Coordinamento e innovazione: l’impegno di ItaliaMeteo nella modellistica meteorologica italiana

Il futuro della modellistica meteorologica in Italia passa sempre più da una parola chiave: coordinamento. È il senso dell’incontro annuale dedicato al coordinamento della modellistica meteorologica italiana, organizzato lo scorso 22 gennaio a Bologna da Agenzia ItaliaMeteo, con l’obiettivo di proseguire le attività di coordinamento e armonizzazione delle diverse realtà operanti nel settore iniziato a febbraio 2025 con il primo meeting. 

L’evento ha coinvolto in un confronto ricco e aperto chi nella comunità scientifica si occupa dello sviluppo e del mantenimento operativo di modelli numerici previsionali in Agenzie ed Enti di tutta Italia: una giornata costruita per mettere attorno allo stesso tavolo competenze e istituzioni diverse, con gruppi di lavoro dedicati a assimilazione dati, sviluppi modellistici, verifica, nowcasting e catene operative. 

In un sistema di previsione moderno, infatti, la modellistica non è “solo” il modello numerico: è l’intera catena che trasforma osservazioni e informazioni locali e globali in previsioni utili e tempestive. Significa: acquisire e controllare i dati di diversa tipologia, -osservazioni a terra, dati satellitari e radar-, assimilarli nel modello, effettuare le simulazioni sui supercalcolatori, produrre e distribuire i prodotti previsionali, verificare la qualità e l’affidabilità dei prodotti. È un lavoro continuo di ottimizzazione, aggiornamento e verifica dei risultati, che diventa decisivo quando le condizioni meteo sono complesse e la domanda di accuratezza cresce: dalla gestione del rischio alle esigenze di molteplici settori economici, come agricoltura, trasporti, mondo delle imprese, delle assicurazioni e delle grandi infrastrutture. Anche le relazioni con gli utenti diventano così una componente del “sistema modellistico”, in cui anche gestione delle necessità, feedback e valutazione divengono importanti. 

Questa logica di “sistema coordinato” è ancora più necessaria in un Paese orograficamente complesso e circondato dal mare come l’Italia, in cui anche quest’ultimo gioca un ruolo fondamentale nell’alimentare i flussi umidi e aumentare l’intensità delle precipitazioni negli eventi estremi. Tutti i dettagli contano: la risoluzione spaziale, la rappresentazione della convezione, la qualità dei dati osservativi assimilati, il modo in cui si descrivono microfisica e scambi con il suolo possono fare la differenza tra una previsione efficace e un segnale poco robusto.  
 
ICON e ICON-2I: il cuore operativo e gli aggiornamenti della catena 

Nel quadro attuale, ICON è il modello di riferimento dell’Agenzia ItaliaMeteo e ICON-2I è la configurazione operativa di riferimento per l’Italia. La gestione del sistema avviene su infrastrutture di calcolo del Cineca, con risorse dedicate dell’Agenzia; lo sviluppo delle catene è portato avanti congiuntamente con Arpae Emilia-Romagna, mentre Cineca supporta l’implementazione tecnica. Il percorso si innesta inoltre nelle collaborazioni con gli Enti del Consorzio COSMO, un perno del coordinamento europeo in ambito modellistico e un canale strategico per condividere sviluppi, metodi e buone pratiche.

Il punto non è solo “che modello usiamo”, ma come lo usiamo: l’architettura prevede infatti più tipologie di previsione. Alla versione deterministica principale – fino a 72 ore, con due corse giornaliere – si affiancano configurazioni deterministiche a rapido aggiornamento per il breve termine e, soprattutto, la componente ensemble: un insieme di simulazioni multiple che consente di stimare l’incertezza e quindi di leggere la previsione in modo probabilistico, in molte situazioni meteorologiche più aderente alla natura del problema.

Gli aggiornamenti recenti mostrano bene cosa significa lavorare sulla qualità della catena. Nel corso del 2025, un aggiornamento alla configurazione di ICON-2I ha puntato a ridurre una criticità tipica delle simulazioni di precipitazione convettiva: la sovrastima dei massimi di precipitazione in condizioni di debole forzante sinottica. L’intervento ha riguardato aspetti della microfisica (tra cui la gestione della supersaturazione negli updraft convettivi e la distribuzione dimensionale delle gocce di pioggia), oltre a correzioni su specifiche componenti del modello. In parallelo è stato risolto anche un bug rilevante per alcune applicazioni: la temperatura dei laghi che, in determinate condizioni di re-inizializzazione del suolo, veniva impostata a 0°C.

