Una nuova rianalisi per l’Italia: ITINERE
Negli ultimi decenni lo sviluppo delle rianalisi climatiche ha conosciuto una grande crescita a livello globale. I dataset di rianalisi climatica forniscono infatti una descrizione delle condizioni atmosferiche passate realistiche e di qualità, risultando fondamentali in un’ampia varietà di ambiti, dalle applicazioni di modellistica a valle come quella idrologica o oceanografica, ai settori agricolo e assicurativo e alle applicazioni di intelligenza artificiale e machine learning.
Le rianalisi regionali attualmente disponibili per l’Italia presentano però alcuni limiti: basandosi su un puro downscaling dinamico di una rianalisi globale, non integrano nuove osservazioni a livello regionale, né permettono stime dell’incertezza, essendo prodotti di tipo deterministico.
Inoltre, ad oggi per l’Italia non è stata ancora prodotta alcuna rianalisi basata su ICON, attuale modello di riferimento a livello nazionale per la previsione meteorologica operativa, sviluppato da Agenzia ItaliaMeteo e Arpae.
Per colmare queste lacune, emerse anche nei meeting di coordinamento, l’Agenzia ItaliaMeteo nel 2025 ha lanciato e iniziato lo sviluppo di ITINERE (ITalian Icon-based Near-real-time Ensemble REanalysis), una nuova rianalisi regionale ad alta risoluzione basata sul modello ICON-2I, progetto portato avanti in collaborazione con Arpae, Università di Bologna e Consorzio LaMMA.
ITINERE includerà l’assimilazione di dati provenienti da molteplici fonti (dati convenzionali da reti in situ, radiosondaggi, report aerei e dati radar) e utilizzerà un ensemble di 20 membri, grazie al quale sarà possibile ottenere stime probabilistiche e quantificare l’incertezza delle stime retrospettive.
Con un periodo di produzione previsto che coprirà gli anni 2010–2025, questa rianalisi sarà uno strumento a supporto di una grande varietà di applicazioni, dall’addestramento di modelli data-driven ad alta risoluzione a valutazioni nel settore delle energie rinnovabili, dalle analisi delle tendenze climatiche al miglioramento dei prodotti di modellistica accoppiata dei sistemi terrestri.
Che cosa sono e come funzionano le rianalisi
Strumenti fondamentali per la ricostruzione delle condizioni atmosferiche passate, le rianalisi permettono di ottenere una descrizione omogenea, temporalmente coerente e fisicamente consistente degli stati atmosferici passati attraverso una combinazione ottimale di simulazioni meteorologiche numeriche e dati osservativi provenienti da molteplici fonti.
Sono vari i dataset di rianalisi globale – che interessano quindi tutto il sistema atmosferico terrestre – attualmente disponibili, prodotti assimilando nei modelli numerici osservazioni provenienti dal sistema osservativo globale per correggere le stime simulate e ottenere descrizioni atmosferiche più realistiche.
Tra le principali rianalisi globali utilizzate troviamo la quinta generazione della rianalisi dell’European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ERA5), la Japanese Reanalysis for Three Quarters of a Century (JRA-3Q) e la Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2).
Le rianalisi regionali e lo stato dell’arte in Italia
In questo contesto, lo sviluppo di rianalisi regionali a più elevata risoluzione spazio-temporale e su domini ad area limitata – come i territori nazionali – ha suscitato un interesse crescente.
I dataset di rianalisi regionale sono prodotti combinando simulazioni numeriche e osservazioni attraverso l’assimilazione dei dati su domini ad area limitata. Questi consentono una rappresentazione realistica dei processi a scala locale, in particolare la precipitazione a carattere convettivo – legata ai temporali intensi a rapida evoluzione e fortemente localizzati – e le interazioni tra atmosfera e superficie in presenza di orografia complessa, come regioni montuose o aree costiere.
In Italia, negli ultimi anni sono stati dedicati numerosi sforzi alla produzione di rianalisi regionali ad alta risoluzione, ottenuti tramite downscaling dinamico della rianalisi globale ERA5 di ECMWF (griglia spaziale di 32km) utilizzando differenti modelli numerici come COSMO, WRF e MOLOCH (risoluzioni orizzontali di 2 – 4 km). Tutti questi dataset hanno mostrato miglioramenti quantitativi rispetto al loro comune driver ERA5.
