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Mariangela Ravaioli (CNR-ISMAR), V. Cardin (OGS), R. Bozzano (CNR- ISSIA), S. Pensieri (CNR-ISSIA), M. Pastore (CMCC), N. Pinardi (UNIBO/INGV), P. Picco.

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1 Mariangela Ravaioli (CNR-ISMAR), V. Cardin (OGS), R. Bozzano (CNR- ISSIA), S. Pensieri (CNR-ISSIA), M. Pastore (CMCC), N. Pinardi (UNIBO/INGV), P. Picco (Enea-CRAM), G. Bortoluzzi (CNR-ISMAR), A. Russo (UNIVPM), A. Grandi (INGV), P. Focaccia (CNR-ISMAR) Utilizzo dei dati provenienti da Boe Oceanografiche nei modelli di previsione

2 Introduzione Nella modellistica idrodinamica i dati provenienti dalle boe multisensore ancorate sono di strategica importanza ai fini di migliorarne le capacità previsionali. Le boe consentono infatti un monitoraggio dello stato chimico-fisico del mare ad alta risoluzione temporale (tipicamente orario o semiorario) per i principali parametri quali Temperatura, Salinità, Velocità e Direzione della Corrente, per periodi di tempo consistenti (e solitamente limitati dal degrado fisiologico della strumentazione) e in una costante posizione geografica. Importanti e storici siti osservativi sono la Boa Mambo (Golfo di Trieste), sono la Boa Oceanografia S1 (Delta del Po), la Boa Ocenaografica E1 (Costa Rimininese) la Boa ODAS Italia 1 (Mar Ligure). Lutilizzo di questi dati nella modellistica può essere finalizzato principalmente a due obiettivi: la validazione delle previsioni, e la correzione delle previsioni mediante processi di assimilazione dei dati osservati

3 Le Boe in situ ed in real time BOA MAMBO presso il parco di Miramare BOA S1 Delta del Po BOA E1 Rimini BOA ODAS Italia 1 Golfo di Genova

4 Title Adriatico settentrionale, Delta del Po Sistema Automatico di Monitoraggio Ambientale Meteo-Marino S1 Boa meteo-oceanografica coordinata dal CNR-ISMAR-Bologna DATI ACQUISITI Dati meteorologici (temperatura, pressione, direzione e velocità del vento, umidità relativa, radiazione netta) e oceanografici (direzione e velocità della corrente, temperatura, salinità, ossigeno disciolto, pH, ORP, torbidità, fluorescenza). UBICAZIONE Lat N Lon E Datum WGS84 Profondità: 22.5 m studio climatologico della variabilità delle proprietà oceanografiche dell'Adriatico settentrionale; studio dellimpatto del fiume Po sulla piattaforma continentale; studio dei rapporti aria-acqua da un punto di vista fisico e fisico-chimico; studio del ruolo dei fondali nei processi distrofici dellAlto Adriatico; studio dei processi di sedimentazione e risedimentazione del particellato terrigeno fine in area prodeltizia.

5 UBICAZIONE Lat N Lon E Datum WGS84 Profondità: 8,8 m DATI ACQUISITI dati meteorologici (temperatura, pressione, direzione e velocità del vento, umidità relativa, radiazione netta) e oceanografici (direzione e velocità della corrente, temperatura, salinità, ossigeno disciolto, pH, ORP, torbidità, fluorescenza). Adriatico Centro-Settentrionale, zona di Torre Pedrera (Rimini) Sistema Automatico di Monitoraggio Ambientale Meteo-Marino E1 Boa meteo-oceanografica coordinata dalCNR-ISMAR-Bologna Boa meteo-oceanografica coordinata dal CNR-ISMAR-Bologna Rappresentativa delle condizioni di zona costiera dellAdriatico Centro settentrionale Monitoraggio in continuo di condizioni marine e meteorologiche Acquisizione di parametri sperimentali su cui tarare il modello oceanografico di previsione di concentrazione O 2 Mitigazione degli effetti degli episodi ipo-anossici attraverso attività di monitoraggio

6 Monitoraggio AMBientale Operativo Boa MAMBO 1 45°41.95'N - 13°42.99'E 9 anni di dati meteo-marini trasmessi in tempo reale Sito di studio per applicazioni avanzate (ADCP, CO2 monitoring, etc.) Sito LTER (additional biochemical Measurements in delayed mode)

