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Piattaforma Acqua Alta

Piattaforma Acqua Alta

La Piattaforma Oceanografica Acqua Alta del C.N.R.

L’Istituto di Scienze Marine del Consiglio Nazionale delle Ricerche gestisce un sistema osservativo multi-parametrico che comprende circa 15 stazioni fisse che assicurano il monitoraggio degli ambienti lagunare, costiero e di mare profondo, acquisendo misure di numerose variabili osservative essenziali, ad elevata risoluzione temporale.

La Piattaforma Oceanografica Acqua Alta, installata nel marzo del 1970 in risposta alla disastrosa acqua alta che colpì Venezia il 4 Novembre 1966, è una delle principali infrastrutture di ricerca gestite dal Consiglio Nazionale delle Ricerche.

Installata circa 8 miglia al largo del litorale di Venezia, in uno specchio di mare avente una profondità di circa 16 m (GPS 45° 19' N, 012° 30’ E), si compone di un modulo laboratorio e alloggi, oltre che di sofisticati impianti di distribuzione. gestione e trasferimento dati in tempo reale da numerose stazioni di misura e sensori installati.

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La piattaforma oceanografica Acqua Alta: fasi di installazione - Marzo 1970

La Piattaforma Oceanografica Acqua Alta costituisce inoltre un importante punto fisso per l’acquisizione periodica di campioni della colonna d’acqua e di analisi di parametri biologici e chimici.

La struttura e le dotazioni scientifiche della piattaforma sono state progressivamente sviluppate ed aggiornate, al fine di assicurare una sempre maggiore e migliore fruizione dell’infrastruttura anche da parte dei numerosi enti esterni, di ricerca o istituzionali, con i quali il CNR collabora.

Equipaggiata con le più moderne tecnologie, è tra le pochissime strutture fisse esistenti al mondo operative per la ricerca scientifica in mare aperto, consentendo la prolungata permanenza a bordo di ricercatori e tecnici durante le campagne di misura e con qualsiasi condizione meteo-marina.

La strumentazione permanente comprende complete stazioni meteorologiche ed oceanografiche i cui dati sono sia registrati a bordo che trasmessi in tempo reale a terra. I dati di marea e di vento rilevati in mare aperto sono un'informazione essenziale per la corretta previsione operativa dell'acqua alta a Venezia. La serie storica di misure direzionali di onda, ininterrotta dal 1979, rappresenta una delle più lunghe serie storiche disponibili al mondo. La lunghezza che oggi supera i 40 anni ne fa uno strumento di studio importantissimo per comprendere i processi in atto per effetto del cambiamento climatico. Come unico punto in mare permanente e presidiabile, ha fornito la verità mare per la taratura di strumenti installati su satelliti artificiali come l'altimetro dell'ERS-1 e le proprietà ottiche del mare rilevate da SeaWiFS ed OLTS. Campagne di misura delle onde con personale a bordo e strumentazione molto sofisticata hanno permesso di chiarire aspetti non noti della dinamica di generazione delle onde da parte del vento. Ciò ha portato ad un deciso miglioramento delle previsioni operative del mare in tutto il mondo. Le campagne eseguite a bordo comprendono attività fisiche, chimiche, biologiche. La struttura e la sua strumentazione, le attività, le campagne di ricerca, le misure e i risultati ottenuti hanno consentito al Consiglio Nazionale delle Ricerche di produrre numerose pubblicazioni scientifiche e brevetti internazionali.

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La piattaforma oceanografica Acqua Alta: danni riportati a seguito di una forte mareggiata - 22 Dicembre 1979

Cresciuta progressivamente in circa 40 anni di attività, a giugno 2016 il Consiglio Nazionale delle Ricerche ha avviato un importante intervento di ristrutturazione per consentire il mantenimento in attività di questa importante infrastruttura, punto di riferimento per le ricerche che riguardano le scienze marine e l'oceanografia, il monitoraggio dello stato di salute delle acque e la meteorologia.

La complessa operazione ha consentito il rinnovamento integrale della parte superiore della struttura e il rinforzo delle sottostrutture di sostegno, oltre alla razionalizzazione ed al potenziamento degli impianti tecnologici di supporto all'attività scientifica, offrendo ulteriori opportunità a tutti i soggetti che già sono interessati dall'acquisizione dei dati e delle misurazioni effettuate dalla piattaforma, confermando l’impegno della ricerca scientifica per la salvaguardia di Venezia e più in generale dell’ambiente marino.