Nonostante questo, rimangono alcune limitazioni rilevanti. In primo luogo, a oggi per l’Italia non è stata ancora prodotta alcuna rianalisi basata sull’infrastruttura modellistica ICON, attualmente modello di riferimento per la previsione meteorologica operativa nazionale.
Inoltre, basandosi su un puro downscaling dinamico, le rianalisi regionali sviluppate finora per l’Italia non integrano sistemi di assimilazione dei dati a scala regionale in grado di vincolare efficacemente lo stato del modello alle osservazioni e, essendo prodotti di tipo deterministico, non forniscono stime di incertezza, possibili grazie all’impiego di sistemi probabilistici.
Colmare le lacune: una nuova rianalisi per l’Italia, basata su ICON
In questo quadro, l’Agenzia ItaliaMeteo nel 2025 ha iniziato lo sviluppo di ITINERE (ITalian Icon-based Near-real-time Ensemble REanalysis), una nuova rianalisi atmosferica ad area limitata ad alta risoluzione basata sul modello ICON-2I, con risoluzione orizzontale di circa 2,2 km e 65 livelli verticali.
ITINERE assimilerà osservazioni convenzionali e dati radar mediante il sistema KENDA (Kilometer-scale Ensemble Data Assimilation), combinando uno schema LETKF (Local Ensemble Transform Kalman Filter) per i dati convenzionali, con il Latent Heat Nudging (LHN) per le stime della precipitazione da radar. L’utilizzo di uno schema di assimilazione dei dati come il LETKF rappresenta un elemento di forte novità nel contesto delle rianalisi regionali italiane.
Le condizioni al contorno per ICON-2I saranno fornite dalla rianalisi ICON-DREAM su dominio europeo (EU-nest), nuovo prodotto sviluppato del DWD con griglia spaziale di 6,5 km.
I run deterministici verranno corredati da un ensemble di 20 membri, generato attraverso perturbazioni delle analisi iniziali e delle condizioni al contorno, che, fornendo una stima probabilistica degli output, consentiranno una quantificazione dell’incertezza.
A causa dell’attuale copertura temporale del dataset ICON-DREAM (2010-2025) e della disponibilità dei dati radar (in archiviazione dal 2008), il periodo di produzione previsto da ITINERE coprirà gli anni 2010–2025, con una successiva estensione in near-real time, ovvero mantenendo l’aggiornamento continuo del dataset.
Un progetto con applicazioni pratiche e impatti concreti
Lo sviluppo di ITINERE potrà apportare significative migliorie alla rappresentazione delle condizioni atmosferiche passate a scala locale per il territorio italiano, con molteplici potenziali implicazioni.
Tra queste troviamo una descrizione più realistica del clima recente sull’Italia e una rappresentazione più accurata degli eventi meteorologici estremi passati, con un potenziale affinamento dei prodotti di modellistica a valle che utilizzeranno questo dataset come input meteorologico.
Non meno importante, l’impiego del dataset per l’addestramento di modelli data-driven di nuova generazione, di grande interesse per la comunità che si occupa di machine learning per lo sviluppo di prodotti meteorologici, come quella relativa al framework Anemoi di ECMWF.
La configurazione di ITINERE sarà inizialmente testata per la simulazione di due recenti eventi alluvionali di forte impatto in Italia, caratterizzati da differenti forzanti a grande scala (temporale convettivo sulla regione Marche settembre 2022, alluvione in Emilia-Romagna ottobre 2024).
ITINERE metterà a disposizione degli utenti un insieme variegato e molteplice di campi deterministici, spesso non archiviati nei dataset regionali, che includono variabili di superficie, sottosuolo e integrate verticalmente, oltre che un set standard di campi su livelli di pressione e un sottoinsieme di variabili chiave ai livelli di modello (pressione, umidità, temperatura, vento).
Inoltre l’intero ensemble di 20 membri sarà reso disponibile per un insieme di variabili comunemente richieste, insieme alla relativa media e dispersione, a supporto della stima dell’incertezza.
Un percorso partecipato per rispondere a esigenze concrete
Al fine di dare risposta a problematiche concrete e soddisfare bisogni reali, ItaliaMeteo ha avviato discussione collettiva per raccogliere le esigenze degli utilizzatori finali dei dataset, che include una definizione delle caratteristiche tecniche previste per la rianalisi e le proprietà degli output, tra variabili, formato e utilizzo.
È possibile partecipare alla survey a questo link: https://forms.gle/FCYfzZPHRpLXDuiE6