Agli eventi climatici estremi rispondiamo con dati e previsioni

Con la decisione di trasferire il data centre del Centro meteo europeo ECMWF a Bologna, nel 2020 anche l’Italia giocherà un ruolo chiave nelle previsioni su scala mondiale

Siamo a Reading, cittadina a pochi chilometri da Londra: da un lato della strada uno scenario tipico inglese con le sue caratteristiche case con giardino sotto un cielo carico di nuvole, dall’altro un cancello dal quale si intravedono delle bandiere e un enorme edificio che ospita il più prestigioso centro a livello mondiale per le previsioni meteorologiche a medio termine: stiamo parlando di ECMWF, European Center Medium Weather Forecast, organizzazione intergovernativa fondata nel 1975 (oggi conta 34 Stati membri), con la missione di andare oltre le previsioni meteorologiche allora erano limitate a due giorni.

Il data centre di Bologna

Sono tanti gli italiani che ci lavorano e il legame con l’Italia è destinato a diventare ancora più forte in seguito alla decisione di trasferire il data centre a Bologna per far fronte nel modo migliore possibile alle esigenze attuali e future fino ai prossimi 30 anni. Ma perché proprio Bologna? “Diciamo che Bologna ha spuntato tutte le caselle!”, ci spiega la dottoressa Hilda Carr, capo della comunicazione di ECMWF. “Abbiamo lanciato un bando internazionale e nella scelta finale abbiamo guardato all’impatto sull’ambiente, allo spazio, alla centralità della sede. In particolare abbiamo considerato le rilevanti opportunità di sinergie e collaborazioni tecnico-scientifiche che si potranno realizzare a Bologna tra l’ECMWF e i numerosi istituti e centri di ricerca presenti nell’area bolognese. Bologna può essere considerata la capitale dei Big Data e c’è tanta conoscenza che possiamo condividere in modo da imparare reciprocamente dato che la collaborazione con gli Stati membri è alla base della nostra missione”.

Eventi estremi: prevederli per fronteggiarli al meglio

“Non facciamo previsioni per il pubblico, ma forniamo dati meteorologici ai nostri Stati membri, Stati cooperanti e ad una comunità più ampia di organizzazioni e servizi meteorologici, che a loro volta utilizzano i nostri dati per fare le proprie previsioni territoriali. In maniera automatizzata, almeno due volte a al giorno, ricevono i dati in base a quello che hanno specificato. Sempre più spesso negli ultimi anni sta accadendo che le previsioni vengano utilizzate per prendere decisioni tempestive per fronteggiare adeguatamente i cosiddetti eventi estremi.

Stiamo lavorando per annunciare sempre con maggiore anticipo l’arrivo di eventi ad alto impatto come tempeste di venti, inondazioni e ondate di calore, in modo da consentire ai servizi meteorologici e di emergenza nazionali di proteggere luoghi e vite umane. Inoltre, anomalie su scala globale come El Niño potranno essere previste con un anticipo fino ad un anno.

Abbiamo sottoscritto un accordo con la WMO (Organizzazione Meteorologica Mondiale) grazie al quale tutti i paesi possono chiedere ed avere accesso ai nostri dati in casi eccezionali, per esempio per disastri naturali. Ci sono stati casi in cui abbiamo dovuto scrivere alle autorità nazionali, in particolare durante eventi atmosferici estremi, per informarle che potevano avere accesso ai nostri dati. La comunicazione a volte può essere difficile con alcuni di questi paesi. Può accadere, ad esempio, che non sappiano dell’opportunità di poter aver accesso ai nostri dati o che alcune zone costiere non siano dotate di reti di comunicazione e che siano difficilmente raggiungibili. È anche capitato che, nonostante le autorità avessero accesso ai dati, per mancanza di risorse logistiche e organizzative non siano stati in grado di organizzare le evacuazioni in un tempo utile per evitare disastri. È anche per questo che noi ci occupiamo di migliorare costantemente le previsioni, perché il tempo può fare la differenza.