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La piattaforma oceanografica Acqua Alta al termine dei lavori di ristrutturazione - 2018

L’opportunità del rinnovamento di questa importante infrastruttura a mare ha consentito il ripristino della strumentazione e dei sensori necessari anzitutto al mantenimento delle lunghe serie storiche di dati (e.g. Pomaro et al., 2018) e delle collaborazioni con enti quali il Centro Previsioni e Segnalazioni Maree del Comune di Venezia e il Joint Research Centre della Commissione Europea e la pianificazione di un prossimo incremento delle dotazioni strumentali.

Tra le misure acquisite in continuo da questa infrastruttura si annoverano alcune tra le variabili oceaniche essenziali individuate dalle Nazioni Unite, di cui si riporta nel seguito l’elenco completo, evidenziando in grassetto le misure acquisite presso la Piattaforma Oceanografica Acqua Alta in modo operativo. Si evidenziano invece in grassetto corsivo quelle in corso di implementazione o pianificate nel prossimo futuro, con l’obiettivo di contribuire a livello delle più importanti infrastrutture internazionali alla conoscenza dello stato degli oceani.

Essential Climate Variables (ECVs)

Variable

Operational Measurements Start

Institution

Atmosphere

Surface

Precipitation

2008

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Pressure

2008

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Radiation budget

2008

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Temperature

2008

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Water vapour

2008

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Wind speed and direction

1982

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia / ISPRA

Ocean

Physical

Ocean surface heat flux

-

-

Sea ice

N/A

Not relevant for this site

Sea level

1983

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia

Sea state

1979

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia

Sea surface currents

2008

CNR-ISMAR

Sea surface salinity

2009

CNR-ISMAR

Sea surface stress

-

-

Sea surface temperature

2009

CNR-ISMAR

Subsurface currents

2008

CNR-ISMAR

Subsurface salinity

2009

CNR-ISMAR

Subsurface temperature

2009

CNR-ISMAR

Biogeochemical

Inorganic carbon

-

-

Nitrous oxide

-

-

Nutrients

2009

CNR-ISMAR

Ocean colour

2002

JRC-EU

Oxygen

2009

CNR-ISMAR

Transient tracers

-

-

Biological/ecosystems

Marine habitats

-

-

Plankton

2009

CNR-ISMAR

 

Essential Oceanic Variables (EOVs)

Variable

Operational Measurements Start

Institution

Biogeochemistry

Oxygen

2009

CNR-ISMAR

Nutrients

2009

CNR-ISMAR

Inorganic carbon

-

-

Transient tracers

-

-

Particulate matter

-

-

Nitrous oxide

-

-

Stable carbon isotopes

-

-

Dissolved organic carbon

-

-

Physics

Sea state

1979

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia

Ocean surface stress

-

-

Sea ice

N/A

Not relevant for this site

Sea surface height

1983

CNR-ISMAR / CPSM Comune Venezia

Sea surface temperature

2009

CNR-ISMAR

Subsurface temperature

2009

CNR-ISMAR

Surface currents

2008

CNR-ISMAR

Subsurface currents

2008

CNR-ISMAR

Sea surface salinity

2009

CNR-ISMAR

Subsurface salinity

2009

CNR-ISMAR

Ocean surface heat flux

-

-

Biology and Ecosystems

Phytoplankton biomass and diversity

2009

CNR-ISMAR

Zooplankton biomass and diversity

2012

CNR-ISMAR

Fish abundance and distribution

-

-

Marine turtles, birds, mammals abundance and distribution

-

-

Hard coral cover and composition

N/A

Not relevant for this site

Seagrass cover and composition

-

-

Macroalgal canopy cover and composition

-

-

Mangrove cover and composition

N/A

Not relevant for this site

Microbe biomass and diversity (*emerging)

-

-

Invertebrate abundance and distribution (*emerging)

-

-

Cross-Disciplinary

Ocean colour

2002

JRC-EU

Ocean Sound

2019

CNR-ISMAR

 

 

La disponibilità di una infrastruttura fissa in mare aperto non è rilevante solo ai fini dell’acquisizione di misure su base operativa ma anche per la pianificazione di campagne di misura sperimentali per lo studio di processi meteo-oceanografici (fisici, biogeochimici, etc.), da parte della comunità scientifica internazionale. Questo ha consentito inoltre lo studio di dettaglio di eventi quali la Tempesta Vaia del 29 ottobre 2018 o l’evento di acqua alta eccezionale del 12 novembre 2019.

