Ricercatori e meteorologi da tutta Italia si sono incontrati a Firenze per una giornata di approfondimento tecnico-scientifico sulle innovazioni in campo delle previsioni meteo ma soprattutto si sono confrontati sul tema dell’intelligenza artificiale e sull’impatto che questa avrà sul lavoro del meteorologo nei prossimi anni. L’opportunità per questa riflessione e provare a rispondere alla domanda: “l’IA sostituirà il lavoro dei previsori meteo?” è stata affrontata in occasione del workshop organizzato dalla sezione professionisti di AISAM – Associazione Italiana di Scienze dell’Atmosfera e Meteorologia, dal Consorzio LaMMA e dall’Agenzia ItaliaMeteo, struttura di servizio meteorologico nazionale.
“La comunità meteorologica italiana – ha commentato Barbara Turato, membro della sezione Professionisti di AISAM e responsabile del Servizio Meteo e Clima di ARPA Liguria, tra gli ideatori di questa giornata – è ricca di talenti e competenze spesso divise in enti e strutture molto diversi, che faticano a trovare occasioni di scambio. Questi workshop sono ideati per creare un ambiente informale ma di alta qualità tecnico scientifica in cui i previsori operativi e i ricercatori possano conoscersi, aggiornarsi e creare sinergie, e sono una realizzazione della mission della Sezione Professionisti di AISAM: favorire lo sviluppo di una comunità professionale coesa e di alto livello scientifico.”
Una domanda: “l’IA sostituirà l’uomo?” che in molti settori preoccupa i lavoratori e le lavoratrici, ma che da un lato viene anche utilizzata dai detrattori dell’intelligenza artificiale, indicando in questa un nemico o la causa della crisi del settore quando in molti casi la crisi può invece essere individuata in altri fattori. Tornando all’ambito meteorologico, c’è stato uno sviluppo importante delle tecniche di machine learning (apprendimento automatico) applicate all’analisi e alla previsione dei fenomeni atmosferici. Negli ultimi due/tre anni è avvenuto un vero salto di qualità nel campo dell’intelligenza artificiale applicata alle previsioni del tempo con l’uscita di modelli globali basati su algoritmi di intelligenza artificiale, alternativi a quelli fisico-numerici, ovvero quelli impiegati fin dagli anni ‘50 e tutt’oggi utilizzati.
Nei modelli tradizionali, i computer vengono implementati per risolvere le equazioni fondamentali della fisica che regolano la dinamica dei flussi atmosferici simulando gli scambi su tutto il globo. Con l’intelligenza artificiale, invece, i computer vengono impiegati per analizzare enormi quantità di dati meteo del passato, facendo una previsione prevalentemente basata sui dati, appunto data-driven. Pochi tra gli addetti ai lavori credevano realistico questo passaggio fino a poco tempo fa. Il grande salto è partito su impulso di alcune grandi aziende tecnologiche come NVIDIA, Huawei e Google DeepMind, che tra il 2022 e il 2023 hanno rilasciato modelli globali basati sull’intelligenza artificiale in grado di competere con il modello fisico IFS (Integrated Forecast System) del Centro Europeo per le Previsioni a Medio-Termine (ECMWF), uno dei riferimenti per la meteorologia mondiale. Come ha recentemente dimostrato uno studio dell’Università di Reading, in Inghilterra, i modelli data-driven globali, ovvero Graph Cast di Google DeepMind, Pangu Weather di Huawei, e due modelli di NVIDIA, sono stati capaci di riprodurre accuratamente la posizione e le caratteristiche sinottiche della tempesta Ciaran del novembre 2023. Nel giugno scorso anche gli scienziati del Centro Europeo hanno rilasciato un loro modello basato sull’intelligenza artificiale (AI-IFS), le cui uscite sono già consultabili sul web.
“Il tema affrontato nel workshop che si tiene oggi a Firenze è quanto mai attuale – commenta l’assessora regionale all’ambiente Monia Monni – ed il titolo ‘L’intelligenza artificiale sostituirà i meteorologi?’ è davvero calzante perché sintetizza l’ambivalenza delle recenti innovazioni tecnologiche, che da una parte aprono grandi opportunità di perfezionamento degli attuali sistemi di previsione e dei modelli matematici in uso, utili anche in un’ottica di Protezione civile; dall’altra, però, è innegabile che questa rapida esplosione dell’AI generi alcune irrequietezze e timori, proprio per la sua grande portata innovativa. Approfondire il tema con esperti di livello nazionale ed internazionale, meteorologi, matematici, ricercatori, è sicuramente un modo intelligente per conoscere, capire e prepararsi alle novità future ed imparare ad applicarle al meglio”.
Il punto di forza nell’IA in questo campo sta proprio nella velocità di calcolo. Inoltre, dato che l’approccio alla previsione meteorologica sarà sempre più probabilistico, l’economicità computazionale dell’AI apre grandi prospettive nelle applicazioni con i sistemi di ensemble (dove si fanno più simulazioni modellistiche contemporaneamente). Ad esempio, Google DeepMind dichiara di riuscire a produrre una previsione a scala globale a circa 30 km di risoluzione e per i successivi 10 giorni in meno di un minuto su un tipo di architettura di calcolo esplicitamente pensata per eseguire algoritmi di intelligenza artificiale. Se i calcoli sono molto più “veloci” sarà possibile far girare molte più simulazioni, con beneficio ad esempio nell’accuratezza della previsione degli eventi estremi.
“Nonostante lo sviluppo dei modelli di intelligenza artificiale sia fatto nei grandi centri internazionali, anche una realtà regionale come il LaMMA, che da sempre si occupa di modellistica operativa, guarda alle applicazioni basate sull’AI con grande interesse per le proprie attività di previsione meteo comprese quelle di Protezione Civile” aggiunge Bernardo Gozzini, direttore del Consorzio LaMMA. “Oggi, ad esempio, sono state presentate tecniche di machine-learning già operative per la previsione della precipitazione a brevissimo termine che potrebbero fornire un valore aggiunto in sala meteo durante le allerte e gli eventi più intensi.”
Siamo di fronte ad una nuova rivoluzione nel settore, grazie al rapido sviluppo dei modelli data-driven è possibile ipotizzare un cambiamento nelle procedure operative su cui sono state costruite le previsioni meteo fino ad oggi, ma questo non vuol dire che i previsori in carne ed ossa spariranno, anzi sono figure che saranno ridisegnate e che potranno crescere e specializzarsi nell’utilizzo dell’intelligenza artificiale per migliorare le previsioni meteo, soprattutto per quanto riguarda eventi più intensi o le allerte meteo.
“Le potenzialità dell’Intelligenza Artificiale nel settore della meteorologia sono enormi – ha concluso Carlo Cacciamani, direttore dell’Agenzia ItaliaMeteo – e necessitano di investimenti congiunti, sia sulle risorse umane per lavorare sui modelli che sul machine learning ottimizzando gli sforzi a livello nazionale. In questo senso, il coordinamento dell’Agenzia costituisce un fondamentale valore aggiunto per mettere in rete gli enti meteo: i dati e informazioni disponibili serviranno ad alimentare i modelli di AI e le progettualità condivise permetteranno di soddisfare in maniera più efficace le esigenze dei diversi stakeholder.”
