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Il nuovo modello numerico di previsione meteorologica per la regione alpina

Date de publication 31 mars 2016
Thèmes Système de mesure et de prévision
Météo
Type Communiqué de presse

Oggi l’Ufficio federale di meteorologia e climatologia MeteoSvizzera mette in servizio il nuovo modello numerico di previsione ad alta risoluzione COSMO-1 sul supercalcolatore “Piz Kesch” del CSCS. Questo modello, calcolato otto volte al giorno, lavora con una distanza fra i punti di griglia di 1,1 chilometri. In tal modo la risoluzione risulta raddoppiata rispetto a quella del precedente modello COSMO-2, in uso dal 2008. Si tratta di un importante passo avanti nella previsione di fenomeni meteorologici su scala locale quali i temporali, i regimi dei venti locali o il favonio.

Previsioni e allerte meteorologiche tempestive e affidabili sono importanti per le autorità, il mondo economico e la popolazione quale base per prendere al momento opportuno le decisioni che dipendono dalla situazione meteorologica o per pianificare le loro attività all’aperto. Per descrivere con maggior precisione fenomeni atmosferici molto localizzati come i temporali, i venti di valle e di montagna (provocati dalle variazioni termiche) oppure il favonio, è necessaria una risoluzione spaziale molto elevata, soprattutto nella regione alpina. Il modello numerico di previsione COSMO-2 con una distanza fra i punti di griglia di 2,2 chilometri, utilizzato finora da MeteoSvizzera, era in grado di riprodurre le grandi vallate alpine o le strutture del terreno solo a partire da una loro estensione di almeno 10 chilometri. Tuttavia non sempre riusciva a simulare la formazione di nubi temporalesche o i regimi di vento nelle vallate piccole o medie, come ad esempio la Vallemaggia.

Da oggi è in servizio operazionale COSMO-1

Dopo una fase di test durata sei mesi, oggi MeteoSvizzera mette in funzione COSMO-1. Il nuovo modello numerico di previsione con una distanza fra i punti di griglia di 1,1 chilometri rappresenta un importante progresso per la previsione di fenomeni meteorologici su scala locale nella regione alpina. Questa novità si tradurrà in previsioni regionali e allerte locali più dettagliate. In futuro verranno pertanto simulati anche i regimi di vento nell’incassata Vallemaggia.

COSMO-1 calcola ogni tre ore previsioni numeriche che si estendono sulle successive 33 ore e una volta al giorno per le prossime 45 ore. Quest’ultima serie di previsioni numeriche sostiene in modo particolare l’emissione delle allerte per il giorno successivo. COSMO-2 sarà messo fuori servizio nell’autunno 2016.

Nuovo modello numerico di previsione in funzione sul nuovo supercalcolatore

COSMO-1 necessita di una capacità di calcolo circa 20 volte superiore rispetto a COSMO-2: per tale ragione esso è in funzione sul nuovo supercalcolatore “Piz Kesch”, in servizio dal settembre 2015 presso il Centro Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS) a Lugano. “Piz Kesch” è stato sviluppato da MeteoSvizzera in collaborazione con il CSCS, il Center for Climate Systems Modeling (C2SM) del Politecnico federale di Zurigo e le aziende Cray e NVIDIA per soddisfare le esigenze di MeteoSvizzera. MeteoSvizzera è il primo servizio meteorologico nazionale ad utilizzare una nuova architettura di calcolatori per i suoi modelli numerici di previsione operazionali: tramite l’impiego di acceleratori grafici (GPU) e di un programma ottimizzato per GPU, il supercalcolatore non è solamente molto più rapido, ma anche estremamente più efficiente dal punto di vista energetico; di conseguenza a parità di costi la potenza di calcolo del nuovo supercalcolatore è decisamente superiore. 

Per le previsioni meteorologiche oggi si impiegano programmi complessi – i cosiddetti modelli numerici – che descrivono le interazioni all’interno dell’atmosfera tramite formule matematiche. MeteoSvizzera utilizza il modello COSMO, sviluppato all’interno del consorzio internazionale COSMO (Consortium for Small-scale Modeling). Nel corso degli ultimi cinque anni, i complessi codici del programma sono stati riscritti e ottimizzati per la trasposizione su un sistema di calcolatori basato su GPU. Il tutto è stato svolto da MeteoSvizzera in collaborazione con i ricercatori del Center for Climate Systems Modeling (C2SM) del Politecnico federale di Zurigo e il Centro Nazionale Svizzero di Calcolo Scientifico (CSCS) nell’ambito dei progetti HP2C (High Performance and High Productivity Computing) e PASC (Platform for Advanced Scientific Computing), lanciati nel quadro della strategia nazionale per il calcolo ad alta potenza.

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