Meteorologia e previsioni: cosa si nasconde nel dietro le quinte?

La meteorologia è sintesi di scienze pure e deterministiche, come la matematica e la fisica, che nell’ambito dell’atmosfera vengono applicate all’aria e ai suoi movimenti (fluidodinamica) e agli scambi di energia (termodinamica).

Daniele Ingemi Daniele Ingemi 08 Set 2019 - 09:19 UTC
nuvola-meteorologia
Un cumulonembo.

La conoscenza di cosa accadrà in futuro è sempre stata una delle maggiori aspirazioni umane, e la previsione meteorologica in questo senso si propone di stabilire con sufficiente affidabilità le condizioni atmosferiche future nell’arco di un breve-medio periodo di tempo. La difficoltà di tale processo risiede nella mancanza di una regola precisa che permetta di capire il modo in cui il tempo evolverà.

L’enorme numero di variabili, interconnesse in modo non lineare, fanno sì che i fenomeni meteorologici siano intrinsecamente complessi. In effetti cause minimali possono produrre effetti di portata enorme, nei quali è difficile o impossibile riconoscere la causa originaria del fenomeno.

Parliamo di fenomeni caotici, cioè fenomeni la cui evoluzione appare sostanzialmente casuale.

La necessità di riuscire in qualche modo a prevedere un processo così caotico ha dato un notevole impulso alla conoscenza più approfondita del fenomeno, cercando di individuare i motivi per i quali il tempo era soggetto ad una variabilità intensa, e di mettere in relazione cause ed effetti.

Le previsioni realizzate su base empirica

Le condizioni del cielo, delle masse nuvolose, le variazioni di temperatura hanno da sempre costituito la base per ipotizzare un possibile mutamento nelle condizioni atmosferiche nello spazio e nel tempo.

Ne è testimonianza il ricco bagaglio di citazioni e detti popolari sul tempo che è giunto fino a noi, anche se queste rilevazioni empiriche, pur possedendo un fondamento di verità, non possono essere considerate vere e proprie previsioni meteorologiche, in quanto basate su dati grezzi e non elaborati.

In effetti, la meteorologia è rimasta lungamente allo stadio di semplice osservazione, limitandosi alla rilevazione dei fenomeni atmosferici. Ciò dipendeva non solo dalla carenza di strumenti di misurazione idonei allo scopo, ma anche perché non veniva riconosciuta una specifica valenza utilitaristica a tale disciplina. La spinta decisiva si è avuta con la seconda guerra mondiale.

La situazione bellica ha fornito un fortissimo impulso allo sviluppo di questa scienza quando ci si è resi conto che conoscere anticipatamente le condizioni del tempo diventava una risorsa strategica fondamentale per il successo delle missioni militari.

La nascita della meteorologia moderna

L’avvento dei super calcolatori elettronici ha permesso di produrre previsioni non più su base empirica, ma su base numerica, applicando modelli matematici che fornivano risposte più dettagliate e precise, gettando così le basi per un’impostazione scientifica delle previsioni meteorologiche.

Il passo successivo, che ha permesso la diffusione a livello di massa delle previsioni, è stata la consapevolezza che la conoscenza delle informazioni meteorologiche non aveva applicazioni che si esaurivano nell’ambito militare, ma potevano essere utilmente recepite ed impiegate anche in contesti civili.

Molte persone sono ancora convinte che, nonostante l’avanzamento delle tecnologie, gli esperti sbaglino spesso le previsioni. In realtà il processo previsionale, il modo di constatare la situazione atmosferica e dedurre da essa l’evoluzione futura, segue regole ben codificate che derivano da una consolidata pratica scientifica.

La meteorologia è infatti sintesi di scienze pure e deterministiche, come la matematica e la fisica, che nell’ambito dell’atmosfera vengono applicate all’aria ed ai suoi movimenti (fluidodinamica) e agli scambi di energia (termodinamica).

Il processo scientifico che accompagna una previsione

Non è possibile pensare di operare un calcolo di previsione sui fenomeni atmosferici senza conoscere le leggi che li governano: di fatto, ciò si ridurrebbe ad una mera applicazione della statistica, basata sulla probabilità del verificarsi o meno di un dato evento in un determinato periodo dell’anno, ma con margini di errore molto ampi.

La meteorologia compie invece una vera e propria simulazione fisica dell’atmosfera, eseguendo i calcoli delle trasformazioni termiche e dinamiche con l’utilizzo di modelli matematici rigorosi e di equazioni estremamente complesse.

Il fatto di ritenere inesatto, nonostante tutto, il risultato della previsione numerica del tempo è giustificato dalla difficoltà di misurare le caratteristiche dell’atmosfera sull’intera superficie terrestre (compresi oceani e terre disabitate) e per 30 km di spessore: essendo impossibile applicare le leggi fisiche all’atmosfera nella sua totalità, i modelli di simulazione si concentrano solo su parti di essa.

I dati di base che si ottengono sono dunque limitati, e ciò fa sì che le previsioni restino tali (e non siano certezze) e che la loro validità copra un arco di tempo piuttosto ristretto, ma ciò non mette in discussione la scientificità del processo.

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