24 ANNI DI STORIA AL CENTRO EPSON METEO - Ricerca, sviluppo, operatività e innovazione - Aeronautica Militare
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Centro Epson Meteo
24 ANNI DI STORIA AL
CENTRO EPSON METEO
Ricerca, sviluppo, operatività e innovazione
Dottore Raffaele SALERNO
Sommario
Ventiquattro anni fa nacque a Milano Il Centro Epson Meteo, con l’obiettivo di coniugare la
ricerca sui modelli meteorologici all’attività operativa. Grazie a questa visione il Centro ha
sviluppato nel tempo le proprie competenze in diversi campi della Meteorologia e della
Climatologia. Nel 2019 il vecchio marchio Epson Meteo termina la sua storia e nasce quello nuovo:
METEO-EXPERT. Questo articolo ripercorre le attività occorse in ventiquattro anni di storia e
mostra come da un piccolo gruppo di persone si sia sviluppata l’attuale struttura, aumentando
le capacità e le persone coinvolte: meteorologi, scienziati, tecnici. I cambiamenti più recenti
della struttura organizzativa e manageriale, infine, sono stati volti a rendere più efficace e al
passo coi tempi tutta l’attività del Centro.
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Dottore R. SALERNO
Abstract
Twenty-four years ago Centro Epson Meteo was established near Milan with the objective of
combining weather modeling and operational forecasts. Thanks to this visionary project, the
Centre was able to develop its activities in all fields related to Meteorology and Climatology.
Starting in 2019, the old, historical brand has been ended and a new proprietary trademark was
born: METEO EXPERT. This paper describes the steps along time of both operational and research
activities and show how an initial small group of people has been able to develop and increase
its own scientific capabilities enlarging the personnel with meteorologists, scientists and
technicians. Recent developments have changed the company structure and the management to
become more effective and to stay on top of what’s current.
1. Il progetto iniziale molto elevata (10 km di passo di griglia) e con
l’utilizzo delle tecnologie più moderne.
8 marzo 1995: a Milano è una giornata grigia e I due uomini erano Mario Giuliacci e Raffaele
fredda, con una leggera nevicata che imbianca Salerno. Il progetto piacque alla Epson perché
la città. Un ex colonnello dell’Aeronautica capitava in un momento in cui il proprio
Militare, 55 anni, ex capo del Centro comparto industriale stava attraversando una
Meteorologico di Milano Linate e un fase di transizione verso una produzione più
trentaquattrenne ricercatore, esperto di sostenibile dal punto di vista ambientale e il
modelli matematici applicati alla fisica progetto presentato ben si prestava alla
dell’atmosfera e alla meteorologia, stanno promozione di attività compatibili con
andando presso la sede della Epson Italia, l’ambiente.
all’epoca sita a Sesto S. Giovanni, Il progetto coniugava la possibilità di realizzare
nell’hinterland milanese. il prodotto con competenze portate all’interno
I due hanno preparato un progetto innovativo grazie ad un gruppo di lavoro operativo e di
per la costruzione di un Centro meteorologico ricerca. Inoltre vi era un aspetto tecnologico
che coniughi la ricerca e sviluppo con la (all’epoca l’Azienda produceva e distribuiva
meteorologia operativa e conseguentemente, personal computer in Italia) che avrebbe
la realizzazione delle previsioni del tempo ulteriormente valorizzato, attraverso la
sull’intero Paese. sponsorizzazione dell’attività e l’esposizione
Epson Italia infatti, da qualche anno, utilizza mediatica, le valenze tecnologiche e i prodotti
le previsioni meteorologiche prodotte da altri dell’Azienda.
soggetti e istituzioni per un proprio prodotto Qualche mese dopo, a settembre, iniziò
grafico che illustra l’andamento del tempo l’attività del Centro Epson Meteo, anche se, la
sulle reti Mediaset. data di nascita rimane e rimarrà sempre quella
L’intenzione è di proporre la realizzazione di del 8 marzo 1995.Ecco sommariamente alcuni
un modello matematico capace di produrre passaggi che, senza soluzione di continuità,
l’andamento delle variabili atmosferiche sulla hanno permesso di trasformare Centro Epson
scala italiana ad una risoluzione all’epoca Meteo in METEO EXPERT.
