibile per superare il limite di 10 giorni di validità delle previsioni deterministiche.
Le previsioni così ottenute vengono poi raggruppate, in base al loro grado di somiglianza, in possibili scenari evolutivi (cluster), la cui probabilità di verificarsi è stimata sulla base del numero di membri che costituiscono il cluster.
Ad esempio si supponga, sulla base di 20 diverse corse, che la previsione a 12 giorni della isoterma a 850 hPa sul Nord Italia abbia dato luogo a questi tre diversi scenari: 14 corse indicano una temperatura intorno 5 °C, 4 corse una temperatura di intorno 3 °C e 2 corse una temperatura prossima a 0 °C. Ebbene, potremmo allora dire che la previsione più attendibile è quella di ottenere una temperatura di 5 °C (probabilità di 14/20 ovvero del 70%). Per di più il metodo consente anche di individuare fino a quale scadenza la previsione mantiene un'attendibilità accettabile.
La progettazione e la successiva interpretazione delle previsioni elaborate dai modelli fino a 144-180 ore differisce ovviamente da quelle invece estese fino a 30 giorni, ovvero un periodo 5-10 volte più lungo (un discorso a parte varrebbe per le previsioni stagionali).
Nelle prime infatti i fenomeni previsti (precipitazioni, sbalzi termici) sono quelli legati al passaggio delle onde corte (i tipici sistemi frontali o cicloni extratropicali) il cui ciclo di vita è dell'ordine di 1-4 giorni, per cui un errore di posizione nello spazio di appena 200 km e/o nel tempo di appena 24 ore è di per sé già abbastanza grave.
I secondi sono invece legati alla capacità del modello di evidenziare il passaggio delle onde lunghe o di gocce fredde il cui ciclo di vita è dell'ordine di 5-10 giorni. In questo ultimo caso si filtrano deliberatamente le onde corte (quindi non si riconosce più il passaggio della singola perturbazione, visto il suo breve ciclo di vita) mentre si cerca di evidenziare il periodo più o meno perturbato, più o meno freddo, più o meno caldo, portato sull'area di interesse dal passaggio dell'onda lunga (e dall'insieme delle onde corte che si formano lungo il suo ramo ascendente). Ecco perché, nell'ambito di una previsione a 30 giorni, non si può pretendere di riconoscere un eventuale breve mutamento che duri meno di 2-3 giorni.
Per di più nell'ambito di tali 5-10 giorni legati al ciclo di vita dell'onda lunga, non è possibile stabilire se sull'area di interesse eventuali fenomeni avverranno all'inizio, alla metà o alla fine del periodo. Pertanto mi viene da sorridere quando leggo commenti del tipo: "ma come potete pretendere di prevedere il tempo a 30 giorni, se sbagliate talvolta quello a 2 giorni"? Infatti chi fa tali affermazioni dimostra di non aver capito che nei modelli fino a 72-168 ore e in quelli a 10-30 giorni sono schematizzati fenomeni che avvengono su scale spazio-temporali molto diverse. Insomma i modelli a 5-7 giorni sono fatti per vedere in dettaglio sia nello spazio che nel tempo; quelli a 1 mese sono fatti per cogliere l'andamento medio del tempo (e non quello giornaliero) su una grande area (ad es. quanto il Nord Italia) e non su aree di 10-100 km di diametro. Allo scopo valga l'esempio dei modelli delle auto per le gare di formula 1: le auto progettate per durare appena 2-3 ore (come nelle gare nelle quali gareggia la Ferrari) sono concepite e costruite ovviamente in maniera diversa dalle auto, sempre per competizione, progettate per lunghe durate, come la 24 ore di Le Mans. E' ovvio che così come vi sono errori nei modelli deterministici da 1 a 7-10 giorni, bisogna accettare che vi siano errori anche in quelli probabilistici a 30 giorni. Ma se Centri come NOAA, IRI, ECMWF, LDEO, Hadley Center ci propongono sistematicamente previsioni mensili o, addirittura stagionali, è evidente che hanno verificato che la loro attendibilità sia superiore al 60%. Analogamente se il CEM emette previsioni a 30 giorni è perché ha verificato, nella lunga fase preliminare di controllo, che la loro attendibilità è superiore al 60%. E anche se fosse appena del 60%, sarebbe comunque un passo in più rispetto al mero lancio dei dadi.
Mario Giuliacci