Descrizione della commessa "GdR: Telerilevamento Satellitare di Nubi e Precipitazioni (TA.P06.021)"

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  • Descrizione della commessa "GdR: Telerilevamento Satellitare di Nubi e Precipitazioni (TA.P06.021)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • • Realizzazione di mappe di precipitazione accumulata e prevista a breve termine in supporto ai servizi di protezione civile per l'allerta meteo-idrologico. • Individuazione e caratterizzazione di nubi necessarie per la parametrizzazione e l'inizializzazione di modelli meteorologici, climatologici e di dispersione. • Fornitura di dati per l'assimilazione in modelli numerici di previsione meteorologica operativi. • Supporto agli Enti nazionali e territoriali per la pianificazione e gestione energetica. • Supporto agli Enti Locali nei processi decisionali per l'attuazione delle politiche nazionali in tema di energia e gestione del territorio e nella messa a punto di elementi di indirizzo per il miglioramento dell'efficienza energetica nella pianificazione e progettazione di nuovi edifici (codice di pratica) sulla base di mappe di irradiazione su scala urbana e dati climatologici più accurati. (literal)
Strumentazione
  • • Sistema di ricezione/processamento ed archiviazione di dati satellitari comprensivo di un'antenna HRPT (High Resolution Picture Transmission) per la ricezione dei dati NOAA e dei dati banda X • Antenna HRIT (High Resolution Image Transmission) per la ricezione dei dati MSG • Sistema di storage che permette di trattare 80 Tbyte on-line e 30 Tbyte off-line di dati • Rete d'istituto ad alta velocità (10 Gb/s) • Cluster di 16 nodi quadriprocessori a 64 bit in configurazione rack altamente scalabile progettato prevalentemente per applicazioni di calcolo intensive sia mediante codici sorgenti nativi, sia in ambienti di calcolo e di sviluppo avanzati (literal)
Tematiche di ricerca
  • - Sviluppo di tecniche multispettrali (VIS/IR/MW) da satellite per l'individuazione e la classificazione di sistemi nuvolosi a più strati, per lo studio delle interazioni aerosol-nubi, per la stima del contenuto di acqua e ghiaccio nelle nubi, per l'individuazione di nubi convettive, per l'individuazione e la stima quantitativa di nubi vulcaniche, nonché dei profili atmosferici di temperatura e vapor d'acqua. - Sviluppo di tecniche combinate IR/MW ad aggiornamento rapido per la stima delle precipitazioni utilizzando sensori GEO/LEO. Sviluppo di tecniche non-supervisionate per l'uso dei prodotti in catene operative previsionali. - Stima dell'irradianza solare al suolo da dati satellitari per aeree chiare, in presenza di nubi e di aerosol; Sviluppo di metodologie per la caratterizzazione climatologica del territorio; Modellistica per la previsione a breve, medio e lungo termine dell'irradianza solare al suolo da dati satellitari. - Integrazione delle misure da satellite con osservazioni a terra per migliorare l'accuratezza dei prodotti. - Validazione dei prodotti satellitari utilizzando osservazioni in situ e telerilevate da aereo. - Studi di fattibilità e prestazioni di sensori. (literal)
Competenze
  • Le competenze disponibili nel gruppo coprono lo spettro necessario per le attività riguardanti la microfisica di nubi e precipitazione, la meteorologia da satellite, l'analisi e gestione di dati satellitari, la simulazione con modelli di trasferimento radiativo, e la caratterizzazione climatologica e fisico-ambientale (anche in riferimento agli aspetti connessi con la valutazione del fabbisogno energetico del costruito), lo sviluppo di modellistica originale finalizzata alla valutazione delle componenti della radiazione solare al suolo in qualsiasi condizione atmosferica (nubi, aerosol) e le tecniche per la gestione ed utilizzo a scala territoriale, urbana e di singole costruzioni del potenziale energetico derivante da fonte solare finalizzata ad un uso razionale dell'energia. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • • Realizzazione di mappe di precipitazione accumulata e prevista a breve termine in supporto alle previsioni meteorologiche ed idrologiche che influenzano i processi produttivi agronomici e dei trasporti e viabilità. • Contributo alla caratterizzazione di nubi di ceneri vulcaniche e miste ceneri/acqua per lo studio dell'impatto sulla viabilità aerea. • Realizzazione di mappe di irradiazione al suolo per la valutazione del potenziale reale di utilizzazione della fonte solare (pianificazione su scala urbana, industriale, agricola). • Elementi di indirizzo per il miglioramento dell'efficienza energetica nella pianificazione e progettazione di nuovi edifici (codice di pratica) sulla base di mappe di irradiazione su scala urbana. (literal)
Obiettivi
  • - Sviluppo e avanzamento di tecniche di stima delle proprietà microfisiche, termodinamiche e radiative dell'atmosfera terrestre - Sviluppo e avanzamento di tecniche multispettrali per l'individuazione, la classificazione e la stima di proprietà di aerosol, nubi, e precipitazioni anche nevosa da satellite - Valutazione e validazione di prodotti operativi e di ricerca ottenuti da osservazioni satellitari con reti di sensori a terra. Sfruttamento dei dati da terra in meteorologia operativa. - Studi di fattibilità e prestazioni per sensori e piattaforme satellitari innovativi - Sviluppo di modelli per la stima accurata dell'irradianza solare (GHI, DNI, DIFF) alla superficie in qualsiasi condizione meteorologica e loro previsione a breve, medio e lungo termine - Valutazione del potenziale energetico solare basato su serie storiche satellitari ad alta risoluzione spaziale e temporale e implementazione in sistemi di gestione di dati geospaziali - Caratterizzazione spettrale dell'irradianza solare - Metodologie per il miglioramento della caratterizzazione climatologica e la stima del potenziale energetico solare del territorio finalizzate ad un uso più razionale delle energie rinnovabili (literal)
Stato dell'arte
  • La conoscenza delle proprietà microfisiche e radiative di aerosol e nubi, della loro distribuzione spaziale e temporale, nonché dell'intensità delle precipitazioni è fondamentale per la modellistica climatologica, meteorologica e idrologica, e la valutazione della risorsa energetica solare. Allo stato attuale le parametrizzazioni delle nubi nei modelli sono estremamente semplificate. Grazie ai sensori di nuova generazione, a più alta risoluzione spaziale, spettrale e temporale, è possibile sviluppare algoritmi in grado di fornire prodotti più accurati atti a migliorare la conoscenza delle proprietà microfisiche e radiative delle nubi e quindi la parametrizzazione delle nubi all'interno dei modelli. Le misure attuali di precipitazioni non soddisfano le richieste in quanto a copertura, accuratezza e risoluzione temporale. E' quindi necessario migliorare le capacità di osservazione e di analisi, sia sfruttando al meglio gli strumenti attuali, mediante un approccio sinergico, che perseguendo e sviluppando nuove tecnologie di osservazione. Notevoli carenze riguardano inoltre l'accurata conoscenza della distribuzione sul territorio della risorsa solare e del suo potenziale energetico. (literal)
Tecniche di indagine
  • Osservazioni satellitari nello spettro della radiazione dal visibile alle microonde, con strumenti sia attivi (radar, lidar) che passivi (radiometri), e infine con differenti risoluzioni spaziali e temporali. L'approccio satellitare si completa con reti di osservazioni da terra, sia per validazione delle stime da satellite di parametri termodinamici e radiativi, sia per la complementarietà della copertura spazio-temporale in un approccio sinergico. Coordinamento di reti di sensori per migliorare lo sfruttamento di dati esistenti dei dati telerilevati attualmente disponibili da sorgenti varie (sia da terra che da satellite). (literal)
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