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2. I primi anni un cluster di calcolo (non dimentichiamo, era
il 1995 e questa impostazione costituiva
Il primo gruppo di lavoro era costituito, oltre l’avanguardia dell’approccio alla
che dai due ideatori del progetto, anche da modellizzazione matematica), basato su
Aldo Foglia (fig.1), un altro ex colonnello macchine dotate di processori Alpha
dell’Aeronautica Militare, purtroppo (processori della Digital poi divenuta Compaq),
recentemente scomparso e da Massimo a 64 bit (fig. 2).
Bollasina, all’epoca laureando di Raffaele
Salerno ed ora brillante ricercatore all’estero. 3. Gli anni dopo il 2001
Nel 1995 gli strumenti a disposizione erano
molto diversi da quelli disponibili oggi e anche Le necessità dei media e delle aziende che si
le comunicazioni avevano caratteristiche servivano di dati e di previsioni meteorologiche
molto meno prestanti rispetto alle attuali; sta cresceva velocemente, e parimenti anche le
di fatto che si cominciò da subito a costruire attività di studio e di ricerca sono state
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chiamate ad adeguarsi. Grazie al continuo discrepanze più o meno marcate a
sviluppo della modellistica, si giunse a testimonianza dell’errore commesso dal
realizzare elaborazioni a diverse scale spaziali; modello nel prevedere i valori del parametro
nel 2002 vennero infatti effettuate le prime meteorologico in questione. Le aree in cui
elaborazioni globali, sia pure con una l’errore è più evidente sono, nella maggioranza
risoluzione di due gradi. Fu grazie a questo che dei casi, quelle in cui la simulazione del
si potè condurre uno studio in collaborazione comportamento dell’atmosfera avviene su
con Ev-K2-CNR (ndr, un ente privato orografia complessa. Infine, la crescita più o
autonomo, senza scopo di lucro, con meno rapida dell’errore dipende dalla
esperienza venticinquennale nella sensibilità dell’atmosfera: nel caso in cui la
realizzazione di progetti di ricerca scientifica previsione sia calcolata in un’area del dominio
e tecnologica in alta quota) sul monsone che è particolarmente sensibile alle piccole
indiano, effettuando delle elaborazioni di variazioni delle condizioni iniziali, si avrà una
ensemble per analizzare l’orizzonte di rapida crescita dell’errore che può portare alla
predicibilità del fenomeno. E continuando, perdita di affidabilità della previsione stessa.
negli anni successivi, la modellizzazione di L’impossibilità di stabilire, a priori, l’esattezza
ensemble venne adattata anche alla scala di una previsione affidandosi ad un unico
regionale e a quella locale, diventando scenario deterministico, ha portato lo sviluppo
operativa nel 2013 dopo una sperimentazione della tecnica di ensemble, in cui si integrano
di circa tre anni su mesoscala e sulle scale simultaneamente più stati dell’atmosfera
continentali. Nell’ambito dell’elaborazione caratterizzati da condizioni iniziali che
numerica dei dati, questo è stato un passaggio differiscono di poco l’una dall’altra. Il sistema
fondamentale che vale la pena approfondire. diventa particolarmente utile nei casi in cui si
Occorre ricordare che le previsioni numeriche verificano transizioni nei regimi meteorologici
emesse dai principali centri meteorologici che i modelli prevedono con maggiore
mondiali riguardano una vasta gamma di difficoltà: questo comportamento si osserva sia
variabili atmosferiche che il modello operativo quando viene prevista la fase iniziale di
elabora e calcola su tutti i punti di griglia. innesco del nuovo regime atmosferico, sia
Tuttavia, l’incertezza legata ad una singola quando il modello prevede la sua fine, in cui la
previsione deterministica, dovuta al processo circolazione annessa si esaurisce per lasciare il
di inizializzazione del modello, non compare in posto ad una nuova transizione (vedasi
modo esplicito nelle variabili calcolate e quindi approfondimento a fine articolo).
