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Il modello meteorologico Cosmo-Lami

Il modello meteorologico Cosmo è sviluppato nel quadro di una collaborazione internazionale tra i servizi meteorologici nazionali di Italia, Germania, Grecia, Polonia, Romania, Russia e Svizzera, membri del consorzio Cosmo  (Consortium for Small-Scale Modelling).
L’attività che ruota intorno alla modellistica numerica previsionale è complessa e onerosa, anche in termini di risorse umane, a tal punto che i vari paesi hanno sentito la necessità di collaborare, organizzandosi in consorzi di servizi meteo europei. Attualmente si contano quattro consorzi nell’Eumetnet  europeo: Aladin, Cosmo, Hirlam e Ukmo.   
Il consorzio Cosmo, a cui aderisce il Servizio IdroMeteoClima di Arpa tramite un accordo con il Servizio meteorologico dell’Aeronautica militare, è stato fondato nel 1998 con lo scopo di sviluppare e migliorare modelli ad area limitata, da utilizzare operativamente nei paesi membri del consorzio.

I modelli numerici di previsione meteorologica sono modelli matematici dell´ atmosfera che utilizzano le condizioni meteorologiche a un dato istante (condizione iniziale) come input ed effettuano la previsione per gli istanti successivi. La condizione iniziale viene definita usando dati osservati di varia tipologia quali dati da satelliti, da radar, da radiosonda, da stazioni meteorologiche al suolo, su terraferma e oceano. Questi dati sono sottoposti a un “controllo di qualità” prima di essere utilizzati all’interno del processo di assimilazione finalizzato a definire la condizione iniziale.
Una previsione con un modello numerico richiede una grande capacità di calcolo per essere effettuata in tempi molto brevi. Per ottenere la massima efficienza e accuratezza, l’utilizzo operativo del modello Cosmo presso i vari paesi aderenti al consorzio è basato su più catene modellistiche che simulano l’atmosfera su domini spaziali limitati, partendo dalle indispensabili informazioni al bordo fornite da un modello globale (che simula l’atmosfera su tutto il globo). Cosmo è, infatti, un modello regionale o ad area limitata (Lam), perché il grigliato tridimensionale su cui si definiscono i parametri meteorologici copre solo un’area limitata del pianeta.

In ambito nazionale è stato stipulato un accordo “satellite”, denominato Lami (Limited Area Model Italia), che vede la collaborazione del Servizio meteorologico dell’Aeronautica militare, del Servizio IdroMeteoClima di Arpa Emilia-Romagna e di Arpa Piemonte per lo sviluppo e la gestione operativa delle catene numeriche previsionali nazionali in Italia. Nell’ambito di Lami, Arpa-Simc gestisce le catene Cosmo I7 e Cosmo I2, che forniscono previsioni numeriche sul territorio nazionale rispettivamente a 7 e 2.8 km di risoluzione spaziale (distanza tra due punti di griglia). Cosmo I7 copre un intervallo temporale di tre giorni, Cosmo I2 elabora previsioni per due giorni.
Le previsioni basate su queste due catene modellistiche vengono effettuate due volte al giorno, alle ore 00 e alle ore 12 Utc, presso il centro di supercalcolo Cineca, sulla base di un contratto stipulato con il Servizio IdroMeteoClima e il Dipartimento della protezione civile nazionale.

 

La necessità di stimare l’errore della previsione numerica di tipo deterministico, dove lo stato futuro dell’atmosfera è determinato a partire da condizioni iniziali date, anche all’interno del consorzio Cosmo si sviluppano sistemi di previsione probabilistica, che tengono conto dell´incertezza intrinseca nei modelli.  Cosmo Leps (Limited Area Ensemble Prediciton System) è il sistema di previsione probabilistica, ensemble forecasting, che elabora previsioni multiple, basate sempre sul modello Cosmo, a partire da condizioni iniziali diverse e utilizzando diverse configurazioni del modello. L’insieme di questi scenari previsionali di ensemble permette di calcolare la probabilità che un evento si verifichi e di stimare l’incertezza (errore) della previsione.