Accanto a ICON, il coordinamento nazionale valorizza anche altre esperienze consolidate. Nella discussione rientrano, per esempio, le catene basate su WRF e MOLOCH, con sviluppi e implementazioni operative – queste ultime su risorse di calcolo finanziate da ItaliaMeteo – che contribuiscono alla robustezza complessiva del sistema-Paese: avere più filoni di competenza, se coordinati e comparabili, è un vantaggio sia per l’innovazione sia per la resilienza operativa, nonché per la predisposizione di prodotti multi-modello.

Il lavoro dell’Agenzia non si limita al puro coordinamento degli Enti, ma consiste nella ricerca di progettualità condivise e nel far convergere risorse per traguardare obiettivi ambiziosi, impossibile da raggiungere singolarmente, per realizzare attività nuove su cui lavorare congiuntamente a livello di sistema-Paese. Un esempio: una migliore rappresentazione delle aree urbane e dei processi meteorologici e climatici peculiari, o ancora l’accoppiamento della modellistica atmosferica con il mare, non soltanto elemento “al contorno” ma componente che può influenzare in modo determinante i processi atmosferici.
 
Marco Polo, ITINERE e l’IA: la prossima frontiera della previsione

Se la modellistica è la “mente”, la potenza di calcolo è il “motore”. Per questo l’Agenzia ItaliaMeteo ha investito su un nuovo sistema HPC dedicato: Marco Polo, installato al Tecnopolo, in collaborazione con Cineca, e a oggi in fase pre-operativa. La dotazione prevista – tra nodi CPU e GPU, storage e connessioni – nasce per sostenere un salto di qualità nella modellistica ad alta risoluzione e nei flussi dati, inclusa la capacità di collegarsi in modo efficiente ad archivi strategici come quello di ECMWF, per trasferire grandi volumi di dati.

Su questa base si innesta ITINERE (Icon-based iTalian Near-real time Ensemble REanalysis), un progetto che punta a costruire una rianalisi ensemble ad alta risoluzione per l’Italia: un dataset coerente e omogeneo che “ricostruisce” il passato recente combinando dinamica di modello e osservazioni, e che può estendersi progressivamente verso il near-real time. ITINERE è impostato sulla configurazione operativa di ICON-2I (risoluzione di 2.2 km e 65 livelli verticali), con un ensemble di 20 membri per stimare l’incertezza. Un elemento importante, anche in termini di trasparenza e utilità pubblica, è l’avvio di una consultazione aperta sulla definizione ottimale dei contenuti del dataset (variabili, formati, frequenza, usi): costruire standard condivisi è parte del valore dell’infrastruttura. Questo dataset sarà fondamentale per lo sviluppo delle applicazioni di intelligenza artificiale.

È questa, infatti, la nuova frontiera che sta ridisegnando l’intero settore: l’intelligenza artificiale. In questa direzione si collocano sia gli accordi e le attività con Fondazione Bruno Kessler (FBK) sia i progetti orientati a previsioni più rapide e mirate. Tra gli obiettivi c’è lo sviluppo di catene innovative basate su AI per il brevissimo e breve termine – in particolare per eventi estremi come le precipitazioni intense nell’orizzonte 12-24 ore – e la partecipazione a iniziative internazionali come challenge dedicate alla previsione sub-stagionale (terza e quarta settimana).

Inoltre, l’Agenzia si sta affacciando all’utilizzo della modellistica puramente AI based partecipando all’iniziativa lanciata da ECMWF con il framework ANEMOI, anche questo in collaborazione con altri Enti meteo. L’idea di fondo è, da una parte, integrare la modellistica numerica tradizionale con metodi data-driven che possano aumentare efficienza e valore operativo, soprattutto dove servono aggiornamenti frequenti, rapidità e gestione dell’incertezza. Dall’altra è quella di sperimentare metodologie di previsione interamente basate su tecniche di intelligenza artificiale per stare al passo con l’evoluzione scientifica e tecnologica del settore, e riuscire a interloquire con i più importanti centri internazionali che lavorano in questa direzione. 

La traiettoria che percorre l’Agenzia si basa su alcuni concetti chiave: coordinamento e cooperazione, potenza di calcolo che consenta operatività ma anche sperimentazione e ricerca, dati di sempre maggiore qualità e rianalisi, e un’integrazione crescente tra fisica e intelligenza artificiale. È su questo incrocio – infrastrutture, comunità scientifica e innovazione – che si giocherà la capacità dell’Italia di produrre previsioni sempre più accurate, affidabili, verificabili e utili per le necessità del Paese.