non è possibile conoscere, a priori, quali siano
i margini di affidabilità relativi alla previsione 4. Le attività nei media, l’inizio della
stessa. Ci si può rendere conto di questo divisione aeronautica e gli sviluppi degli
aspetto confrontando, ad esempio, la mappa ultimi anni
prevista di un campo atmosferico ad un dato
istante temporale con la sua analisi riferita al Oltre alla crescita dei servizi a valore aggiunto,
giorno di scadenza della previsione. Se da un nel corso degli anni duemila è di molto
lato c’è una buona corrispondenza tra la cresciuta la produzione televisiva, con
distribuzione spaziale del campo previsto e contributi meteorologici in tutte le reti
quella del campo osservato, saranno Mediaset e sulle radio. Col passare degli anni
altrettanto distinguibili, su altre aree, molti meteorologi del Centro Epson Meteo si
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sono succeduti in televisione, sino all’avvento concessione, essendo legato al nome Epson. Il
delle giornaliste e delle presentatrici del 2019 anche è l’inizio di una avventura
meteo, scelta relativa agli ultimi anni da parte editoriale con il brand ICONANEWS, sito di
dell’editore televisivo. Contemporaneamente notizie veloci, a cui segue ICONACLIMA, legato
crebbe l’attività nei progetti di ricerca, in alle problematiche e a servizi climatici oltre
ambito nazionale ed europeo, con partner che alla informazione sul cambiamento
prestigiosi quali l’Università di Milano-Bicocca, climatico. L’ultimo passo sarà ICONAMETEO il
il Politecnico di Milano e il CNR, solo per citare sito di previsioni meteorologiche che porterà la
alcuni nomi noti. Numerose collaborazioni poi nostra serietà, professionalità e rigore
sono state stabilite nel tempo con enti e scientifico, da tutti riconosciutoci.
università straniere, oltre che con tante
aziende piccole, medie e grandi attraverso i 5. La responsabilità sociale, l’educazione e
progetti e le partnership. Nel 2010 partì un la divulgazione: pubblicazioni e libri
progetto che, inizialmente, sembrò quasi
troppo ambizioso: ottenere la certificazione Un aspetto in cui la nostra struttura crede
come ANSP-MET (che sta per Air Navigation molto è la responsabilità sociale e lo slancio
Service Provider per la Meteorologia) ovvero la verso l’educazione e l’informazione. Per
possibilità di fornire il servizio meteorologico questo, due anni fa è nato il progetto scuole,
all’aviazione commerciale. L’obiettivo fu con l’intento di portare la meteorologia e la
raggiunto nel 2013 con la certificazione climatologia dalle elementari alle scuole
dell’ENAC e la designazione sull’aeroporto di superiore, con rigore scientifico ma con
Aosta. semplicità.
Tra il 2014 ed il 2017 importanti cambiamenti Da questa voglia di fare educazione e dallo
interessarono l’azienda Meteo Operations spirito di responsabilità verso la comunità nella
Italia che gestiva il marchio Centro Epson quale viviamo, è nato anche un progetto
Meteo e che aveva oramai raggiunto un denominato MeteoHeroes: sei personaggi
organico di circa 30 persone che lavoravano animati di bambini che si trasformano in
all’interno di essa. All’inizio del 2019 un nuovo supereroi e intervengono nelle più svariate
cambiamento, quasi una svolta totale rispetto situazioni per proteggere l’ambiente e la
ad una storia lunga 23 anni: l’abbandono del natura (fig.3).
marchio Epson Meteo e l’arrivo del nuovo Il progetto ha trovato grande interesse e favore
marchio METEO EXPERT. Va detto che il nome a livello internazionale e ha dato origine alla
Centro Epson Meteo era un marchio in produzione, attualmente in corso, di una serie
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animata che potrà essere diffusa in tutto il auto-proclamano meteorologi senza averne i
pianeta. Infine ha sempre avuto rilevanza (e un requisiti sostanziali e ingannando il cittadino
notevole impegno è stato profuso in tal senso) consumatore invece di essere a tutela di
l’aspetto legato alle pubblicazioni scientifiche quest’ultimo.
sulle riviste internazionali, alle presentazioni e
relazioni alle conferenze a diversi livelli e alla APPROFONDIMENTO
scrittura di libri, tra i quali il noto Manuale di
Meteorologia, un compendio generale dei vari La costruzione del sistema di
aspetti legati alla Meteorologia e clima modellizzazione di ensemble: le basi e i
espresso con linguaggio il più possibile rigoroso vantaggi
ma comprensibile e con il minimo uso di
formule ed equazioni, è giunto
alla sua quarta edizione.
