Quando si parla di una previsione meteorologica locale, il primo vantaggio che viene spontaneo immaginare è avere una stazione direttamente sul territorio.

Conoscere in tempo reale temperatura, umidità, pressione, vento, precipitazioni e radiazione solare permette infatti di sapere con grande precisione che cosa sta accadendo a Gesualdo in quel momento.

Ma conoscere il presente non significa automaticamente saper prevedere il futuro.

Un sensore può dirci che l’umidità sta aumentando. Può mostrarci una diminuzione della temperatura, una variazione del vento oppure una caduta della radiazione solare.

La parte difficile è capire che cosa significhino davvero quei cambiamenti.

È proprio questo il compito di Vertumno 10, il motore locale della pipeline previsionale di Meteo Gesualdo.

Non basta leggere i sensori

Immaginiamo che la stazione registri un rapido aumento dell’umidità.

Preso da solo, quel dato potrebbe sembrare un segnale di peggioramento.

Ma se l’aumento avviene durante la notte o nelle prime ore del mattino, potrebbe essere semplicemente una conseguenza del raffreddamento dell’aria e dell’avvicinamento tra temperatura e punto di rugiada.

Allo stesso modo, una diminuzione della radiazione solare potrebbe indicare l’arrivo di nubi, ma potrebbe anche essere perfettamente normale perché il Sole sta scendendo sull’orizzonte.

Una raffica improvvisa potrebbe essere il segnale di un cambiamento atmosferico più importante oppure soltanto un episodio molto breve.

Per questo Vertumno non tratta le misure come valori isolati.

Le interpreta nel loro contesto.

Il punto di partenza: la stazione meteorologica

Vertumno nasce intorno ai dati realmente osservati a Gesualdo.

La stazione fornisce continuamente le principali grandezze meteorologiche:

• temperatura;
• umidità relativa;
• pressione atmosferica;
• punto di rugiada;
• vento e raffiche;
• precipitazioni;
• radiazione solare;
• indice UV.

Questi dati rappresentano la base fisica sulla quale viene costruita la previsione locale.

Il motore dispone quindi di qualcosa che un modello meteorologico esterno non può avere nello stesso modo: una fotografia diretta e molto recente delle condizioni esattamente nel territorio che vogliamo prevedere.

Ma anche qui c’è un problema.

Una fotografia descrive un istante.

Una previsione deve invece capire una traiettoria.

Dall’ultimo valore alla tendenza

Per capire se una variabile sta realmente cambiando, Vertumno osserva anche la sua evoluzione nel tempo.

Non conta soltanto sapere che la pressione ha un certo valore.

È importante sapere se sta salendo, scendendo oppure rimanendo stabile.

Non basta conoscere la temperatura attuale.

Bisogna capire se il suo andamento è compatibile con il normale ciclo della giornata oppure se sta mostrando una variazione insolita.

Lo stesso vale per umidità, vento, radiazione e altre grandezze.

Il passaggio fondamentale è quindi da:

“quanto misura il sensore adesso?”

a:

“come ci siamo arrivati e in quale direzione ci stiamo muovendo?”

È questa seconda domanda a essere molto più utile per una previsione.

Il tempo meteorologico ha un orologio

Uno degli elementi più importanti nell’interpretazione dei dati locali è l’ora della giornata.

L’atmosfera vicino al suolo cambia continuamente anche quando il tempo meteorologico rimane sostanzialmente stabile.

Durante la notte il terreno perde calore.

La temperatura tende a diminuire.

L’umidità relativa può aumentare.

Temperatura e punto di rugiada possono avvicinarsi.

Dopo l’alba, invece, la radiazione solare ricomincia ad aumentare e modifica progressivamente la struttura dello strato d’aria vicino al suolo.

Nel pomeriggio possono svilupparsi altre dinamiche, soprattutto nei mesi più caldi.

Questo significa che lo stesso identico valore può avere significati differenti a seconda del momento in cui viene osservato.

Per Vertumno, quindi, l’orario non è soltanto una coordinata: è parte dell’informazione meteorologica.

Il problema dell’umidità del mattino

Un esempio concreto aiuta a capire perché questo approccio sia necessario.

Nelle ore notturne e mattutine è normale che l’umidità relativa aumenti mentre la temperatura diminuisce.

Se questo segnale venisse interpretato senza sufficiente contesto, il sistema potrebbe attribuirgli troppo facilmente un significato legato alla copertura nuvolosa.

Ma un’atmosfera umida vicino al suolo non implica automaticamente un cielo coperto.

Per distinguere meglio le situazioni bisogna osservare contemporaneamente diversi segnali: andamento della temperatura, rapporto con il punto di rugiada, radiazione solare, indice UV, ora della giornata e comportamento recente dell’atmosfera.

