WORKSHOP I Sistemi multirischio in Italia 25 ottobre 2013 Bologna Palazzo Gnudi

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1 WORKSHOP I Sistemi multirischio in Italia 2 ottobre 213 Bologna Palazzo Gnudi Il Sistema ISPRA di previsione dei fenomeni di storm surge in Alto Adriatico Maurizio Ferla Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) Dipartimento Tutela Acque Interne e Marine Servizio Laguna di Venezia Castello Venezia -

2 Journal of Coastal Research, 199 Storm surge (SEV) Condizione del livello del mare anormalmente alta innescata da insoliti fenomeni atmosferici particolarmente avversi SEV sono associati al transito di profondi sistemi di bassa pressione associati a forti venti che sospingono le acque marine contro i litorali The esurge Consortium Gran parte delle aree costiere della Terra sono esposte al rischio degli effetti dannosi degli SEV

3 Storm Surge & Mareggiate in Alto Adriatico SWH in al largo dei litorali veneziani Con 4 kn di scirocco per 24 ore SWH = 6 m

4 Storm Surge & Mareggiate in Alto Adriatico

5 4 NOV 1966: AREE INONDATE NEL NORD EST (dai Grandi Fiumi: 1.7 km 2 dal Mare Adriatico: 44 km 2 ) Hmax = 194 cm ZMPS H > 1 cm x 1 ore

6 LA PREVISIONE DEI FENOMENI DI STORM SURGE NEL NORD ADRIATICO Approccio metodologico Livello della marea = L.M.M. + Astr. + Sovralzo (surge/residual) Tavole di marea Contributo meteorologico (sessa) Orizzonte temporale: anni Orizzonte temporale: 1-3- giorni

7 Il Sistema ISPRA di previsione dei fenomeni di storm surge in Alto Adriatico Il sistema delle RETI in TR Il sistema del Modelli Previsioni puntuali LS, PS, CH, BU, PC, PT, GR RMLV CENTRI FUNZIONALI PROTEZIONE CIVILE Reg. VENETO e FVG Approccio Statistico: non si considera il processo fisico che genera il fenomeno ma si va a ricercare uno schema, per esempio lineare autoregressivo, che attraverso una serie di coefficienti caratteristici mette in relazione il sovralzo previsto con i valori relativi ai vari fattori predittivi. COMUNE DI VENEZIA ICPSM RMN Approccio Deterministico: ricerca delle soluzioni numeriche delle equazioni dell idrodinamica che descrivono le oscillazioni del mare innescate dal processo di scambio di energia tra l atmosfera e la superficie del mare.

8 ( t ) a L APPROCCIO STATISTICO N n( k) M / t 1 k k k k ( ) bi ( ) ( t i t) ci ( ) ( t i t) k 1 i k 2 i a ( ) k b i k c i t ( ) ( ) l istante della previsione, τ indica l anticipo con cui viene prevista l altezza Δ, Coefficienti della regressione, diversi per ogni stazione e per ogni anticipo τ. Calibrazione su un set di circa anni di dati validati (22-26; 2-211;27-213) k I predittori Δt rappresenta il passo temporale con cui sono scanditi i valori dei predittori (nel caso specifico Δt = 1 ora).

9 L APPROCCIO STATISTICO: I PREDITTORI Parametri osservati 24 ore livello della marea stazione di riferimento (RMLV) velocità vento settori sud orientali PT_CNR (RMLV) pressione atm Genova, P. Torres, Bari e Venezia (RMN) Aggiornamento in TR (< 1 ora) Parametri di previsione 72 ore ECMRWF (valori esaorari) BOLAM ISPRA (valori orari) Pressione atm (GE, P.Torres, BA e VE) Vento a PT_CNR (sud-est/nord-est) Aggiornamento 24 ore Grado P. Salute Burano Lido D.S. Chioggia PT_CNR P. Caleri P. Barricata La previsione

