Da un progetto pilota a EAS10
Il Mediterranean Forecasting System nacque come progetto pilota europeo, dal 1998 al 2001, con lo scopo di dimostrare che si potevano fare previsioni a dieci giorni dell'intero bacino quasi in tempo reale. Istituì linee di navi che lanciavano sonde di temperatura ogni 12 miglia nautiche, una stazione di osservazione ormeggiata, l'uso dell'altimetria satellitare man mano che arrivava e un modello di bacino a 1/8°. Da gennaio 2000 produsse un'analisi e una previsione a 10 giorni una volta alla settimana. Il suo documento sulla qualità fa ancora risalire al 2000 le analisi e le previsioni del sistema.
Un secondo progetto, MFSTEP, si svolse da marzo 2003 a giugno 2006. Il suo modello aveva una griglia di 1/16°, circa 6,5 km, e 72 livelli, in un ampio riquadro atlantico chiuso ai bordi. Entrò in modalità operativa durante una dimostrazione da settembre 2004 a marzo 2005 e, come scrissero Pinardi e Coppini nel 2010, da allora non si era più fermato, con una previsione a dieci giorni ogni giorno. Nel 2009 Oddo e colleghi riferirono un esperimento gemello sul 2004–2007: lo stesso riquadro atlantico, aperto e annidato in un modello oceanico globale, migliorò la salinità dell'acqua atlantica che entra nel Mediterraneo e il salire e scendere stagionale del suo livello del mare.
Poi vennero le onde, prima dal modello WAM nel 2010, che diede all'oceano il suo coefficiente di resistenza, poi un accoppiamento nei due sensi con WaveWatch-III nel 2013, e nel 2015 il servizio sotto Copernicus Marine. Il passo alla griglia attuale arrivò nel 2017: 1/24° in orizzontale, 141 livelli contro 72, 39 fiumi. I Dardanelli divennero un contorno aperto nel 2019, e l'atmosfera passò ai campi a 1/10° dell'ECMWF nel dicembre 2020. La marea arrivò nel maggio 2021, con la versione EAS6, registrata come un cambiamento importante del sistema di modellazione. Coppini e colleghi, valutando il sistema fino al 2020, attribuivano ancora parte del suo errore di salinità alla mancanza delle maree a Gibilterra.
Dal 2022 arriva ogni novembre una nuova versione. EAS7, nel 2022, ha migliorato la marea e cambiato l'attrito negli stretti di Gibilterra e di Messina. EAS8, nel 2023, è passata a NEMO v4.2 e a un WaveWatch-III più recente, uniti dall'accoppiatore OASIS, e ha cominciato ad assimilare dati in situ nel riquadro atlantico. EAS9, nel 2024, ha preso le portate fluviali giornaliere da EFAS, i glider e un'altimetria più fine. EAS10, il 25 novembre 2025, ha portato una nuova catena di previsione, un nuovo schema di assimilazione e un nuovo contorno ai Dardanelli. Il centro mediterraneo di Copernicus Marine è guidato dal CMCC, con HCMR, OGS e CINECA come membri del consorzio.
La scienza: una marea piccola, stretti angusti, un riquadro atlantico
MedFS è una configurazione regionale di NEMO v4.2, su una griglia di 1/24° e 141 livelli, con un passo temporale di 180 secondi. La superficie si muove liberamente e in modo non lineare, e i livelli si allungano con essa (coordinate z-star); il flusso mediato sulla profondità è calcolato a parte, su passi più brevi, così da risolvere le onde rapide in superficie. Il rimescolamento verticale dipende dal numero di Richardson, l'attrito sul fondale segue uno strato logaritmico. Il fondale parte dalla griglia a 30 secondi di GEBCO, filtrata e poi modificata a mano nei punti critici: presso gli stretti di Gibilterra e di Messina, tra le isole dell'Adriatico orientale e al bordo del riquadro atlantico.
La marea è calcolata nel modello, non aggiunta a esso. Il potenziale di marea agisce su tutto il dominio per le 8 componenti principali del Mediterraneo, e ai contorni atlantici la marea entra come altezze da FES2014 e correnti dal modello TUGO. SMOC funziona in un altro modo: aggiunge una marea da FES2014 a una circolazione calcolata senza marea. La marea qui è piccola, tipicamente da 0,2 a 0,3 m nel bacino occidentale, ma conta: in un esperimento gemello su una versione precedente di questa configurazione, con e senza marea, McDonagh e colleghi hanno trovato lo strato rimescolato invernale più profondo su gran parte del bacino, in particolare dove si formano le acque profonde e intermedie, e una maggiore formazione di acqua profonda nel Mediterraneo occidentale.