È un esempio di un principio generale che ha guidato l’evoluzione di Vertumno:

un dato meteorologico acquista significato soprattutto quando viene confrontato con gli altri.

Segnali rapidi e cambiamenti persistenti

Un altro problema della previsione locale riguarda la durata dei fenomeni.

L’atmosfera può cambiare molto rapidamente.

Una nube può ridurre per qualche minuto la radiazione.

Una raffica può modificare temporaneamente il vento.

Un outflow prodotto da un temporale nelle vicinanze può far cambiare rapidamente temperatura e direzione del vento anche senza che il temporale raggiunga direttamente Gesualdo.

Se ogni variazione venisse considerata l’inizio di una nuova tendenza, la previsione diventerebbe estremamente instabile.

Vertumno cerca quindi di distinguere tra:

• variazioni veloci e transitorie;
• segnali più persistenti e meteorologicamente significativi.

Questa distinzione è particolarmente importante nel brevissimo periodo, dove la stazione osserva in dettaglio fenomeni che possono durare soltanto pochi minuti.

La memoria meteorologica di Gesualdo

Il presente, da solo, non è l’unica fonte di informazione disponibile.

Vertumno può confrontare ciò che sta accadendo con lo storico raccolto dalla stazione.

L’idea è intuitiva.

Se oggi temperatura, umidità, pressione, vento e periodo dell’anno descrivono una situazione simile a una già osservata, può essere interessante vedere come quella situazione si era evoluta.

Non si tratta di cercare una giornata perfettamente identica, perché due situazioni atmosferiche non sono mai davvero uguali.

Lo storico serve piuttosto a fornire un contesto locale.

Gesualdo possiede infatti caratteristiche proprie: altitudine, orografia, esposizione, comportamento radiativo, ventilazione e microclima contribuiscono a rendere alcune evoluzioni più frequenti di altre.

Un modello generale può descrivere bene la situazione atmosferica dell’area.

Lo storico della stazione può invece raccontare come quella situazione tende concretamente a manifestarsi nel punto osservato.

Storico locale e Metis non sono la stessa cosa

Questo aspetto può creare facilmente confusione, perché anche Metis utilizza il passato.

Ma i due sistemi hanno obiettivi differenti.

Vertumno utilizza lo storico della stazione per comprendere l’evoluzione meteorologica locale.

Metis, invece, lavora successivamente sulla memoria delle previsioni validate e dei loro errori.

Vertumno può quindi chiedersi:

“Come tende a evolvere una situazione locale simile a questa?”

Metis si chiederà più avanti:

“Quando la pipeline aveva previsto una situazione simile, in quale modo aveva sbagliato?”

Sono due forme di memoria, ma vengono utilizzate in momenti diversi e per scopi differenti.

Il microclima come informazione

La previsione locale ha senso proprio perché il territorio non è una superficie uniforme.

Due località relativamente vicine possono mostrare differenze nella temperatura minima, nella ventilazione, nella persistenza dell’umidità o nella formazione di nebbie e gelate.

Le caratteristiche del terreno, l’altitudine, l’esposizione e la conformazione delle vallate influenzano continuamente ciò che viene misurato.

Vertumno cerca di mantenere questa componente locale all’interno della previsione.

Non vuole trasformare Meteo Gesualdo in una semplice copia ridotta di un modello regionale.

Al contrario, il suo compito è preservare quell’informazione che nasce proprio dal fatto che la stazione si trova a Gesualdo.

La stagionalità cambia il significato dei dati

Anche il periodo dell’anno modifica profondamente il significato delle osservazioni.

Una determinata temperatura può essere perfettamente normale in agosto e molto anomala in gennaio.

La durata del giorno cambia.

Il massimo della radiazione solare cambia.

Cambiano i tempi di riscaldamento e raffreddamento del suolo.

Cambiano le configurazioni meteorologiche più frequenti.

Per questo Vertumno non interpreta il presente come se ogni giorno dell’anno fosse equivalente.

La previsione viene collocata all’interno del suo contesto stagionale e astronomico.

Questo permette di distinguere meglio ciò che rappresenta una normale evoluzione giornaliera da ciò che può indicare un vero cambiamento meteorologico.

Pressione: importante, ma mai da sola

La pressione atmosferica è uno dei parametri storicamente più associati alle previsioni del tempo.

Ed effettivamente contiene informazioni importanti.

Ma anche qui il valore assoluto racconta soltanto una parte della storia.

Una pressione relativamente alta può trovarsi in fase di diminuzione.

Una pressione più bassa può essere stabile oppure in rapida risalita.

La sua interpretazione acquista quindi maggiore valore quando viene osservata insieme alla tendenza, al vento, all’umidità e agli altri segnali disponibili.