7 Santuario dei Cetacei Alta variabilità a tutte le scale temporali Intensi fenomeni di interazione aria-mare Disponibilità di lunghe serie temporali DATI ACQUISITI Dati metereologici (temperatura, pressione, umidità, irradianza, e precipitazione) e oceanografici (temperatura, direzione e velocità della corrente). I dati sono trasmessi in tempo reale. Boa meteo-oceanografica ODAS ITALIA 1 (CNR-ISSIA-GE / CNR-ISMAR-SP) Boa meteo-oceanografica ODAS ITALIA 1 (CNR-ISSIA-GE / CNR-ISMAR-SP) Ormeggio con ADCP vicino alla boa ODAS ITALIA 1 (ENEA-SP / CNR-ISMAR-SP) Ormeggio con ADCP vicino alla boa ODAS ITALIA 1 (ENEA-SP / CNR-ISMAR-SP) Mar Tirreno, Mar Ligure W1-M3A - ODAS ITALIA 1 Boa meteo-oceanografica coordinata dal CNR-ISSIA-GENOVA/ENEA-CRAM-LA SPEZIA Losservatorio fa parte di una rete di osservatori oceanici europei nellambito del progetto Europeo EuroSITES che rappresenta la componente Europea del network globale OceanSITES e mira ad integrare gli osservatori oceanici esistenti al fine di rafforzarne la capacità di monitorare lo stato del mare e del suo fondale.

8 Le principali applicazioni nei modelli di previsione La validazione delle previsioni: il dato non viene utilizzato per correggere la previsione e risulta pertanto indipendente, ed utilizzabile per calcolare uno skill score del modello La correzione delle previsioni mediante processi di assimilazione dei dati osservati: il dato di boa viene introdotto nel modello con tecniche di assimilazione dati; queste tecniche, che vanno dai metodi basati su algoritmi derivati dallanalisi oggettiva ai metodi variazionali, perseguono tutte il fine di aggiustare la previsione numerica utilizzando il dato osservato durante il ciclo settimanale di analisi, in modo da fornire al modulo previsionale le migliori condizioni iniziali possibili per lintegrazione temporale, e senza causare instabilità numeriche

9 Controllo di qualità in tempo reale delle previsioni con boe fisse BOA-S1/(Adriatic Forecasting System) : parametri confrontati Temperatura Salinità Correnti Si calcolano i bias e lerrore quadratico medio

10 Temperatura alla boa S1 per lanno 2008

11 Salinità alla boa S1 per lanno 2008

12 Correnti alla boa S1 in Gen. 2009

13 BOA-W1M3A/Mediterranean Forecasting System: parametri confrontati Temperatura a 0, 6, 12, 20, 29 e 36 metri Nellambito del progetto Europeo MyOcean, le misure acquisite vengono impiegate per validare le stime di temperatura e salinità del mare ottenute dalla catena operativa di previsione del sistema MFS e del network globale OceanSITES. Si calcolano i bias e lerrore quadratico medio Ligurian Sea – Gulf of Genoa 43°50,1520 N 009°7,0153 E 1250 m water depth 75 Km far from the coast Lon Lat Depth [m]

14 alla boa W1m3a a 12 metri Temperatura alla boa W1m3a a 12 metri

15 Bias e RMS per la Temperatura a 12 metri (BOA-W1M3A)

16 Temperatura alla boa W1m3a a 29 metri

17 Bias e RMS per la Temperatura a 29 metri (BOA-W1M3A)

18 La Boa Oceanografia E1 antistante la costa Riminese consente di validare e correggere il modello di ocenografico ROMS finalizzato alla previsione di livelli anomali di ossigeno inerenti ad eventi ipossici ed anossici Modello ROMS BOA-E1: parametri confrontati Ossigeno BOA-E1/Modello ROMS: parametri confrontati

19 Spurious data (fouling) Ossigeno disciolto (ml l -1 ) nello strato di fondo dopo la rimozione dal forecast del Mean Bias calcolato sui 7 giorni precedenti Blue= model Red = E1 Oceanographic Buoy Ossigeno disciolto (ml l -1 ) nello strato di fondo (prof = -8.8 m) Blue= model Red = E1 Oceanographic Buoy Ossigeno alla boa E1 per gli anni Spurious data (fouling)

20 Previsione Corretta - 3 rd day BIAS, RMS e altre statistiche mensili dellossigeno disciolto alla boa E1 a 8.8 metri (strato di fondo) Previsione Corretta - 1 st day (Il Bias Medio è calcolato con Iidati della boa e la corrispondente previsione dei precedenti 7 giorni è stata sottratta dalla previsione attuale) Previsione Corretta - 2 nd day Previsione Originale - 1 st day

21 Conclusioni Attualmente vengono utilizzati i seguenti dati: - Temperatura, Salinità e Correnti dalla boa S1 - Ossigeno dalla boa E1 - Temperatura per la W1-M3A - ODAS ITALIA 1 Relativamente alla Boa Mambo, i dati presto saranno utilizzati per validare i modelli dellAdriatico e del Mediterraneo Un prossimo sviluppo del modello operativo AFS è previsto proprio nel senso di utilizzare un metodo variazionale (3D-VAR) per assimilare anche i dati osservati di Temperatura e Salinità dalle boe presenti nel suo dominio.


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