Lo sviluppo dei modelli matematici per le previsioni del tempo è stato uno dei grandi trionfi della scienza nel XX secolo. Senza l’uso di sofisticate tecniche matematiche non sarebbe possibile ottenere in modo deterministico previsioni meteorologiche oggettive fatte dal computer. Principalmente i modelli matematici sono costituiti da un complesso sistema di equazioni differenziali alle derivate parziali, dette primitive, che includono anche le note equazioni non lineari di Navier-Stokes. Queste ultime descrivono il comportamento di un fluido, come è anche l’aria che ci circonda. La ricerca della loro soluzione analitica rappresenta attualmente uno dei sette problemi irrisolti del millennio, posti dall’Istituto matematico Clay, che mette in palio un milione di dollari per chi lo risolverà per primo. La matematica gioca un ruolo indispensabile nel trovare la soluzione approssimata del sistema di equazioni suddetto. Per fare questo si usano i metodi dell’analisi numerica, come i metodi di discretizzazione, che considerano l'atmosfera suddivisa in un certo numero di volumi di dimensione finita, e gli schemi numerici semi-impliciti e semi-Lagrangiani, ma anche i metodi dell’analisi armonica, come per esempio le trasformate di Fourier e di Legendre.
a cura del dott. Alessio Canessa, meteorologo.