È la stessa filosofia che attraversa tutto Vertumno:

nessun sensore deve diventare da solo “la previsione”.

Dal valore fisico al fenomeno meteorologico

Alla fine Vertumno deve trasformare numeri e tendenze in qualcosa di meteorologicamente interpretabile.

Non deve soltanto stimare temperatura o pressione future.

Deve anche costruire una rappresentazione coerente del cielo e dei possibili fenomeni.

Per questo i diversi segnali vengono ricondotti allo stesso linguaggio utilizzato dal resto della pipeline.

Il risultato comprende valori fisici, fenomeno meteorologico principale, eventuali fenomeni secondari e informazioni sulla qualità della previsione.

Questo passaggio è essenziale perché, poco dopo, la previsione di Vertumno dovrà essere confrontata con quella costruita da Lira.

Due motori possono partire da mondi molto differenti soltanto se, alla fine, riescono a parlare la stessa lingua.

Vertumno non conosce ancora la previsione di Lira

Un aspetto importante della nuova architettura è che Vertumno costruisce la propria previsione in maniera autonoma.

Quando analizza i dati locali non sa quale risultato produrrà Lira e non modifica le proprie conclusioni per avvicinarsi ai modelli esterni.

Questo permette di conservare davvero due punti di vista indipendenti.

Se Vertumno venisse influenzato in anticipo dalla previsione esterna, il confronto successivo perderebbe parte del proprio significato.

La pipeline vuole invece arrivare al Merge con due informazioni distinte:

• quello che suggerisce il territorio;
• quello che suggeriscono i modelli.

Solo dopo sarà Efesto a metterle in relazione.

Perché il breve periodo è il terreno naturale di Vertumno

Più ci troviamo vicini al momento presente, maggiore è il valore delle osservazioni dirette.

Se la stazione sta registrando proprio adesso un cambiamento che il modello non rappresenta perfettamente, quella informazione può essere estremamente utile nelle ore immediatamente successive.

Ma questo vantaggio diminuisce progressivamente andando avanti nel tempo.

Una singola stazione non può sapere autonomamente quale perturbazione si troverà a centinaia di chilometri di distanza tra diversi giorni.

È per questo che Vertumno non nasce per sostituire i modelli meteorologici.

Nasce per fare qualcosa che i modelli non possono fare nello stesso modo:

portare nella previsione il massimo possibile dell’informazione osservata direttamente sul territorio.

Un motore che deve anche saper dubitare

Una previsione locale molto reattiva potrebbe sembrare sempre preferibile.

In realtà reagire troppo velocemente a ogni variazione può essere altrettanto problematico quanto reagire troppo lentamente.

Per questo una parte importante dell’evoluzione di Vertumno è stata dedicata proprio a capire quando un segnale meriti fiducia e quando debba essere interpretato con cautela.

Un cambiamento deve essere compatibile con il contesto.

Le diverse variabili devono raccontare una storia sufficientemente coerente.

La durata del segnale deve essere considerata.

Il momento della giornata e il periodo dell’anno devono essere compatibili con l’interpretazione.

In meteorologia locale, infatti, anche non reagire immediatamente può essere una decisione importante.

Il risultato di Vertumno è solo l’inizio

Quando Vertumno termina il proprio lavoro, la pipeline possiede una previsione costruita esclusivamente dal punto di vista locale.

È un risultato autonomo, completo e già espresso nel linguaggio meteorologico utilizzato da Meteo Gesualdo.

Ma non è ancora la previsione che verrà mostrata all’utente.

Parallelamente, Lira sta costruendo una seconda traiettoria partendo dai modelli meteorologici esterni.

Le due previsioni arriveranno quindi a Efesto, che potrà finalmente confrontare ciò che il territorio sta suggerendo con ciò che l’atmosfera su scala più ampia sembra preparare.

È proprio questa indipendenza a rendere utile Vertumno.

Non deve avere sempre ragione.

Non deve sostituire tutte le altre sorgenti.

Deve offrire alla pipeline il punto di vista che soltanto i dati reali di Gesualdo possono fornire.

Prevedere partendo da casa

Vertumno 10 rappresenta quindi uno dei principi fondamentali su cui è stata costruita la nuova pipeline di Meteo Gesualdo.

Prima di guardare lontano, vale la pena capire bene cosa sta succedendo qui.

La stazione misura.

Lo storico fornisce contesto.

Il ciclo giorno-notte e la stagionalità aiutano a interpretare i segnali.

Le diverse variabili vengono confrontate tra loro.

I fenomeni rapidi vengono distinti dalle tendenze più persistenti.

E da tutto questo nasce una previsione locale autonoma.

Vertumno non cerca di indovinare il tempo osservando un singolo numero.

Cerca di capire cosa sta raccontando, nel suo insieme, l’atmosfera sopra Gesualdo.