Oceanografia fisica e chimica

Previsioni dello stato dell'oceano

La capacità di predire accuratamente il “sistema oceano” in termini di onde, correnti, stratificazione di temperatura e salinità è cruciale non solo per aumentare la nostra conoscenza sull’oceano, ma anche per numerose importanti applicazioni pratiche, quali il supporto alla navigazione, attività di Search and Rescue, interventi in aree litoranee, gestione degli ecosistemi e delle emergenze in mare, come gli sversamenti di idrocarburi (oil spill).

Quando è necessario ricostruire il percorso di un generico oggetto in mare, non sono solitamente disponibili osservazioni dirette in grado di fornire dettagli sulla distribuzione spaziale e temporale delle correnti che lo guidano. E quando lo sono, la loro quantità è generalmente non sufficiente, e di certo non per aree vaste. Per questa ragione si deve ricorrere alla ricostruzione di campi di circolazione generalmente generati da modelli numerici dinamici, “stato dell’arte”, dell’oceano, dell’atmosfera e dello stato del mare. Per fornire prodotti utili, questi campi devono essere il più possibile accurati.

ISMAR ha una vasta esperienza in molti aspetti dell’oceanografia operazionale, e in particolare svolge un ruolo internazionalmente riconosciuto nello sviluppo e nell’implementazione di modelli di previsione del moto ondoso e di previsione del moto di sostanze trasportate dalle correnti marine. Per la previsione del moto ondoso i ricercatori di ISMAR si avvalgono essenzialmente dei modelli WAM e SWAN (www.swan.tudelft.nl/), forzati con campi barici provenienti da modelli globali o ad area limitata (p.e. www.cosmo-model.org/). L'Istituto produce e mette in rete quotidianamente, in collaborazione con il Centro Nazionale di Meteorologia e Climatologia Aeronautica (CNMCA) le previsioni dello stato del mare per i mari italiani e per il Mediterraneo (http://ricerca.ismar.cnr.it/MODELLI/ONDE_MED_ITALIA/page-html/nettuno/NETTUNO2.html). ISMAR ha inoltre grande esperienza nella produzione, taratura da dati satellitari e validazione di dati di vento e onde da modello; a partire da queste serie storiche è possibile valutare con accuratezza l'energia ondosa incidente la costa, sia come dato storico che come valori estremi attesi con determinato tempo di ritorno. L'energia incidente è direttamente correlabile all'erosione/avanzamento della linea di riva.

Per il trasporto di sostanze in mare, ISMAR ha implementa numerose tecniche innovative per il miglioramento della previsione, basate sull’uso congiunto di risultati da modelli numerici e da dati sperimentali. Il lavoro è stato finanziato da progetti Europei (MFSTEP) e Internazionali (ONR), e svolto in collaborazione con ricercatori internazionali, entro il gruppo LAPCOD (Lagrangian Analysis and Prediction of the Coastal Ocean, www.rsmas.miami.edu/LAPCOD). Metodi da sistemi dinamici sono usati per identificare le principali “barriere” del trasporto legate alla struttura delle correnti, e svariate applicazioni sono state condotte nel mar Adriatico e Ligure utilizzando modelli numerici unitamente a dati derivanti da drifters e HF radar. Nuovi metodi di “assimilazione” sono sviluppati per correggere e migliorare i risultati dei modelli, usando  sia dati in situ che da satellite. In particolare, le posizioni dei floaters Argo vengono assimilate all’interno di modelli operative quali MFS (Mediterranean Forecasting System) grazie a schemi sviluppati presso ISMAR.

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