6. Conclusioni
La storia del Centro Epson
meteo, oggi divenuto METEO
EXPERT è una storia fatta di
impegno, passione, rigore
scientifico e professionalità. In
un mondo nel quale l’attenzione
alla meteorologia, al clima e
all’ambiente è andata crescen-
do, si è contemporaneamente
sviluppata anche una meteo-
rologia urlata, di dubbia o nulla
professionalità che ha fatto del
sensazionalismo la sua bandiera. Tuttavia, col L’idea che sta alla base della costruzione di un
tempo, sempre più persone sono più attente al Ensemble Prediction System (EPS) (Fig. 4) è
vero valore della Meteorologia e comprendono quella di avere a disposizione un grande
dove è collocata la professionalità e la scienza, numero di stati possibili dell’atmosfera,
rifuggendo da coloro i quali propagandano distribuiti su una densità di probabilità
previsioni a 30 giorni su un luogo specifico, dell’incertezza delle condizioni iniziali. Ogni
annunciano estati bollenti e inverni gelidi e singolo stato, una volta evoluto, corrisponde
nevosi con molti mesi di anticipo senza alcuna ad una previsione deterministica; il modello
padronanza e consapevolezza di ciò che numerico procede ad integrare le equazioni
affermano e, più recentemente, costruiscono tante volte quanti sono gli stati scelti nella
aggregazioni di taluni che, pur pretendendo di funzione iniziale di probabilità, comportando
ispirarsi a normative che riguardano le l’utilizzo di risorse di calcolo ingenti; pertanto,
professioni non regolamentate, contrav- il tempo utilizzato dal modello per effettuare
venendo alle linee guida del WMO e anche a tutte le integrazioni rappresenta un fattore
codici deontologici dagli stessi sottoscritti, si limitante. Occorre quindi valutare
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correttamente il numero di membri innanzitutto, perturbare l’analisi iniziale per
dell’ensemble da includere nel sistema, in determinare un certo numero di stati che sia
relazione alla risoluzione spaziale del modello rappresentativo di un volume di incertezza
numerico a disposizione al fine di ottenere i individuato dalla funzione di densità di
risultati nel tempo utile affinché le previsioni probabilità dell’errore all’istante iniziale. Ogni
possano essere impiegate. E’ quindi singolo elemento presente all’interno dello
importante che le condizioni iniziali siano spazio delle fasi è un punto di partenza da cui
scelte in modo opportuno, tenendo presenti il modello integrerà uno stato iniziale
due condizioni a cui deve sottostare una perturbato dell’atmosfera per generare una
funzione di densità di probabilità per essere previsione deterministica fino ad alla scadenza
giudicata corretta: in primo luogo il campione temporale fissata. L’evoluzione della densità
degli stati iniziali deve fornire una stima di probabilità è infatti approssimata dalle
realistica della distribuzione di probabilità traiettorie intraprese da tutti i punti iniziali
degli errori dell’analisi; mentre, secondo, è che costituiscono il campione rappresentativo
necessario che le “traiettorie” dello spazio della distribuzione di densità di probabilità.
delle fasi calcolate dal modello numerico siano Tipicamente, osservando l’evoluzione della
buone approssimazioni delle “traiettorie” distribuzione, si nota che le traiettorie di
atmosferiche reali. Circa il primo requisito, su ciascun membro dell’ensemble sono, all’inizio,
cui si è concentrata molta ricerca negli anni più poco differenti l’una dall’altra. Ciò significa
recenti, si pone un problema che risulta di che tutte le integrazioni del modello numerico
notevole difficoltà, sia pratica che teorica. producono inizialmente previsioni abbastanza
Innanzitutto, la funzione di densità di simili: di conseguenza, la distribuzione di
probabilità dell’errore dell’analisi è probabilità che descrive l’incertezza sullo
scarsamente nota; in secondo luogo, il numero stato dell’atmosfera in questa fase della
delle direzioni indipendenti nello spazio delle previsione non è molto maggiore di quella che
fasi, attraversate dalla funzione di probabilità, si ha all’istante iniziale. Ad un istante
supera di diversi ordini di grandezza la successivo, invece, le traiettorie potranno
dimensione massima possibile dell’ensemble divergere sensibilmente. E’ quindi logico
che può essere supportata da un modello immaginare che l’evoluzione più probabile sia
realistico di previsione numerica. Per questi rappresentata dallo scenario indicato dal
motivi, l’idea di prelevare del tutto maggior numero di elementi che appaiono
casualmente alcuni stati iniziali dalla funzione simili tra loro. Ecco perché si parla di
di densità di probabilità come condizioni previsione probabilistica.
