Meteorologia, Tecnopolo assume nuovi ricercatori

di Valerio Castrignano.

Con i nuovi supercalcolatori del Tecnopolo sarà più facile prevedere fenomeni meteo estremi

La sfida della meteorologia del futuro è cercare di prevedere i fenomeni meteo estremi, grazie all’uso delle tecniche di intelligenza artificiale e dei sempre più potenti mezzi di supercalcolo a nostra disposizione. Poter prevedere per esempio se si verificherà un alluvione e avvisare la protezione civile e la popolazione in anticipo. Bologna, con il nuovo Tecnopolo all’ex Manifattura Tabacchi, svolgerà un ruolo importante in questo campo. Ne abbiamo parlato con Gabriella Scipione responsabile dei progetti Highlander e Mistral del dipartimento HPC di Cineca e Gian Franco Marras responsabile Cineca del servizio meteo per l’Arpae.

Gabriella Scipione responsabile dei progetti Highlander e Mistral del dipartimento HPC di Cineca

«Nel 2022 all’ex Manifattura Tabacchi, nel nuovo Tecnopolo – spiega Gabriella Scipione -, arriverà Leonardo, un supercomputer con una capacità di calcolo di 250 Petaflop, che sarà utilizzato anche in ambito meteorologico. Uno strumento 10 volte superiore all’attuale sistema di punta di Cineca, Marconi 100. Questo sistema non verrà installato nel data center del Cineca, dove ormai mancherebbero gli spazi, ma sarà ospitato al Tecnopolo di Bologna, dove già è attivo il computer dell’Ecmwf, il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine». 

Vedrà la luce quindi al Tecnopolo un grande spazio dedicato alle ricerche in ambito meteo e clima dove saranno ospitati diversi enti. Continua Scipione: «Tra questi la nuova Agenzia ItaliaMeteo, ma ci saranno anche gli esperti della Protezione civile e l’Ifab, fondazione voluta dalla Regione Emilia-Romagna. Avremo dunque una grande concentrazione di risorse, competenze e dati nella stessa struttura. Se si potesse sommare la potenza di calcolo dei sistemi presenti avremmo una delle cinque macchine più potenti del mondo».

Una novità che avrà interessanti ricadute occupazionali. Anticipa Scipione: «A Leonardo lavoreranno circa trenta persone. Una decina di sistemisti, addetti alla macchina, altre dieci persone per il supporto ai ricercatori che utilizzeranno il supercalcolatore e infine cinque esperti per lo sviluppo di applicazioni scientifiche. Dunque prevediamo di assumere a breve nuovi ricercatori. Ci saranno anche altre ricadute positive. Attualmente i ricercatori che fanno uso dei supercalcolatori del Cineca sono circa 4mila e il numero di progetti attivi è di circa 2mila. Con l’avvio di Leonardo prevediamo non solo un aumento di questi numeri, ma anche di poter dare accesso a progetti più grandi e complessi. Affronteremo sfide scientifiche ancora irrisolte del mondo accademico, ma anche dell’industria privata e della Pubblica amministrazione».

Gian Franco Marras responsabile Cineca del servizio meteo per l’Arpaer.

Spiega per esempio Marras: «Oggi esistono algoritmi che le attuali macchine non sono in grado di svolgere o non sono in grado di svolgere in tempi utili. Ecco perché la ricerca è ‘affamata’ di computer sempre più potenti. Adesso per esempio siamo in grado di ottenere in tempo utile previsioni di quel che accadrà tra due o tre giorni su griglie di risoluzione di 5,5 chilometri per il Mediterraneo o 2,2 chilometri per l’Italia – cioè lo spazio ‘fotografato’ da ogni previsione fatta sul nostro Paese è di minimo 2,2 chilometri -. Le previsioni ottenute inoltre prendono in considerazione intervalli orari. Questo fa sì che spesso degli eventi estremi possano sfuggire, sia perché a volte si tratta di fenomeni che durano meno di un’ora, sia perché potrebbero riguardare zone molto ristrette, di poche centinaia di metri. Il massimo sarebbe riuscire a ridurre queste aree fino ad ottenere previsioni a cento metri di risoluzione. Però con gli attuali mezzi a nostra disposizione un calcolo così complesso avrebbe bisogno di almeno quattro giorni. La previsione quindi arriverebbe troppo tardi. Con Leonardo potremo ridurre queste aree sotto il chilometro, rendendo più precise quindi le fotografie di quel che avverrà».

In particolare proprio la collaborazione con l’Ecmwf, il Centro meteo della protezione civile nazionale e l’Arpae ha portato a chiudere con successo il progetto Mistral. Ne è nato uno strumento che oggi è utilizzato dalla Protezione civile: Italy flash flood (letteralmente “inondazione improvvisa”). Spiega Marras il funzionamento di questo sistema: «Si parte da un modello e da una previsione di come saranno le condizioni meteorologiche in una certa area. Lo stesso modello viene rieseguito contemporaneamente 40-50 volte perturbando le condizioni iniziali, cioè si cambiano leggermente (sotto l’errore sistematico) alcuni valori dei campi meteorologici entro quelle che possono essere le reali variazioni. Si aumenta o diminuisce la temperatura per esempio di 0.1°C. Così si ottengono tante previsioni leggermente differenti e si calcolano le probabilità che si verifichino eventi atmosferici particolarmente critici».

Infine conclude Scipione: «Si prevedono nuove sinergie con l’Ecmwf. Per esempio nell’ambito degli eventi meteo estremi con il progetto europeo Destination Earth, che mira a sviluppare un modello digitale ad altissima precisione della Terra (Digital Twin)». 

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