Descrizione del modulo "Ecologia delle aree marino costiere e di transizione: processi e funzioni (TA.P05.017.002)"

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  • Descrizione del modulo "Ecologia delle aree marino costiere e di transizione: processi e funzioni (TA.P05.017.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • I risultati delle attività di ricerca di questo modulo hanno le seguenti potenzialità di impiego: Gestione dell'ambiente marino pelagico e costiero, soprattutto per quanto riguarda la previsione e le analisi di diversi scenari possibili riguardo gli impatti del cambiamento climatico sugli equilibri degli ecosistemi marini e per la gestione della pesca; Gestione delle emergenze ambientali, in particolare per quanto riguarda la previsione della dispersione e trasformazione di inquinanti e qualità delle acque; Sviluppo della conoscenza e promozione della formazione scientifica; Definizione di strumenti innovativi in supporto a decision maker per la definizione delle politiche ambientali nazionali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le tematiche di ricerca di questo modulo sono relative allo studio del funzionamento e della predicibilità dell'ecosistema marino pelagico e costiero, con particolare riferimento a: • Sviluppo di schemi innovativi per l'assimilazione dei dati in situ e satellitari per la produzione dei campi di analisi e per il miglioramento della fase di inizializzazione delle previsioni; • Validazione delle simulazioni (campi di analisi e di previsione) mediante confronto con le misure in situ; • Accoppiamento numerico dei sistemi di previsione a scala regionale con modelli a scala costiera (ad alta risoluzione spaziale, < 1 km) per la simulazione numerica della dispersione e trasporto di inquinanti; • Consolidamento dell'attività di monitoraggio in situ (anche operativo) di diversi parametri oceanografici. Questa attività è inserita in vari progetti nazionali e internazionali ai quali il gruppo proponente partecipa, che hanno come obiettivo comune lo sviluppo della componente marina di GMES. Il gruppo fa parte, inoltre, del network europeo MOON - Mediterranean Operational Oceanography Network. (literal)
Competenze
  • Il Gruppo di Oceanografia di Oristano ha sviluppato e gestisce il sistema operativo di previsione numerica della circolazione marina a scala regionale del Mediterraneo Occidentale, del Canale di Sicilia e di specifiche aree costiere del territorio italiano. Questi sistemi forniscono giornalmente, in tempo quasi reale, una previsione sino ad un massimo di cinque giorni, ad alta risoluzione spaziale, delle condizioni idrodinamiche della circolazione marina. Il gruppo ha maturato notevoli competenze nel campo dell'acquisizione dati in situ attraverso campagne di misura periodiche, nel controllo di qualità dei dati, nelle tecniche di stima ottimale per l'inizializzazione delle previsioni numeriche, negli studi di interazione aria-mare, in particolare per la modellistica oceano-atmosfera interattiva, e nello sviluppo di modelli marini e moduli di trasporto e diffusione lagrangiani per l'elaborazione di previsioni a breve termine. Inoltre, si stanno realizzando sistemi grafici per la gestione di eventi di rischio da parte di soggetti terzi in remoto. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • I risultati dell'attività di ricerca svolta in questo modulo potranno contribuire allo sviluppo e al miglioramento del sistema operativo oceanografico a livello nazionale ed europeo. Il sistema integrato di previsione marina è utilizzato sia come strumento di ricerca di base (comprendere, simulare e prevedere la struttura tridimensionale della dinamica fisica), sia come servizio rivolto a tutte le strutture interessate alla gestione sostenibile delle risorse marine e la sua protezione. Sono state inoltre avanzate richieste da istituti di ricerca e committenti pubblici provenienti da paesi extra-europei (Tunisia, Libano, Indonesia e India) per il trasferimento delle conoscenze acquisite nel settore e l'implementazione del sistema di previsione per un suo utilizzo nelle acque territoriali. (literal)
Tecnologie
  • Le metodologie di modellizzazione in uso nella pratica previsionale marina e lo studio di processi si basano sull'utilizzo di modelli numerici alle differenze finite e agli elementi finiti. La scelta della metodologia dipende dalla risoluzione spaziale richiesta e dalla complessità morfo-batimetrica dell'area di studio. Inoltre, per l'analisi e l'elaborazione dei risultati dei modelli e dei dati in situ e satellitari, si fa uso di software sia di tipo commerciale che open source, quale: Matlab, Grads, Surfer, ODV, UVT, SeaDAS, OpenOffice e altri pacchetti software open source su piattaforma LINUX (Gnu GPL- Gnu General Public License) (literal)
Obiettivi
  • Consolidare il sistema di previsione numerica della circolazione marina a scala regionale per il Mediterraneo Occidentale e Canale di Sicilia; Validazione delle diverse tecniche di inizializzazione delle previsioni marine (slave, active, partially active); Utilizzo di tecniche innovative 3D-variazionali per trasferire i dati osservati al modello numerico di simulazione della circolazione marina allo scopo di produrre i campi di analisi e ottimizzare le condizioni iniziali della previsione; Prevedere il trasporto e la trasformazione delle macchie d'olio per mezzo di modelli numerici ad alta definizione accoppiati con il sistema di previsione numerica a scala regionale; Implementare modelli numerici per la simulazione dell'erosione, trasporto e deposito dei sedimenti e qualità delle acque costiere; Fornire strumenti di supporto per un più efficace studio e gestione delle risorse marine; (literal)
Stato dell'arte
  • La previsione delle correnti marine nel Mediterraneo è di fondamentale importanza per raggiungere l'obbiettivo della gestione sostenibile delle risorse e la protezione dell'ambiente marino. Per questo motivo, dal 1998 ad oggi, la Comunità Europea ha finanziato una serie di progetti il cui obbiettivo principale è quello di comprendere il funzionamento, lo stato pregresso e la predicibilità dell'ecosistema marino nelle sue componenti fisica e biologica e alle diverse scale spaziali. In questo contesto, il Gruppo di Oceanografia di Oristano ha partecipato (progetti MFSPP, MFSTEP, VECTOR, SIGLA, SESAME, ECOOP e PRIMI) e partecipa attivamente (MyOcean, SOS-Bonifacio) allo sviluppo della componente marina del GMES, in particolare nello sviluppo e gestione di sistemi operativi a scala regionale (Mare Mediterraneo Occidentale e Canale di Sicilia) e costiera (Golfo di Oristano e Bocche di Bonifacio) e allo studio della predicibilità dell'ecosistema marino. La conoscenza dell'evoluzione spazio/temporale della circolazione marina a diverse scale spaziali consente di avere ulteriori informazioni per affrontare diverse problematiche connesse ai rischi naturali e antropici. (literal)
Tecniche di indagine
  • Le metodologie utilizzate per la comprensione dei fenomeni si basano prevalentemente sull'utilizzo di modelli numerici di simulazione, sviluppati come codici fortran o Ansi C, e l'utilizzo di sistemi di osservazione per le misure in situ. Le misure sono ottenute tramite l'utilizzo principalmente della N/O Urania, ma anche di altre imbarcazioni attrezzate, in modo periodico. Altre misure oceanografiche necessarie per la componente operativa di previsione della circolazione marina sono ottenute da strutture esterne, facenti parte integrante del sistema di osservazione MOON, (prodotti satellitari per l'osservazione del mare, forzanti meteorologici, forzanti idrodinamici a scala di bacino, profili verticali di temperatura in situ, ecc.). Il gruppo inoltre utilizza le misure satellitari ed in situ acquisite per la calibrazione e validazione delle simulazioni numeriche, oltre che per attività di ricerca a se stante. (literal)
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