Verso un sistema previsionale a breve termine delle mucillagini Aniello Russo Dipartimento di Scienze del Mare Università Politecnica delle Marche, Ancona,

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1 Verso un sistema previsionale a breve termine delle mucillagini Aniello Russo Dipartimento di Scienze del Mare Università Politecnica delle Marche, Ancona, Italy

2 Schema della presentazione Introduzione Cenni sui risultati ottenuti nel recente passato riguardo: le caratteristiche generali di circolazione e masse d’acqua adriatiche; la loro variabilità; le relazioni con l’insorgenza delle mucillagini Esempi di modellistica oceanografica numerica Ipotesi di lavoro per REQUISITE

3 CLIMATOLOGIA STAGIONALE

4 Schema della circolazione generale del Mar Adriatico (Artegiani et al., 1997) dedotto dalle misure di temperatura e salinità effettuate dall’inizio del XX secolo sino al 1980 Schematic JPO e Station positions

5 Media stagionale delle correnti superficiali ricavate da drifter lagrangiani (da Poulain, 2000)

6 Surface temperature

7 Surface salinity

8 Bottom temperature

9 Bottom salinity

10 VARIABILITA’

11 Posizioni delle stazioni NADS, ATOS e IRPEM Distribuzione mensile (sopra) e annuale delle stazioni: 1500 fino al 1987 2900 from 1988 to 1999

12 Russo et al. (2002)

13 Anomalia della temperatura superficiale marina per le 4 stagioni (la T media del periodo 1911÷87 è stata sottratta alla T media del periodo 1988÷99) Russo et al. (2002)

14 Anomalia della temperatura di fondo per le 4 stagioni (la T media del periodo 1911÷87 è stata sottratta alla T media del periodo 1988÷99) Russo et al. (2002)

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17 Sintesi dei risultati ottenuti dal Progetto MAT per il settore oceanografia fisica

18 Alcuni risultati del progetto MAT (1999-2002) condizioni di calma atmosferica condizioni di calma atmosferica forti incrementi della temperatura marina superficiale forti incrementi della temperatura marina superficiale presenza rilevante di acque ad alta salinità provenienti dal Mediterraneo Orientale presenza rilevante di acque ad alta salinità provenienti dal Mediterraneo Orientale apporti impulsivi di acque dolci da parte del fiume Po apporti impulsivi di acque dolci da parte del fiume Po di conseguenza, forti gradienti di temperatura e salinità di conseguenza, forti gradienti di temperatura e salinità correnti marine particolari: indebolimento o assenza della Corrente Costiera Adriatica Occidentale e presenza della Contro-Corrente Istriana (quindi ristagno delle acque in nordadriatico) correnti marine particolari: indebolimento o assenza della Corrente Costiera Adriatica Occidentale e presenza della Contro-Corrente Istriana (quindi ristagno delle acque in nordadriatico)…….. Nel periodo investigato, l’apparizione massiva delle mucillagini è iniziata in primavera, in presenza di:

19 nel periodo di maggiore insorgenza delle mucillagini (1988- 99, estendibile fino al 2002 in quanto i dati MAT confermano l’andamento), si è avuto un aumento medio della temperatura superficiale del nordadriatico in tutte le stagioni, ed un aumento delle salinità superficiali estive (anche primaverile per la parte occidentale del bacino); nel periodo di maggiore insorgenza delle mucillagini (1988- 99, estendibile fino al 2002 in quanto i dati MAT confermano l’andamento), si è avuto un aumento medio della temperatura superficiale del nordadriatico in tutte le stagioni, ed un aumento delle salinità superficiali estive (anche primaverile per la parte occidentale del bacino); durante gli eventi di mucillagini del 1988-97 i dati di temperatura superficiale primaverili non risultano superiori rispetto agli anni di mancata insorgenza al contrario delle osservazioni MAT (ma precedentemente i dati al largo erano raccolti con minore regolarità; durante gli eventi di mucillagini del 1988-97 i dati di temperatura superficiale primaverili non risultano superiori rispetto agli anni di mancata insorgenza al contrario delle osservazioni MAT (ma precedentemente i dati al largo erano raccolti con minore regolarità; Alla luce dei risultati raggiunti con MAT, ulteriori analisi sui dati storici sono in fase di avvio Alcuni risultati del progetto MAT (1999-2002) Le indagini sui dati storici disponibili hanno permesso di evidenziare:

20 MODELLISTICA

21 Caratteristiche del Modello Le equazioni primitive sono risolte nel tempo in ogni punto di una griglia tridimensionale

22 velocità & salinità superficiale velocità & temperatura superficiale Simulazione HOPS (18 Settembre – 21 Ottobre 2002)