Le nostre previsioni continuano a migliorare di un giorno ogni 10 anni e questo si traduce nel fatto che dopo 40 anni una previsione a 6 giorni è altrettanto affidabile e utile come lo era prima una previsione a due giorni. Potrebbe sembrare un esercizio di abilità vedere scienziati e analisti che lavorano sodo per migliorare le previsioni minuto dopo minuto ma, quando questi miglioramenti sottili possono fare la differenza tra la vita e la morte, se si tratta ad esempio di organizzare un’evacuazione in cui sono coinvolti bambini e anziani o mandare un’allerta ai servizi di emergenza e umanitari per distribuire acqua a tutti, essere informati anche solo 2 ore prima di ciò che sta per succedere, si traduce in tempo in più per poter prendere decisioni strategiche e contattare tutti gli attori coinvolti. Altre volte si tratta di decisioni di tipo diverso, come la possibile chiusura delle scuole oppure la cancellazione di una partita di calcio. In ogni caso sono tutte decisioni di risk management, in cui il tempo gioca un ruolo determinante e che hanno un impatto a livello non solo economico finanziario ma anche politico e sociale”.

Non si tratta solo di previsioni…

“Una delle cose più gratificanti del nostro lavoro è ricevere dei messaggi di ringraziamento da parte di paesi che, con nostri dati, hanno potuto organizzare una logistica tale da gestire al meglio l’evento meteorologico estremo, come accaduto di recente con il tifone del Mozambico in cui abbiamo lavorato in stretta collaborazione con le università del posto”.

Eventi estremi: agire in anticipo con Copernicus

Sempre in relazione agli eventi estremi, ma con una finalità diversa rispetto alle previsioni di medio lungo termine, ECMWF gestisce il Copernicus Climate Change Service (C3S), il servizio del programma Copernicus dell’Unione Europea per il monitoraggio della Terra. In particolare C3S fornisce sia informazioni autorevoli sul clima passato, attuale e futuro che strumenti affinché i politici e il mondo dell’industria possano mettere in atto misure per mitigare i cambiamenti climatici e attuare opportune strategie di adattamento. Si tratta sempre di eventi estremi, ma in questo caso l’obiettivo è quello di agire a monte per mitigare l’impatto dei i cambiamenti climatici, considerati le principali cause degli eventi estremi e fare in modo che la società possa essere in grado di prepararsi al meglio per fronteggiarli.

ECMWF European Center Medium Weather Forecast

ECMWF è un’organizzazione intergovernativa fondata nel 1975 con la missione di fare avanzare la ricerca scientifica in campo meteorologico per migliorare le previsioni numeriche globali.

Il Centro comprende 22 Stati membri e 12 Stati cooperanti. Oggi l’obiettivo principale di ECMWF è continuare a fare previsioni meteorologiche a medio termine, (ha infatti un servizio operativo 24/7 che produce e diffonde previsioni meteorologiche numeriche globali e altri dati ai suoi Stati membri e Stati Cooperanti e a una comunità più ampia di organizzazioni e servizi meteorologici) e migliorare i modelli di previsione attraverso la ricerca.

Altre attività strategiche includono il mantenimento di un archivio di dati, attività di formazione avanzata e assistenza all’Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM) per l’implementazione dei suoi programmi. Il suo modello è riconosciuto come il migliore al mondo e 350 persone, di cui circa 100 scienziati, lavorano insieme per raggiungere livelli di eccellenza sempre maggiori.

Il collegamento con gli Stati membri è alla base del lavoro che scienziati e analisti svolgono quotidianamente e tutto il lavoro scientifico viene messo a disposizione di questi Stati che possono utilizzare il 25% delle risorse di calcolo. Inoltre vengono organizzati periodicamente corsi post laurea per chi voglia specializzarsi nell’ambito delle previsioni meteo (data assimilation, ensemble forecast, uso dei prodotti meteorologici, software specialistici per codificare, decodificare e gestire i dati prodotti, uso delle risorse di calcolo ecc.).

Il clima: una variabile ormai dinamica

“Siamo abituati a pensare che il clima sia una variabile stazionaria, conosciamo ad esempio la temperatura di Roma negli ultimi 50 anni e pensiamo che sia una buona approssimazione per la temperatura di Roma per i prossimi 50 anni ma non è più così”, ci spiega il direttore del servizio C3S Carlo Buontempo. Il fatto che il passato non sia più una buona rappresentazione per capire cosa ci aspetterà nel futuro ha delle conseguenze in molti ambiti.

