Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Tre anni di lavoro. Impiegherebbero questo tempo, un milione di matematici, se lavorassero 24 ore su 24, al ritmo di un’operazione ogni 5 secondi, per risolvere le equazioni necessarie a prevedere che tempo farà nell’arco di 10 giorni sull’intero pianeta. Dovrebbero infatti risolvere 120 milioni di sistemi a più incognite, da calcolare per 720 volte, per un totale di 20mila miliardi di operazioni. Oggi i computer arrivano a questo risultato in tre ore: non a caso, solo dagli anni ’70, con l’avvento dei processori capaci di risolvere sistemi di equazioni in poche ore, le previsioni meteo hanno acquisito un vero status scientifico, diventando sempre più affidabili. Eppure, ancora oggi, basta il volo di una farfalla per stravolgere le elaborazioni dei cervelloni al silicio. DALLE BOE MARINE AGLI AEREI «Nonostante i progressi, le previsioni sono ancora imprecise» conferma il colonnello Mario Giuliacci, direttore del Centro Epson Meteo di Milano, uno dei più importanti in Europa «e lo saranno anche tra 10mila anni. Si tratta, appunto, di previsioni, non di certezze, poiché hanno limiti insuperabili». Per capire il perché, bisogna sapere come nasce una previsione del tempo. Per stabilire l’evoluzione delle condizioni atmosferiche, occorre innanzitutto conoscere lo stato iniziale dell’atmosfera. Esiste un sistema planetario per l’osservazione del tempo, coordinato dall’Organizzazione meteorologica mondiale (World Meteorological Organization) un ente dell’Onu con sede a Ginevra, in Svizzera: si tratta di un sistema ben più complesso di un insieme di satelliti (vedere schema a pag. 122). Una rete di osservatori rileva i parametri (temperatura, umidità, pressione atmosferica, vento, nuvolosità e precipitazioni), e i fenomeni significativi in corso (neve, temporali e nebbia), sia al suolo sia in varie quote: stazioni, distanti 100-200 km l’una dall’altra, misurano ogni 3 ore i parametri climatici; postazioni, ogni 6 o 12 ore, lanciano a 25-30 km di altezza dei palloni-sonda per le rilevazioni in quota; e poi ci sono le misurazioni giornaliere di boe, navi, aerei in rotta e i satelliti, che forniscono altre 250mila rilevazioni. IN ITALIA è PIù DIFFICILE FARE PREVISIONI Questa miriade di dati confluisce, in tempo reale, in appositi centri di raccolta che li trasferiscono ai centri meteorologici dove, in circa tre ore e con computer da 250 miliardi di operazioni al secondo, si fa una sorta di fotografia delle condizioni dell’atmosfera. Il Centro Epson Meteo la riceve dal centro americano Noaa (National Oceanic and Atmospheric Administration) che ne produce una ogni sei ore. «Il primo limite insuperabile è nella raccolta dei dati» spiega Giuliacci. «Il 70% del pianeta è costituito dagli Oceani, dove non esistono rilevazioni puntuali e, nonostante le apparenze, il numero di osservatori non è elevato: ne servirebbero sei volte di più. E, anche se aumentassero, non sarebbe mai possibile definire le condizioni iniziali dell’atmosfera in ogni punto». L’Italia, sotto questo profilo, è sfortunata: il mare, con poche stazioni di rilevazione, circonda la penisola e in Nord Africa non esiste una rete capillare di osservatori meteo. Perciò fare previsioni nel nostro Paese è più difficile che altrove. Il passo successivo alla raccolta dei dati è la loro elaborazione, in base a modelli fisico-matematici che interpretano le leggi della natura (meccanica e termodinamica) e simulano, schematicamente, il comportamento dell’atmosfera. I modelli considerano le sei variabili che definiscono le condizioni iniziali del tempo - pressione, umidità, temperatura e le tre componenti del vento, verso Est, verso Nord e verso l’alto - e risolvono il sistema di sei equazioni a sei incognite che le lega in ogni punto. I termini matematici devono esprimere leggi fisiche molto complesse, come il moto, la rotazione della Terra, lo stato dei gas, le variazioni della temperatura e del vapore acqueo causate da masse d’aria calda