Breve storia della meteorologia: da Torricelli all'intelligenza artificiale

Prevedere il tempo è un desiderio antico quanto l'agricoltura. Per secoli ci si è affidati all'osservazione del cielo e ai proverbi, come «rosso di sera, bel tempo si spera», che contengono spesso un fondo di verità ma non permettono di andare oltre il giorno dopo. La meteorologia come scienza nasce quando l'atmosfera comincia a essere misurata, e in questa storia l'Italia ha avuto un ruolo da protagonista.

Gli strumenti: misurare l'aria

Alla fine del Cinquecento Galileo Galilei costruì il termoscopio, un tubo di vetro in cui l'aria scaldata spingeva una colonna d'acqua: non aveva ancora una scala, ma mostrava che il calore si poteva osservare in modo oggettivo. Nel 1643 il suo allievo Evangelista Torricelli capovolse un tubo pieno di mercurio in una bacinella e notò che la colonna si fermava a circa 76 centimetri: era nato il barometro, e con lui l'idea che l'aria ha un peso che cambia da un giorno all'altro. Proprio le variazioni di pressione sarebbero diventate uno degli indizi più preziosi per capire l'arrivo del maltempo.

La prima rete di osservazioni

Uno strumento da solo dice poco: serve confrontare le misure prese in luoghi diversi. Nel 1654 il granduca di Toscana Ferdinando II de' Medici organizzò la cosiddetta Rete medicea, una serie di stazioni in Italia e all'estero, tra cui Vallombrosa, Innsbruck e Varsavia, coordinate dal monaco vallombrosano Luigi Antinori. La novità era il metodo: strumenti paragonabili e regole uguali per tutti nel registrare i dati. È lo stesso principio su cui si basano ancora oggi le reti meteorologiche internazionali. L'esperienza durò fino al 1667.

Il telegrafo e i primi bollettini

Per due secoli le osservazioni servirono soprattutto a studiare il clima, perché arrivavano a destinazione molto dopo i temporali che descrivevano. Il telegrafo cambiò tutto: per la prima volta le notizie viaggiavano più veloci delle perturbazioni. Dopo la tempesta che nel novembre 1854 colpì la flotta anglo-francese durante la guerra di Crimea, l'astronomo Urbain Le Verrier mostrò che il suo percorso si sarebbe potuto seguire con osservazioni trasmesse in tempo reale, e la Francia creò una rete telegrafica di stazioni.

Nel Regno Unito il Met Office nacque nel 1854, guidato dal capitano Robert FitzRoy. Dopo il disastroso naufragio della Royal Charter durante una tempesta del 1859, FitzRoy organizzò un servizio di avvisi di burrasca per i porti, attivo dal febbraio 1861. Il 1° agosto dello stesso anno il quotidiano The Times pubblicò le prime previsioni del tempo destinate al pubblico.

E in Italia

Nel 1855 il gesuita Angelo Secchi fondò all'Osservatorio del Collegio Romano una rete meteorologica pontificia. Nel 1876 nacque il Regio Ufficio Centrale di Meteorologia, con sede sempre al Collegio Romano, e dal 30 novembre 1879 cominciò a uscire un bollettino meteorologico quotidiano. In pochi anni la rete nazionale passò da una cinquantina a circa quattrocento stazioni. Dal 1927 le previsioni quotidiane passarono all'ufficio meteorologico del Ministero dell'Aeronautica, da cui discende il servizio meteorologico militare di oggi.

L'atmosfera come problema di fisica

All'inizio del Novecento il norvegese Vilhelm Bjerknes propose un'idea che oggi sembra ovvia: se conosciamo con precisione lo stato attuale dell'atmosfera e le leggi fisiche che la governano, possiamo calcolare il suo stato futuro. Dopo la Prima guerra mondiale la sua scuola di Bergen descrisse i fronti caldi e freddi e il ciclo di vita delle perturbazioni, concetti che si trovano ancora nelle carte del tempo.

Il primo a provare il calcolo fu l'inglese Lewis Fry Richardson. Nel suo libro del 1922 descrisse una previsione di sei ore calcolata interamente a mano, nell'arco di settimane, che diede un risultato del tutto sbagliato a causa di dati iniziali imprecisi. Richardson però aveva visto giusto sul metodo, e immaginò una «fabbrica delle previsioni» con migliaia di persone che calcolavano in parallelo, ognuna per un pezzo di cielo.

Computer, caos e satelliti

Quella fabbrica arrivò sotto forma di computer. Nel 1950 un gruppo guidato da Jule Charney, Ragnar Fjørtoft e John von Neumann usò l'ENIAC per la prima previsione numerica riuscita: per prevedere 24 ore servirono quasi 24 ore di calcolo. Nel 1960 il satellite statunitense TIROS-1 trasmise le prime immagini delle nubi viste dallo spazio, e da allora nessuna perturbazione sfugge più all'osservazione.

Nel 1963 il meteorologo Edward Lorenz scoprì, quasi per caso, che piccolissime differenze nei dati iniziali di un modello portavano dopo qualche giorno a risultati completamente diversi. È il caos, reso famoso dall'immagine della farfalla che con un battito d'ali influenza il tempo dall'altra parte del mondo. La conseguenza pratica è che l'atmosfera ha un limite di prevedibilità: oltre una o due settimane i dettagli diventano incerti, qualunque sia la potenza dei computer.

Il centro europeo e le previsioni d'insieme

Per affrontare la sfida, diversi Paesi europei unirono le forze: la convenzione che istituì il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF) fu firmata il 1° novembre 1975, e la prima previsione operativa uscì il 1° agosto 1979. Negli anni Novanta arrivarono le previsioni d'insieme (ensemble): invece di un'unica simulazione se ne calcolano decine, partendo da condizioni iniziali leggermente diverse. Se gli scenari concordano la previsione è affidabile; se divergono, l'incertezza è alta. È da qui che nascono le probabilità di pioggia che oggi leggiamo sulle app.

Il miglioramento è stato costante: secondo uno studio pubblicato su Nature nel 2015, l'affidabilità delle previsioni è cresciuta di circa un giorno ogni dieci anni. Una previsione a cinque giorni di oggi vale quanto una a tre o quattro giorni di qualche decennio fa.

L'arrivo dell'intelligenza artificiale

Negli ultimi anni sono comparsi modelli basati sull'apprendimento automatico, addestrati su decenni di dati del passato. Invece di risolvere le equazioni della fisica passo dopo passo, imparano dagli esempi come evolve l'atmosfera e producono una previsione in pochi minuti. Il 25 febbraio 2025 l'ECMWF ha reso operativo il suo sistema di intelligenza artificiale, l'AIFS, che su diversi indicatori supera i modelli fisici tradizionali. I modelli fisici però restano indispensabili: servono a ricostruire lo stato iniziale dell'atmosfera da cui partono tutte le previsioni e a produrre i dati su cui l'intelligenza artificiale viene addestrata.

Dalla scienza alla vita di tutti i giorni

Dal termoscopio di Galileo ai modelli di oggi, il filo conduttore è sempre lo stesso: misurare bene, confrontare i dati e capire le leggi che li legano. Meteopatico si inserisce all'ultimo anello della catena: prende le previsioni dei modelli e le traduce in informazioni sulla temperatura percepita e sul comfort all'aperto. Se vuoi sapere come, la pagina sulla metodologia spiega formule e fonti.