L’attività di verifica dei modelli previsionali
Uno dei principali aspetti per lo sviluppo di un modello è la verifica dell’affidabilità delle previsioni del modello stesso. Proprio la verifica risulta essere quindi uno degli aspetti di maggior importanza nelle attività di un servizio meteorologico, poiché permette di conoscere il comportamento del modello nelle diverse situazioni meteorologiche, evidenziarne le caratteristiche sistematiche, valutarne l’affidabilità, sia in termini medi sia estremi, sia su lunghi periodi, sia nella situazione corrente. Un buon sistema di verifica permette non solo di capire dove intervenire per apportare dei miglioramenti, ma soprattutto permette di utilizzare al meglio i campi previsti dal modello in funzione dell’obiettivo previsionale. La previsione quantitativa di precipitazione (Quantitative Precipitation Forecast) gioca un ruolo di fondamentale importanza a supporto del sistema di allertamento nazionale e regionale per la previsione e la prevenzione del rischio idrogeologico ed idraulico, e dunque la verifica di tale variabile diventa particolarmente rilevante anche dal punto di vista operativo.
Vengono calcolati gli indici statistici sulle aree di allertamento, sia sul lungo periodo, per valutare l'affidabilità media del modello, sia stagionalmente per valutare l'andamento in funzione delle caratteristiche climatiche e fenomenologiche diverse e delle modifiche che il modello, in continua evoluzione, subisce periodicamente. Tali indici sono calcolati anche in riferimento a macro aree omogenee dal punto di vista meteorologico e climatologico oppure morfologico, visto il ruolo che gioca l'orografia del nostro territorio nello sviluppo e nell'intensificazione dei fenomeni precipitativi.
Il lavoro di verifica, inoltre, si colloca all’interno delle attività previste dalla convenzione 2009- 2011 tra il Dipartimento della Protezione Civile e l’Arpa Piemonte in qualità di Centro di Competenza.
Parallelamente, come attività di ricerca per lo sviluppo ed il mantenimento del modello ad area limitata COSMO-Model, vengono portate avanti le attività di validazione (Work Group 5: Verification and Case Studies) per quel che concerne la verifica della precipitazione mediante l’uso della rete al suolo di dati osservati non-GTS ad alta risoluzione: in particolare vengono analizzate le differenti performances sul territorio italiano delle cinque versioni operative del COSMO-Model a 7km di risoluzione orizzontale, più precisamente COSMO-7 (versione svizzera sviluppata da MeteoSchweiz), COSMO-EU (versione tedesca sviluppata dal Deutscher Wetterdienst), COSMO-I7 (versione italiana sviluppata da Arpa-SIM e Arpa Piemonte), COSMO-ME (versione italiana sviluppata dall’Aeronautica Militare) e COSMO-GR (versione greca sviluppata da HMLM), e le due versioni a 2.8km di risoluzione orizzontale, COSMO-I2 (versione italiana sviluppata da Arpa-SIM e Arpa Piemonte) e COSMO-IT (versione italiana sviluppata dall’Aeronautica Militare).
Il dataset utilizzato (circa 1600 stazioni) è un network ad alta risoluzione di pluviometri distribuiti sul territorio italiano ad eccezione delle regioni Puglia e Sicilia: si utilizzano i dati osservati dai circa 370 pluviometri che Arpa Piemonte gestisce, i dati disponibili nell’ambito del progetto COSMO e i dati osservati dalla rete al suolo afferenti al sistema dei Centri Funzionali e attualmente disponibili presso il Dipartimento di Protezione Civile.
Fig. 1 Distribuzione delle stazioni usate per la verifica; in legenda i diversi gestori dei dati
Fig.2 Esempio di trend stagionale su lungo periodo del POD (probability of detection) calcolato per il run 00UTC del ECMWF e delle diverse versioni di COSMO-model, con soglia di 2mm/24h su ciascuna area di allertamento italiana.