Il riquadro atlantico esiste per il Mediterraneo: il documento sulla qualità dice che il modello si estende in Atlantico per risolvere meglio gli scambi allo stretto di Gibilterra. È la zona di raccordo del modello con il sistema globale, annidata nei campi giornalieri di quel sistema a 1/12° e 50 livelli. Quello stesso documento indica una copertura che esclude il golfo di Biscaglia e il Mar Nero, mentre la griglia distribuita ha acqua nel sud del golfo di Biscaglia, fino a 45,15°N. All'altra estremità, il Mar di Marmara non è modellato: da EAS10, un modello ad alta risoluzione degli stretti turchi fornisce temperatura, salinità e livello del mare ai Dardanelli, e una climatologia giornaliera da un modello più semplice del Marmara fornisce le velocità.
L'oceano è accoppiato nei due sensi con WaveWatch-III v6.07, sulla stessa griglia e con lo stesso passo temporale, ogni ora. NEMO invia la differenza tra la temperatura dell'aria e quella del mare e la sua corrente di superficie, su cui le onde si rifrangono. Il modello d'onda rimanda un solo campo, il coefficiente di resistenza neutro, usato per calcolare lo sforzo del vento sull'acqua. La corrente di superficie corrisponde al primo livello del modello, a 1,02 m: Saily WR l'ha trovata entro 0,0001 m/s dal livello superiore dei campi 3D, su 24 ore nel novembre 2026, a Gibilterra, a Messina e a ovest di Gibilterra.
Come viene calcolata un'emissione
Il ciclo giornaliero parte alle 08:00 UTC. Ricalcola i tre giorni precedenti con le osservazioni, un'assimilazione ogni 24 ore, e l'analisi con cui termina fa partire una previsione di 240 ore che copre il giorno corrente e i nove successivi. L'obiettivo di consegna di Copernicus Marine sono le 16:00 UTC; il 6 novembre 2026 la corrente di superficie oraria è stata scritta alle 13:05 UTC. Un ciclo settimanale parte il lunedì alle 12:00 UTC ed è consegnato il martedì alle 16:00 UTC: risale di 15 giorni per prendere la migliore altimetria disponibile, rielaborando i primi 7 come migliore analisi e gli ultimi 8 come analisi aggiustata, e termina anch'esso con una previsione di 10 giorni.
OceanVar2, lo schema 3D-Var del CMCC, corregge il modello con i profili di temperatura e salinità da galleggianti Argo, glider e sonde XBT delle navi, e con le anomalie del livello del mare lungo le tracce dei satelliti Altika, Cryosat, Jason, HY-2 e Sentinel-3 e 6. I suoi errori di background variano ogni mese in ogni punto di griglia, ricavati da una rianalisi di 30 anni. Il nuovo operatore di questa versione porta l'altimetria più vicino alla costa. Nel riquadro atlantico vengono presi solo i profili in situ, nessuna altimetria. La temperatura superficiale del mare da satellite entra in un altro modo: corregge i flussi di calore. Nessuna corrente misurata figura tra i dati assimilati: ormeggi e radar HF sono tenuti a parte, per la validazione.
Sopra il mare, i campi a 1/10° dell'ECMWF guidano il sistema tramite formule bulk, ogni ora per i primi 3 giorni di previsione, ogni 3 ore per i 3 successivi, ogni 6 ore per gli ultimi 4 e per l'analisi. Oltre il terzo giorno, dunque, una corrente oraria non è guidata da un vento orario; il modello d'onda prende gli stessi campi. L'acqua dei fiumi viene da 39 fiumi: portate giornaliere da EFAS v5.0 per 38 di essi, una climatologia mensile per il Nilo. Sul lato atlantico i contorni prendono i campi giornalieri del sistema globale, con la marea aggiunta.
Il prodotto contiene medie orarie, che il manuale dice centrate ogni mezz'ora, istantanee ogni quarto d'ora in superficie fino a 4 giorni avanti, medie giornaliere con la marea rimossa e medie mensili, con un archivio mobile di due anni. Tutti i campi sono consegnati al centro della cella di griglia dopo interpolazione. Il rettangolo ha 489.060 punti di griglia: come ha contato Saily WR nel novembre 2026, circa 225.300 sono d'acqua, e un terzo di questi, 75.653, si trova a ovest di 6°W in Atlantico.
