Le previsioni del tempo

Le previsioni del tempo si basano soprattutto sulla conoscenza del sistema dei fronti caldi e freddi e dei cicloni extratropicali, descritto e analizzato tra il 1920 e il 1930 da Jacob Bjerknes (1897-1975), uno studioso americano di origine norvegese. Per ottenere risultati attendibili, però, occorreva disporre di una rete di strumenti di misura il più possibile numerosi e precisi, cosa che è divenuta possibile solo nella seconda metà del secolo XX.

Attualmente le stazioni meteorologiche disseminate in tutto il mondo sono più di 10.000, molte delle quali si trovano in mare a bordo di imbarcazioni appositamente attrezzate, e a intervalli di qualche ora (ma in certi grandi aeroporti anche di 30 minuti) effettuano misurazioni dei sette parametri fondamentali dell’atmosfera in base ai quali si definisce ogni situazione meteorologica: pressione, temperatura, densità, umidità e le tre componenti (direzione, verso e intensità) della velocità del vento. Vi sono poi diverse centinaia di stazioni che eseguono rilevazioni in quota (fino a 20-30 km di altezza) per mezzo di palloni sonda, e altre ancora che fanno uso del radar, installato a terra o montato su aeroplani. Naturalmente le stazioni meteorologiche non sono distribuite in modo uniforme, in parte a causa dell’irregolarità della superficie terrestre, ma anche per il diverso grado di sviluppo delle varie nazioni. A questo stato di incompletezza rimediano in gran parte i satelliti meteorologici, che oggi sono in grado di analizzare l’andamento delle masse d’aria su tutta la superficie del pianeta e di trasmettere i risultati a terra in tempo utile.

Tutti i dati così raccolti vengono trasmessi ai vari centri e uffici meteorologici che fanno parte dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM), con sede a Ginevra. Per l’Europa è particolarmente importante il Centro europeo per le previsioni a medio termine (ECMWF) situato a Reading, presso Londra, che si avvale della collaborazione di 18 paesi tra i quali l’Italia. I dati di Reading vengono poi rielaborati dai diversi enti locali con l’aggiunta di altri dati raccolti nelle rispettive zone: in Italia se ne occupa il servizio meteorologico dell’Aeronautica militare che a questo scopo ha istituito nel 1981 il sistema “Afrodite” e poi, nel 1988, il sistema “Argo”, capace di eseguire previsioni  particolareggiate per 150 località del nostro paese.

In questi centri avviene l’elaborazione dei dati per le previsioni numeriche. Fin dagli albori della meteorologia era stata concepita l’idea che le previsioni del tempo si potessero trattare come un qualsiasi problema risolvibile con le equazioni della fisica, ma all’atto pratico questo non si poteva realizzare perché richiedeva una capacità di calcolo che fino a qualche decennio fa sarebbe stata impensabile. Oggi queste difficoltà si possono considerare in gran parte superate grazie al rapido progresso degli elaboratori elettronici.

Presso il centro di Reading vengono eseguite previsioni dei movimenti orizzontali e verticali delle masse d’aria, della pressione e della temperatura in quota e in superficie, alle quali viene attribuita una validità di sei giorni (con indicazioni di massima fino a nove giorni). Per i calcoli viene utilizzato un modello matematico che divide idealmente l’atmosfera in 31 strati, a loro volta suddivisi in un totale di oltre 3 milioni di “cubi” di 55 km di lato, che si estende fino a 30 km di altitudine. Per definire lo stato dell’atmosfera in qualsiasi momento sono necessari 6 milioni di numeri, e per formulare una normale previsione a medio termine occorrono ben 6000 miliardi di operazioni.

In teoria i limiti delle previsioni di Reading potrebbero essere estesi fino a due settimane, a patto che vengano eliminati tutti i possibili errori all’interno del modello, e in futuro anche a periodi più lunghi a condizione che siano disponibili dati più numerosi e più precisi.

Grazie a questi sviluppi tecnologici è stato possibile ridurre sempre più l’importanza del fattore umano, e quindi la soggettività delle previsioni. Tuttavia l’intervento dell’uomo rimane ancora indispensabile per l’interpretazione dei dati, e anche per la presentazione delle previsioni al pubblico generico.

I servizi meteorologici nazionali e internazionali preparano tra l’altro le carte sinottiche, che presentano la distribuzione dei vari parametri osservata in uno stesso istante, al suolo e in quota, su grandi regioni della Terra. Sono queste le carte che in forma solitamente semplificata vediamo riprodotte sui giornali o presentate in televisione e che, integrate da immagini fotografiche riprese dai satelliti artificiali, illustrano la distribuzione delle masse d’aria e i loro spostamenti nel corso del tempo. Generalmente mostrano l’andamento delle isobare, i fronti caldi e freddi, e spesso anche la direzione del vento.