# Metodologia, validazione e percorso SOTA

## Prodotto corrente

I modelli numerici non risolvono direttamente gli eddies di scala 10–1000 m rilevanti per l'aeromobile. Seguendo l'architettura multi-diagnostic del Graphical Turbulence Guidance, il sistema estrae segnali a scala risolta e li porta in uno spazio comune.

Per ogni livello vengono calcolati:

- Ellrod TI1: shear verticale moltiplicato per deformazione e convergenza;
- Richardson gradient: stabilità statica rispetto allo shear;
- shear verticale e deformazione orizzontale;
- gradiente termico/frontale;
- velocità verticale in coordinate di pressione;
- forcing orografico approssimato da vento basso × gradiente del terreno, modulato dalla stabilità;
- probabilità convettiva separata da riflettività composita e CAPE.

Le diagnostiche vengono normalizzate, combinate con pesi versionati in `config/calibration.v1.json` e trasformate in un **proxy** EDR. La convezione entra nell'EDR solo quando confermata dalla riflettività; il potenziale basato sulla sola CAPE resta un layer di avoidance separato.

Le soglie iniziali usate per i prodotti probabilistici sono EDR 0,15 per light-or-greater, 0,22 per moderate-or-greater e 0,45 per severe. Sono configurabili e dovranno essere ricalibrate sulla popolazione di aeromobili e sul feed osservativo concordato.

## Rendering e profilo verticale

La mappa web interpola bilinearmente la griglia nativa per produrre un raster continuo. Questa scelta elimina gli artefatti rettangolari ma **non aumenta la risoluzione meteorologica**: il forecast attivo resta GFS 0,25°. I popup e l'analisi di rotta usano la stessa interpolazione, evitando il salto artificiale al punto di griglia più vicino.

La sezione verticale campiona tutti gli otto livelli disponibili lungo la rotta. Per ogni punto il sistema calcola l'orario stimato da distanza e velocità al suolo e sceglie il valid time di modello più vicino. La linea di salita/crociera/discesa è un riferimento geometrico illustrativo: non modella prestazioni dell'aeromobile, massa, vincoli ATC o meteo aeroportuale.

## Architettura obiettivo

```mermaid
flowchart LR
  subgraph forecast["Forecast members"]
    ICON["ICON-EU / EPS"]
    IFS["IFS / AIFS"]
    GFS["GFS"]
    WAFS["WAFS EDR"]
  end
  subgraph nowcast["Nowcast observations"]
    RADAR["Radar-DPC HRD/VMI"]
    MTG["MTG Lightning"]
    SIG["SIGMET"]
  end
  DIAG["Physical diagnostics"]
  CAL["Calibrated probabilistic blend"]
  OBS["Aircraft EDR truth"]
  API["Versioned grid + route API"]
  UI["Map, profile, alerts"]
  ICON --> DIAG
  IFS --> DIAG
  GFS --> DIAG
  DIAG --> CAL
  WAFS --> CAL
  RADAR --> CAL
  MTG --> CAL
  OBS --> CAL
  CAL --> API
  SIG --> API
  API --> UI
```

Il SIGMET resta un layer ufficiale distinto: non viene diluito da una media né usato come assenza di turbolenza quando non presente.

## Piano di calibrazione

1. Collocare ogni misura EDR con i campi del ciclo che sarebbe stato disponibile in real time; mai usare analisi future.
2. Finestra iniziale: ±10 min, 20 km e ±2.000 ft, con sensitivity analysis.
3. Split temporale a blocchi e per ciclo, evitando che punti dello stesso volo finiscano in train e test.
4. Modello baseline: regressione monotona/isotonic per diagnostica; poi gradient boosting vincolato e blend con spread multi-modello.
5. Calibrazione finale separata per lead time, fascia di quota, stagione e regime convettivo/non convettivo solo se la numerosità lo consente.
6. Confronto obbligatorio con persistenza, singola diagnostica migliore, WAFS e forecast climatologico.

## Metriche e gate

- probabilità: Brier score/Brier skill score, reliability diagram, ECE e sharpness;
- discriminazione: ROC-AUC e soprattutto PR-AUC per moderate+ e severe;
- decisione: POD, FAR, CSI/ETS e cost-loss value a soglie predefinite;
- intensità: MAE/RMSE e quantile loss in EDR;
- spazio/tempo: Fractions Skill Score e verifica object-based per eventi convettivi;
- affidabilità: freshness, completezza dei livelli, latenza p95, failure rate e source disagreement.

Gate iniziale suggerito prima di una beta pubblica: almeno 12 mesi di verifica indipendente, reliability slope 0,8–1,2, nessun degrado significativo rispetto a WAFS nei regimi principali, copertura osservativa documentata e revisione da meteorologo aeronautico. I valori finali vanno concordati con l'utente operativo e l'autorità competente.

## Sicurezza del prodotto

- ogni risposta include reference time, valid time, sorgente, versione di calibrazione e stato sperimentale;
- gli aggiornamenti sono atomici: un ciclo parziale non corrompe l'ultimo prodotto disponibile;
- il web server non scarica dati: ingestione e serving hanno processi separati;
- il degrado delle fonti mantiene l'ultimo ciclo ma ne espone l'età;
- la route recommendation minimizza un punteggio di esposizione, non fornisce una clearance né sostituisce il flight planning.