perturbate non può essere, in pratica, La dispersione osservata nell’ultima previsione
realizzata perché non produrrà una permette di stimare la natura della
distribuzione realistica degli stati previsti. Per distribuzione che è una indicazione
ovviare a ciò, sono state sviluppate nel corso dell’incertezza della previsione. Nel contesto
degli anni, diverse tecniche per generare le delle previsioni meteorologiche, il beneficio
perturbazioni da sommare poi all’analisi della media dell’ensemble sembra derivare, in
imperturbata e creare così l’insieme degli stati primo luogo, dalla mediazione degli elementi
iniziali da far evolvere applicando le equazioni tra i membri dell’EPS che si trovano in
della fisica dell’atmosfera. Quindi, per creare disaccordo e dal mettere invece, in rilievo, le
una previsione di ensemble è necessario, caratteristiche che generalmente sono
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condivise dagli altri elementi. In modo errori derivino primariamente dall’incertezza
particolare, nelle previsioni che arrivano a nelle condizioni iniziali.
scadenze temporali lunghe, le mappe della E’ probabile che una insufficiente dispersione
media dell’ensemble tendono a smussare sia un problema più rilevante soprattutto nelle
ulteriormente l’informazione meteorologica previsioni di breve termine, perché le
contenuta nel maggior numero di scenari perturbazioni iniziali richiedono tempo per
divergenti, facendo così perdere importanza crescere e comunque potrebbero non offrire
alle evoluzioni estreme previste. una dispersione stessa che sia consistente con
La media di un EPS è in grado di migliorare la il problema in esame. Oltretutto quando il
previsione solo fino al momento in cui si forcing e i flussi sono deboli (una situazione
verifica un cambiamento del regime anticiclonica estiva, per esempio), la crescita
atmosferico, individuabile con la divergenza delle perturbazioni può essere persino più
degli scenari calcolati. Il problema risiede lenta.
nella biforcazione delle traiettorie degli Invece, un ensemble che utilizza le variazioni
elementi dell’ensemble che si verifica tra una sia dal punto di vista dinamico-numerico e dal
previsione intermedia e quella finale. punto di vista fisico offre uno spread più
In questo caso, per esempio, considerare elevato il che comporta un maggior numero di
valida la previsione della media dell’ensemble soluzioni considerate. Inoltre un costante
significherebbe prendere in considerazione lavoro di analisi e verifica dei risultati dei
uno scenario non appartenente allo spazio modelli e delle previsioni viene costantemente
delle fasi in cui sono contenuti quelli calcolati svolto al fine di comprendere meglio il
dal modello. Il problema, in realtà, è molto più comportamento dei modelli e migliorare
complesso di come è stato illustrato, sia continuamente la qualità dei prodotti e dei
perché ha natura multi-dimensionale e sia servizi erogati.
perché i cambiamenti del regime
meteorologico a cui sono soggette le previsioni
possono essere più numerosi rispetto a quelli
calcolati dal modello che calcola solo una
parte dell’ampia gamma delle possibili
evoluzioni dell’atmosfera.
Il sistema di ensemble da noi considerato,
quindi, non considera soltanto la perturbazione
delle condizioni iniziali e dei forcing di
mesoscala (agendo a scala locale occorre tener
conto del dominio limitato e delle condizioni al
contorno) ma considera anche l’applicazione di
diversi schemi fisici all’interno del modello,
per considerare anche i margini di errore
contenuti all’interno di ogni modello.
Infatti potrebbe accadere che gli ensemble
basati solo sulla perturbazione degli stati
iniziali non abbiano sufficiente dispersione
come conseguenza dell’assunzione che gli
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