In mare
MedFS copre l'intero Mediterraneo, dal mare di Alboran al Levante, con l'Adriatico e l'Egeo, e in Atlantico le coste del Portogallo e della Galizia, la costa cantabrica fino ad Arcachon, e Madera. Le Canarie e la Bretagna ne restano fuori, e si ferma ai Dardanelli. La sua griglia disegna queste acque più di una globale: in un quadrato di ±0,08°, come ha misurato Saily WR nel novembre 2026, MedFS ha 14 punti d'acqua a Gibilterra contro 4 di SMOC, 12 al largo di Capo Corso contro 2, nessuno ai Dardanelli contro 4. Dalle 12:00 UTC del 6 novembre alle 12:00 UTC dell'8 novembre, la corrente più forte in un tale quadrato è stata di 4,50 nodi a Gibilterra contro 3,07 della corrente totale di SMOC, 1,00 al largo di Capo Corso contro 0,34, ma 0,63 nel canale di Sicilia contro 1,01. Queste cifre mostrano uno scarto tra due modelli, non quale dei due abbia ragione.
La validazione dei produttori, sul 2022, è più solida sulla marea come altezza d'acqua. Su 98 mareografi lo scarto quadratico medio è di 1,03 cm per la componente principale, M2, 0,54 cm per S2, 0,41 cm per K1 e 0,29 cm per O1; sui 35 mareografi usati in studi precedenti la distanza media per M2 è di 1,21 cm, contro 1,60 e 1,53 cm di due modelli precedenti. Le ampiezze modellate di M2 risultano basse dove M2 è più forte (pendenza 0,86), e nel golfo di Gabes differiscono dalla marea globale TPXO9 di oltre 4 cm dove M2 supera i 25 cm. Queste cifre parlano del salire e scendere del mare, non della sua corrente.
La corrente stessa poggia su molto meno. Vicino alla superficie, le medie giornaliere differiscono con uno scarto quadratico medio di 0,13 m/s (0,25 nodi) da 12 boe ormeggiate costiere e di 0,15 m/s (0,29 nodi) da 4 radar HF, per velocità per lo più inferiori a 0,3 m/s, con correlazioni di 0,46 e 0,27; il modello resta al di sotto delle velocità osservate più forti (pendenze 0,69 e 0,48). I produttori definiscono scarsa la robustezza statistica di questa analisi. Una media giornaliera appiana la marea; sulle loro mappe nessuno strumento si trova a Gibilterra, a Messina o a Bonifacio, né nel riquadro atlantico, che non ha neppure una riga nelle tabelle di accuratezza; e non è indicata alcuna abilità previsionale per orizzonte di previsione. A Gibilterra il trasporto netto sul 2019–2022 concorda con le misure dal 2004 al 2009 (0,042 Sv contro 0,038), ma in ciascun senso il modello trasporta oltre un terzo in più: 1,10 Sv contro 0,81 verso est, 1,06 contro 0,78 verso ovest.
Una griglia di circa 4 km non può disegnare gli stretti più angusti. Lo stretto di Messina si restringe a circa 3 km su una soglia profonda circa 100 m; su una maglia che scende fino a 50 m, Cucco e colleghi vi hanno calcolato fino a 2,4 m/s nelle maree sizigiali, e descrivono fino a 2,5 m/s, circa 4,9 nodi, con vortici dietro i capi. Imray indica fino a 5 nodi, con vortici e gorghi. La media oraria più forte di MedFS entro ±0,08° da Messina è stata di 2,82 nodi nei due giorni citati sopra, una finestra che non dice nulla, né in un senso né nell'altro, sulle maree sizigiali. Nei grafici di fase di marea dei produttori, i mareografi della zona di Messina sono tra i più lontani dalla retta. In uno stretto o vicino a terra, gli atlanti delle correnti di marea e i portolani restano il riferimento.
MedFS in Saily WR
Saily WR prende la corrente di superficie oraria di MedFS dall'archivio pubblico di Copernicus Marine, sulla sua griglia, su 240 ore dalle 00:00 UTC del giorno di ogni emissione. Un server scarica ogni nuova emissione non appena viene pubblicata, e la pagina Dati mostra in tempo reale su quale emissione MedFS si trova l'app, il suo orizzonte e il rettangolo che copre. L'archivio etichetta ogni media oraria con l'ora in cui comincia, quindi ogni ora scritta è la semisomma delle due medie orarie che la circondano, e un picco risulta un po' smussato. Rispetto alle istantanee ogni quarto d'ora, su 24 ore nel novembre 2026, questo ha ridotto lo scarto quadratico medio a Gibilterra da 0,22 a 0,09 m/s e a Messina da 0,10 a 0,02 m/s. Come richiede la licenza Copernicus Marine, i dati sono citati ovunque vengano mostrati: «E.U. Copernicus Marine Service Information (CMEMS)».