23 Esperimento MFSTEP (V PQ UE) e COFIN (MIUR) – Area di studio

24 N/O Dallaporta - campagna COFIN1 Stazioni CTD (24-25 giugno 2004) Durante la prima campagna, 45 stazioni CTD stations (pallini blu) sono state eseguite dal CNR-ISMAR di Ancona con la Nave Oceanografica Dallaporta in 36 ore. Il rettangolo rosso rappresenta il primo dominio del modello (HOPS, Harvard Ocean Prediction System), con una risoluzione orizzontale di 1 km and 20 livelli verticali, inizializzato dai campi di temperatura e salinità dal modello AREG (Adriatic Regional model, operativo per il progetto ADRICOSM presso l’INGV di Bologna) del 15 of giugno 2004. I flussi atmosferici sono stati forniti in tempo reale dal SIM dell’ARPA-EMR (Bologna) con una risoluzione orizzontale di circa 10 Km.

25 ADRICOSM – mappe SeaWIFS disponibili nel periodo 22-29 giugno 2004 Area di interesse (animazione) Le immagini SeaWIFS mostravano qualcosa di interessante in sviluppo appena a sud del dominio di studio. Sembrava una struttura anticiclonica, generata dalle acque a bassa salinità provenienti dal nordadriatico; sarebbe stato un peccato perdere l’occasione di studiare questo fenomeno.

26 N/O Dallaporta – campagna COFIN2 stazioni CTD (28 giugno - 1 Luglio 2004) Il transetto evidenziato è stato aggiunto “al volo”, subito dopo che il CNR-ISAC di Roma ha reso disponibile la mappa satellitare del 29 giugno che confermava la presenza del vortice.

27 R/V Dallaporta – COFIN2 cruise June 29-30, 2004 Il segnale anticiclonico, dovuto all’acqua a bassa salinità, era evidente, come pure l’alta fluorescenza associata!

28 Il nuovo dominio HOPS La risoluzione orizzontale è 1 km, con 201*221 punti griglia su ognuno dei 20 livelli verticali (888420 punti griglia in tutto). L’inizializzazione di questo modello è stata fatta con le previsioni fornite operativamente dal modello AREG (INGV, progetto ADRICOSM). La simulazione inizia il 15 giugno 2004, i dati misurati in mare sono stati assimilati nel modello il 25 giugno (solo la prima campagna), e l’assimilazione dei dati è stata determinante (insieme ad alta risoluzione del modello oceanografico e del forzante atmosferico Un nuovo dominio per il modello è stato subito definito (la costa italiana a sinistra, la costa croata a destra con le isole dalmate integrate alla linea di costa poichè il focus della simulazione era sull’evoluzione della situazione lungo la costa italiana).

29 Salinità superficiale (colori) e velocità da modello HOPS

30 2 luglio 2004 – previsione AREG

31 2 luglio 2004 Previsione HOPS Salinità superficiale e velocità Immagine SeaWIFS

32 1 luglio 2004 assimilazione dei dati CTD il 25 giugno Previsione ADRICOSM: velocità in superficie Previsione HOPS: salinità & velocità in superficie mappa SeaWIFS

33 Ipotesi di lavoro a lungo termine Modello operativo ad alta risoluzione (ordine dei 1000 metri in orizzontale, almeno 20 livelli in verticale) per la previsione di correnti, temperatura, salinità nell’area “marchigiana”, per completare a scala locale il sistema osservativo-predittivo in tempo reale già in funzione con ADRICOSM per l’intero bacino adriatico. Possibilità di annidamento di un sistema predittivo a risoluzione ancora più alta (100 - 500 metri) in aree ad alto rischio e/o di alto pregio (es. area tra Senigallia e Numana). Base per svariate applicazioni dedicate (previsioni a breve termine e/o studi di scenari): simulazione e previsione trasporto di inquinanti (DAMAC); previsione fenomeni ipossici/anossici (LIFE-EMMA); simulazione e previsione trasporto sedimenti simulazione e previsione mucillagini (REQUISITE)

34 Proposta REQUISITE Preparazione dell’assimilazione nei modelli locali dei dati oceanografici raccolti dal progetto (l’estensione del monitoraggio verso il largo perseguita dal progetto è cruciale anche per il miglioramento delle previsioni oceanografiche) Iniziare uno studio specifico sull’utilizzo degli output forniti dai modelli operativi (correnti e struttura termoalina della colonna d’acqua) per simulare il trasporto delle mucillagini rilevate in situ e da satellite

35 1 luglio 2004 assimilazione dei dati CTD il 25 giugno Previsione ADRICOSM: velocità in superficie Previsione HOPS: salinità & velocità in superficie mappa SeaWIFS

36 assimilazione dei dati CTD il 25 giugno Previsione ADRICOSM: velocità in superficie 2 luglio 2004 Previsione HOPS: salinità & velocità in superficie