Può sorprendere il fatto che tra il personale dell’Osservatorio Vaticano impegnato nella ricerca vi sia anche un meteorologo. È così: si tratta di padre C. Bayu Risanto S.I.. E non è il primo.

Infatti, il primo direttore dell’Osservatorio Vaticano, padre Francesco Denza, dell’Ordine dei Barnabiti, era a sua volta un meteorologo. Prima di essere nominato direttore dell’Osservatorio Vaticano, fondò l’osservatorio meteorologico di Moncalieri e la Società meteorologica italiana. Inoltre, le «Direttive per la Specola Vaticana», approvate da Leone XIII nel luglio 1890, in vista della fondazione ufficiale dell’Osservatorio avvenuta nel 1891, stabilivano che una delle cinque principali aree di ricerca dell’istituzione sarebbe stata la meteorologia.

In passato, lo studio della meteorologia presso gli osservatori astronomici era un fatto comune. Noto per il suo «meteorografo» era per esempio padre Angelo Secchi S.I., il pioniere dell’astrofisica il cui osservatorio, costruito sopra la chiesa di S. Ignazio a Roma con il sostegno finanziario di Pio IX, fu un predecessore dell’Osservatorio Vaticano. Quella stazione meteorologica meccanica, sviluppata negli anni Cinquanta dell’Ottocento, era in grado di «registrare simultaneamente tutti i fenomeni atmosferici con indicazioni grafiche continue e reciprocamente confrontate». Oggi, gli studi dei meteorologi sull’atmosfera della Terra, offrono insegnamenti applicabili alle atmosfere planetarie in generale, così come gli studi sulla stella più vicina, il Sole, forniscono indicazioni utili per la comprensione delle stelle.

Installazione di un’antenna GPS presso il sito della stazione meteorologica automatizzata a est di Tombstone, in Arizona. Foto di David K. Adams.

Indubbiamente, la gente ha maggiore familiarità con i meteorologi che con gli astronomi. Ai nostri tempi le previsioni meteorologiche sono indispensabili. Vengono consultate per ogni cosa: dalla gestione delle attività quotidiane personali al trasporto di merci attraverso gli oceani, dalla pianificazione delle rotte dei voli commerciali alla gestione delle compagnie assicurative. Le previsioni meteorologiche moderne si basano su equazioni di dinamica fisica (dei fluidi) che modellizzano l’atmosfera terrestre e sono alla base dei modelli meteorologici. La natura delle atmosfere planetarie è tale che queste equazioni sono estremamente sensibili a piccole variazioni nei dati di ingresso e richiedono calcoli ripetuti per produrre una previsione attendibile. Solo con l’avvento dei moderni calcolatori, negli anni Cinquanta del Novecento, questo tipo di previsione ha potuto compiere reali progressi, soppiantando il precedente metodo analogico, nel quale il previsore confrontava le osservazioni del presente con schemi meteorologici del passato per anticipare l’evoluzione del tempo.

Una parte del lavoro di padre Risanto si concentra sull’assimilazione dei dati, finalizzata a migliorare le prestazioni dei modelli meteorologici. Questi necessitano di dati di ingresso relativi a determinati processi microfisici, come le variazioni nella quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera o la collisione e la coalescenza delle gocce d’acqua nelle nubi; su questi aspetti, tuttavia, i meteorologi non dispongono ancora di una comprensione pienamente soddisfacente. Per limitare le conseguenze di tali incertezze, aggiornano con regolarità alcune variabili del modello (come il vapore acqueo) mediante l’immissione di nuovi dati, così da correggerne l’evoluzione e ridurre gli errori di previsione. Questo procedimento è per l’appunto noto come «assimilazione dei dati».

Precipitazioni osservate (a sinistra), precipitazioni previste con assimilazione dei dati (DA) (al centro) e precipitazioni previste senza assimilazione dei dati (a destra) sul territorio dell’Arizona. Si noti che il modello accoppiato con l’assimilazione dei dati migliora la previsione delle precipitazioni. In assenza di assimilazione dei dati, il modello prevede precipitazioni molto scarse. (Da un lavoro di Risanto et al. attualmente sottoposto a revisione paritaria).

Nel 2023 padre Risanto e un gruppo di altri meteorologi hanno pubblicato l’articolo «On the Collective Importance of Model Physics and Data Assimilation on Mesoscale Convective System and Precipitation Forecasts over Complex Terrain» sulla rivista Monthly Weather Review. Più recentemente, il suo gruppo ha presentato il contributo «Impacts of Assimilating GPS-PWV in Convective-permitting Model on Forecasting Monsoon Precipitation over Arizona Complex Terrain» all’Assemblea generale 2025 dell’European Geosciences Union (EGU). Il lavoro discusso all’EGU illustrava una collaborazione tra l’Università dell’Arizona e l’U.S. National Center for Atmospheric Research: una mini campagna sul campo per l’osservazione dell’umidità atmosferica, che è stata effettuata nel 2021 valendosi di antenne del Global Positioning System (GPS) collocate in trentuno siti distribuiti in Arizona (Stati Uniti) nel corso dell’estate, ossia la stagione monsonica (figura 1). Il gruppo di Risanto è riuscito a migliorare in modo significativo le previsioni, come si può osservare nella figura 2. Attualmente, l’obiettivo è quello di compiere ulteriori progressi sfruttando una quantità maggiore di dati da assimilare: entrano in scena i dati sull’umidità rilevati, mediante uno strumento denominato MicroPulse Differential Absorption Lidar, che si aggiungono a quelli forniti via GPS.

In questo modo, l’Osservatorio Vaticano contribuisce a migliorare uno strumento scientifico indispensabile nell’epoca di Leone XIV, onorando al contempo la propria missione storica così come fu delineata da Leone XIII.