Immaginiamo di dover costruire un ponte e doverlo dimensionare in base all’ondata di piena che sta per arrivare: nel passato si calcolava il tempo di ritorno di una piena, ma ora questo tempo di ritorno osservato non è più rappresentativo di quello futuro dato che le condizioni climatiche stanno cambiando. Abbiamo quindi bisogno di un’infrastruttura che ci permetta di partire dai dati osservati e combinarli con informazioni sul clima futuro per arrivare a una decisione, che può essere, ad esempio, come dev’essere costruito il ponte. Dobbiamo abituarci a gestire il clima come una variabile dinamica e avere una tecnologia che ci permetta di sapere cosa sta per succedere: la sfida di Copernicus è fornire strumenti e dati per poter affrontare sfide con cognizione di causa.

Lavoriamo con un’interfaccia unificata che si chiama “climate data store” che contiene le previsioni stagionali, le rianalisi, i dati satellitari ma anche capacità di calcolo, visto che parliamo di petabyte di dati da gestire. È un’infrastruttura in grado di fare post-processing e che va potenziata per semplificare ancora di più l’accesso ai dati da parte degli utenti e dare loro la possibilità di trasformare dati in informazioni utili per prendere decisioni in modo facile.

In particolare Copernicus ha tre scale temporali: quella passata, per ricostruire quello che è stato nell’ultimo secolo, quella presente che riguarda l’ultima settimana o mese, quella futura che riguarda il futuro prossimo con l’orizzonte temporale dell’anno e il futuro remoto per arrivare a capire cosa potrebbe succedere a fine secolo, con domande del tipo: “Avremo ancora ghiaccio nell’Artico?”.

Carlo Buontempo, direttore del servizio C3S Copernicus Climate Change Service, Hilda Carr, responsabile della comunicazione e Umberto Modigliani, vicedirettore del dipartimento Forecast nella Weather Room di ECMWF a Reading

Come mitigare e adattarci ai cambiamenti climatici

“Sappiamo che una buona parte del riscaldamento negli ultimi decenni è attribuibile alle attività antropiche e ci chiediamo come poter intervenire per cambiare rotta e mitigare gli effetti del cambiamento climatico. L’adattamento climatico riguarda vari ambiti, tra cui agricoltura, turismo, trasporto, salute. Ad esempio nella salute un’emergenza da gestire è quella della zanzara tigre, diventata ormai un flagello in molte parti del Mediterraneo e che tra 30 anni costituirà un problema anche per gli Stati dell’Europa centrale e settentrionale. Le decisioni su come agire non spettano agli scienziati ma ai politici però Copernicus può fornire alla politica informazioni per prendere le decisioni, come ad esempio dati riguardo alle emissioni di CO2 e gas serra che possono aver un impatto enorme sul clima. Occorre fare importanti scelte politico-economiche per ridurre il rischio dei cambiamenti climatici. Si tratta di scelte complicate che hanno costi significativi ed è per questo che è necessario fornire dati di alta qualità, che siano tracciabili, disponibili a tutti e che abbiano un valido fondamento scientifico.

Abbiamo anche sviluppato dei servizi, uno tra tutti è un’applicazione, in collaborazione con una società francese che lavora nel turismo, che permette di sapere la quantità di neve presente nei Pirenei: l’idea che c’è dietro è quella di dimostrare come si sviluppano i servizi, fornendo strumenti, metodologie e best practice che gli altri possano prendere come esempio”.

ECMWF: il prodotto eccellente di una collaborazione tutta europea

“ECMWF è un centro all’avanguardia a livello mondiale di cui dovremmo andare orgogliosi, che ha prodotto vantaggi tangibili per le economie di diversi paesi e per la vita di ogni giorno di milioni di persone e che dimostra quanto l’Europa possa essere ancora molto competitiva, proprio in un momento storico in cui viene messa in discussione. Quando vado alle conferenze negli Stati Uniti, mi pare sempre di cogliere un lampo di sana invidia negli occhi dei colleghi americani che in tutti questi anni non sono riusciti a raggiungere i nostri livelli di competenza. È sempre difficile dirsi da soli quanto si è bravi, in più a ECMWF non ci piace lavorare sotto i riflettori perché questo è uno dei fattori chiave che ci ha permesso di avere quelle condizioni ideali per lavorare con la massima concentrazione e mantenere alti i livelli di eccellenza ma, in un momento storico come il nostro, è importante sottolineare come la collaborazione internazionale sia riuscita a fare la differenza, proprio come è stato per il CERN, permettendoci di essere all’avanguardia mondiale.