Non c'è nulla da scegliere: nelle sue acque una rotta naviga da sola in MedFS, sopra SMOC. Oltre le sue 240 ore, o dove nessuno dei quattro punti di MedFS intorno alla rotta ha acqua, la rotta prende SMOC. Una cella di griglia che tocca terra mantiene MedFS, ricavata dai soli punti con acqua: la rotta passa a SMOC, su una griglia più grossolana, solo in un porto o in un passaggio che MedFS non vede. Il manuale di Copernicus non menziona la deriva delle onde in questa corrente, mentre SMOC la aggiunge esplicitamente.
Al bordo del dominio, in particolare a 45,15°N in Atlantico e a 17,29°W, una rotta passa da una corrente all'altra senza transizione, quindi la corrente che incontra può lì cambiare di colpo. Tra 45,15°N e i 46°N di AMM15 naviga in SMOC. Il riepilogo della rotta nomina ogni corrente attraversata, nell'ordine, per esempio «MedFS, poi SMOC»; su una rotta che ha navigato in più correnti, la tabella di marcia, a schermo e stampata, indica la fonte di ogni bordo, e il CSV ha una colonna «Fonte della corrente». Sulla mappa della rotta, il livello Corrente mostra MedFS nelle sue acque e SMOC attorno.
Se Copernicus smette di pubblicare, l'ultima emissione resta in uso fino al suo ultimo passo, anche se vecchia di giorni. Su una traversata lunga, il cui passo temporale dura ore, un bordo mantiene un solo valore della corrente per tutta la sua lunghezza benché una corrente di marea possa invertirsi al suo interno, quindi il tempo guadagnato in uno stretto può essere sovrastimato. Con vento molto debole contro la corrente, una rotta può anche fermarsi prima della destinazione. E Saily WR non ha confrontato la corrente di MedFS con le osservazioni. Un router sfrutta qualsiasi campo più dettagliato, giusto o sbagliato che sia: nulla qui dice che una rotta navigata in MedFS sia più vicina al vero di una navigata in SMOC, e il riquadro atlantico è la zona di raccordo del modello, non un'area in cui la sua corrente sia stata validata.
Fonti
- The Mediterranean ocean forecasting system: first phase of implementation (1998–2001), Pinardi et al., Annales Geophysicae (2003)
- Operational oceanography in the Mediterranean Sea: the second stage of development, Pinardi e Coppini, Ocean Science (2010)
- A high-resolution free-surface model of the Mediterranean Sea, Tonani et al., Ocean Science (2008)
- A nested Atlantic-Mediterranean Sea general circulation model for operational forecasting, Oddo et al., Ocean Science (2009)
- A 1/24 degree resolution Mediterranean analysis and forecasting physical system for the Copernicus Marine Service: description and skill assessment, Clementi et al., abstract dell'EGU General Assembly (2018)
- The Mediterranean Forecasting System – Part 1: Evolution and performance, Coppini et al., Ocean Science (2023)
- The characteristics of tides and their effects on the general circulation of the Mediterranean Sea, McDonagh et al., Ocean Science (2024)
- Hydrodynamic modelling of coastal seas: the role of tidal dynamics in the Messina Strait, Western Mediterranean Sea, Cucco et al., Natural Hazards and Earth System Sciences (2016)
- Product User Manual for MEDSEA_ANALYSISFORECAST_PHY_006_013, issue 2.5, Copernicus Marine Service (2025)
- Quality Information Document for MEDSEA_ANALYSISFORECAST_PHY_006_013, issue 2.6, Copernicus Marine Service (2025)
- Mediterranean Sea Physics Analysis and Forecast, Copernicus Marine Service (2026)
- Correnti, 2D, orarie: la voce di catalogo del dataset, Copernicus Marine Service (2026)
- Mediterranean – Monitoring Forecasting Centre (MED MFC), Copernicus Marine Service (2026)
- Product User Manual for GLOBAL_ANALYSISFORECAST_PHY_001_024, issue 2.4, Copernicus Marine Service (2026)
- Service commitments and licence, Copernicus Marine Service (2026)
- Mastering the Strait of Messina: Navigating the Mediterranean's most famous currents, Imray