o fredda, dalle radiazioni solari o dal calore terrestre. Alcuni processi fisici sono approssimati, perché ancora poco noti o perché introdurrebbero termini troppo complicati nelle equazioni. QUArANTA MILIARDI DI CALCOLI Una volta ottenuti i dati di partenza inizia il calcolo. Due volte al giorno, a mezzanotte e a mezzogiorno, il Centro Epson Meteo riceve i dati mondiali, li integra con informazioni più dettagliate su scala europea e italiana e li elabora con i propri modelli. Il computer, da 40 miliardi di calcoli al secondo, lavora per sei ore consecutive prima di stampare le mappe per i meteorologi. «I modelli sono elaborati da uno staff di fisici dell’atmosfera e sono continuamente aggiornati» aggiunge Raffaele Salerno, direttore della Divisione ricerca ed elaborazione dati del Centro Epson Meteo «I tre elementi che li caratterizzano, l’interpretazione delle leggi fisiche, il calcolo e il software che traduce i numeri in mappe, possono essere perfezionati in base alle indicazioni dei meteorologi». Nonostante il metodo scientifico, infatti, i modelli non sono infallibili. «è sempre in agguato l’imprevedibile» spiega Giuliacci «rappresentato dal paradosso della farfalla». Se alle 14 di oggi una farfalla, sul Duomo di Milano, decide di alzarsi in volo, può scatenare una serie di reazioni a catena: il vortice d’aria crea un mulinello di polvere, che può contribuire a formare una bolla d’aria calda che si stacca dal suolo; così si crea una corrente verso l’alto che, in quota, può trasformarsi in un temporale, che disturba i venti a 10-15 km di altezza; il disturbo si propaga a valle e, dopo tre giorni, potrebbe contribuire a causare un ciclone, poniamo, in Giappone. Cosa può fare allora un meteorologo? Affidarsi all’intuito, frutto dell’esperienza accumulata in anni di lavoro. I tabulati, 130 per le previsioni a 7-10 giorni, arrivano sulla scrivania dei meteorologi per la fase conclusiva: l’analisi e la sintesi. «In media eliminiamo il 20% degli esiti d’un modello» aggiunge Giuliacci. «Ad esempio, in determinate condizioni di vento e umidità so che la pioggia è impossibile: quindi, anche se il modello la prevede, l’ipotesi è da scartare». Dopo un’ora di studio, è pronto il grafico finale che sintetizza 10 ore di lavoro. La percentuale di successo al Centro Epson, che fa previsioni su 7mila città nel mondo, è del 95% sulle 24 ore, 90-95% a 36 ore, 88,7% a 48 ore. «Oggi, grazie alla tecnologia, le previsioni sono attendibili fino a 4 giorni» continua Giuliacci. «Ci si può spingere fino a 10-12 giorni, ma oltre una settimana si deve parlare di tendenze». Sotto questo punto di vista, la meteorologia ha fatto passi da gigante. Fino agli anni ’70 le previsioni erano spartane: il meteorologo poteva affidarsi solo alle rilevazioni delle stazioni meteo e tracciava a mano le mappe di pressione e temperatura. Dallo studio di più mappe prevedeva lo spostamento di cicloni, anticicloni e fronti: questo metodo empirico produceva risultati soddisfacenti solo fino a 24-36 ore. Tuttora è utilizzato per le previsioni a brevissima scadenza, fino a 6 ore. Lo stupidario del clima Al Centro Epson Meteo, le formule matematiche diventano parole semplici per trasmissioni radio e tv, giornali e siti Internet. Il colonnello Giuliacci, che è stato docente di liceo e di università, ha imposto al proprio staff un linguaggio semplice, identificando lo «stupidario meteorologico», due pagine fitte di termini vietati: invece di precipitazioni sparse bisogna parlare di pioggia; la nuvolosità a tratti intensa è cielo nuvoloso. «Ho eliminato il meteo-burocratese» spiega Giuliacci «e alcune espressioni insensate, come tempo variabile: se la situazione è incerta, il meteorologo deve prevedere la soluzione più probabile». Tabù anche la foschia, cioè la riduzione della visibilità da 1 a 10 km. «Non interessa alla gente» conclude Giuliacci «a differenza della nebbia densa, con cui la visibilità scende sotto i 200-300 metri». Patrizia Longo

PATRIZIA LONGO MACCHINA DEL TEMPO