Sembra che oggi possa piovere
Possiamo fidarci delle previsioni meteo?
Quando cominciai la mia avventura nel favoloso mondo della meteorologia, il mio gemello aveva da poco acquistato e restaurato una Vespa d’epoca.
Come mai lo ricordo?
Perché, preso dall’entusiasmo del nuovo acquisto, mio fratello mi chiedeva ogni santa mattina se poteva prendere la Vespa per andare al lavoro.
Si trattava di circa otto anni fa e molta pioggia è caduta da allora.
Tergiversando sul fatto che, da buon fratello, ero solito dargli previsioni errate per spingerlo a smetterla di assillarmi quotidianamente, devo dire che oggi sarebbe molto più semplice per me fornire una risposta estremamente affidabile.
Vedete, l’accuratezza delle previsioni ai giorni nostri è estremamente elevata, e l’infrastruttura tecnologica ha un ruolo fondamentale nello sviluppo di nuovi algoritmi predittivi.
La società per la quale lavoro, Weathernews Inc., è una delle più grandi società meteorologiche private del mondo ed utilizza AWS ParallelCluster (uno strumento di gestione di cluster, open source e supportato da AWS, che rende facile l’implementazione e la gestione di cluster di High Performance Computing (HPC) su AWS) per gestire le proprie risorse di calcolo ed elaborare previsioni ad alta risoluzione senza precedenti, con intervalli di previsione di 10 minuti, fino a 15 ore prima della perturbazione.
Ma come si può arrivare a simili risultati?
In genere, le informazioni di base per l’industria meteorologica provengono dalle agenzie governative: io sono infatti solito dire “ognuno fa quello che può sulla base delle informazioni di cui dispone” ; è la solita vecchia storia, la conoscenza è potere, ma può costare cara.
Nel 2005, WNI sviluppò il proprio modello di previsione meteorologica. Per elaborare i dati, costruimmo un sistema di calcolo ad alte prestazioni che è stato continuamente migliorato incrementando il numero dei server.
Tutto questo lavoro consentì l’elaborazione di previsioni orarie fino a tre giorni.
Era sufficiente? No, non lo era.
Perché la pioggia è un elemento volubile: si anticipa, si sposta, si arrende, si infuria.
È stato quindi necessario applicare evolute tecniche di intelligenza artificiale, ed implementare le immagini radar e le foto (si, le foto) ricevute da milioni di utilizzatori della app, per incrementare la granularità delle previsioni fino a 10 minuti con un orizzonte di 3 ore, ed orarie con un orizzonte a 15 ore.
Il problema era che, ad intervalli orari, le nuvole di pioggia diventavano sfocate e difficili da distinguere.
Come accennavo, negli ultimi anni, c’è stato un aumento dei cambiamenti meteorologici repentini, come temporali o acquazzoni localizzati, era necessario quindi essere in grado di fare previsioni meteorologiche ancora più affidabili.
L’obiettivo era di raggiungere previsioni a intervalli di 10 minuti e con un orizzonte di 15 ore. Ma come procurarsi le risorse di calcolo? L’investimento sarebbe stato enorme, senza contare che, all’aumentare del numero dei server aumentano i possibili guasti ed i costi operativi.
Come se non bastasse, alcuni periodi dell’anno richiedono ancora più potenza di calcolo: per esempio in Giappone fra giugno e ottobre si verificano più frequentemente tifoni, temporali o acquazzoni localizzati. Io non lo immaginavo, ma è necessaria una grande flessibilità (e costo) per far fronte a simili fluttuazioni di carico.
Per questi motivi, nel 2018, Weathernews ha iniziato a esplorare un’implementazione cloud OWN di prossima generazione utilizzando AWS ParallelCluster. Dopo un’accurata convalida, la decisione di adottare AWS ParallelCluster è stata presa nell’aprile 2020.
L’aggiunta di tali risorse di calcolo ha permesso di raggiungere l’obiettivo iniziale di fare previsioni a intervalli di 10 minuti con un orizzonte di 15 ore. Anche la risoluzione spaziale è migliorata, passando da un’area di 1–5 km fino a un’area di 250 metri, grazie sempre all’applicazione di avanzate tecniche di intelligenza artificiale.
Ma quanto sono accurate queste previsioni?
Nel 2020, è stata raggiunta una precisione di previsione del 91% (tasso di cattura delle precipitazioni giornaliere), ma si prevede di raggiungere una precisione del 94% nel corso del 2021: mio fratello può stare tranquillo!
Ancora pensate che si tratti solo di previsioni?
Dalle mie parti si dice “il meteo non dorme mai”, a presto!