Da qualche anno sulla piattaforma sono installate anche delle webcam accessibili tramite il sito web dell’Istituto di Scienze Marine (www.ismar.cnr.it) e tramite l’applicazione per smartphone ISMAR Data.

Quest’ultima, in particolare, oltre a consentire l’accesso ai dati in tempo reale consentendo agli utenti di visualizzare l’andamento delle misure relative alle principali variabili meteorologiche, oceanografiche e idrologiche, tramite la funzione “Analizza” permette di visualizzare l’archivio storico dei dati di misura raccolti per ciascuna delle stazioni disponibili definendo intervallo di tempo e variabili di interesse, permettendo quindi di approfondire aspetti quali valori caratteristici, ciclo giornaliero e stazionale e interdipendenza reciproca.

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La piattaforma ha consentito ai ricercatori CNR-ISMAR di sviluppare due brevetti per l’osservazione del mare, grazie all’applicazione di tecniche stereo-fotogrammetriche che abbinano computer vision e oceanografia, per stimare i movimenti marini anche da telecamere in movimento.

 

Pubblicazioni:

Cavaleri, L. The oceanographic tower Acqua Alta—Activity and prediction of sea states at Venice. Coast. Eng. 2000, 39, 29–70.

Bastianini, M; Cavaleri, L; La Rocca, T;  An extreme meteorological event at the ISMAR oceanographic tower. Natural Hazards and Earth System Sciences,12,2,281,2012,Copernicus GmbH

Benetazzo, A.; Fedele, F.; Gallego, G.; Shih, P.C.; Yezzi, A. Offshore stereo measurements of gravity waves. Coast. Eng. 2012, 64, 127–138.

Benetazzo A., Barbariol F., Bergamasco F., Torsello A., Carniel S., Sclavo M., 2015. Observation of extreme sea waves in a space-time ensemble. JOURNAL OF PHYSICAL OCEANOGRAPHY 45, 2261–2275.

Benetazzo, A., Bergamasco, A., Bonaldo, D., Falcieri, F.M., Sclavo, M., Langone, L.,  Carniel, S., 2014. Response of the Adriatic Sea to an intense cold air outbreak: Dense water dynamics and wave-induced transport. PROGRESS IN OCEANOGRAPHY 128, 115-138.

Piazzola, J; Mihalopoulos, N; Canepa, E; Tedeschi, G; Prati, P; Zarmpas, P; Bastianini, M; Missamou, T; Cavaleri, L. Characterization of aerosols above the Northern Adriatic Sea: Case studies of offshore and onshore wind conditions,Atmospheric Environment,132,,153-162,2016

Pomaro, A., Cavaleri, L., Lionello, P., 2018. 39 years of directional wave recorded data and relative problems, climatological implications and use. Sci. Data 5, 180139. https://doi.org/10.1038/sdata.2018.139.

Cavaleri, L., M. Bajo, F. Barbariol, M. Bastianini, A. Benetazzo, L. Bertotti, J. Chiggiato, S. Davolio, C. Ferrarin, L. Magnusson, A. Papa, P. Pezzutto, A. Pomaro, and G. Umgiesser (2019), The October 29, 2018 storm in Northern Italy - an exceptional event and its modeling, Prog. Oceanogr., 178, 102,178, https://doi.org/10.1016/j.pocean.2019.102178

Cavaleri, L., M. Bajo, F. Barbariol, M. Bastianini, A. Benetazzo, L. Bertotti, J. Chiggiato, C. Ferrarin, F. Trincardi, and G. Umgiesser (2020), The 2019 flooding of Venice and its implications for future predictions, Oceanography, 33(1), 42–49, https://doi.org/10.5670/oceanog.2020.105

 

OpenData:

Pomaro, A., L. Cavaleri, A.Papa, P. Lionello, 2018. 39 years of directional wave recorded data at the Acqua Alta oceanographic tower. PANGAEA. https://doi.org/10.1594/PANGAEA.885361

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