10 errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) L approccio statistico Affidabilità in fase di calibrazione 4 3 Punta della Salute Confronto calibrazione 2/211-27/213 tutti i dati DB DB Punta della Salute Confronto calibrazione 2/211-27/213 contributo meteo > 2 cm DB DB PS CH 4 3 Chioggia Vigo Confronto calibrazione 2/211-27/213 tutti i dati DB DB Chioggia Vigo Confronto calibrazione 2/211-27/213 contributo meteo > 2 cm DB DB Parametri di riferimento - Errore medio ε -Indice di accuratezza I c = ε ± 2σ -Anticipo della previsione

11 errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) L approccio statistico Affidabilità in fase di calibrazione 4 3 Grado Confronto calibrazione 2/211-27/213 tutti i dati DB DB Grado Confronto calibrazione 2/211-27/213 contributo meteo > 2 cm DB DB GR PT CNR Piattaforma/Punta Salute Confronto calibrazione 27/213 tutti i dati Piattaforma Punta Salute 4 3 Piattaforma/Punta Salute Confronto calibrazione 27/213 contributo meteo > 2 cm Piattaforma Punta Salute Parametri di riferimento - Errore medio ε -Indice di accuratezza I c = ε ± 2σ -Anticipo della previsione

12 errore errore medio/indice accuratezza (cm) (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) L approccio statistico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/21 3/6/213) Punta Salute - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore medio e indice di accuratezza su tutti i dati Statistico_BOLAM Statistico_ECMWF 1-1 PS Punta Salute - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore Chioggia medio e - indice operativo di accuratezza 18/3/212 - sui 3/6/213 dati >8 cm Errore medio e indice di accuratezza su tutti i dati Statistico_BOLAM Statistico_ECMWF Statistico_BOLAM Statistico_ECMWF anticipo 36(ore) CH 6 Chioggia - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore medio e indice di accuratezza sui dati >8 cm

13 errore medio colmi (cm) errore medio cavi (cm) errore medio colmi (cm) errore medio cavi (cm) L approccio statistico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/21 3/6/213) tutti < >12 4 tutti > < PS -1-1 Colmi -8 Cavi -2-2 statistico BOLAM statistico ECMWF statistico BOLAM statistico ECMWF CH tutti < >12 4 tutti > < Colmi -8 Cavi -2-2 statistico BOLAM statistico ECMWF statistico BOLAM statistico ECMWF

14 errore medio/indice accuratezza (cm) (cm) errore medio/indice accuratezza (cm) L approccio statistico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/21 3/6/213) Grado - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore medio e indice di accuratezza su tutti i dati Statistico_BOLAM Statistico_ECMWF -1-2 GR PT CNR Grado - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore Piattaforma medio e indice - operativo di accuratezza 18/3/212 sui - 3/6/213 dati >8 cm Errore medio e indice di accuratezza su tutti i dati Statistico_BOLAM Statistico_BOLAM Statistico_ECMWF Statistico_ECMWF Piattaforma - operativo 18/3/212-3/6/213 Errore medio e indice di accuratezza sui dati >8 cm

15 errore medio colmi (cm) errore medio cavi (cm) errore medio colmi (cm) errore medio cavi (cm) L approccio statistico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/21 3/6/213) tutti < >12 4 tutti > < Colmi -4-8 Cavi GR -2-2 statistico BOLAM statistico ECMWF statistico BOLAM statistico ECMWF PT CNR tutti < >12 4 tutti > < Colmi -8 Cavi -2-2 statistico BOLAM statistico ECMWF statistico BOLAM statistico ECMWF

16 LA PREVISIONE DELLO STORM SURGE NELL ALTO ADRIATICO L APPROCCIO DETRMINISTICO A Storm Surge Operational System for the Mediterranean Sea based on a dynamical model and a 4D-PSAS assimilation system Il Modello Versione semplificata SHYFEM 2D (Shallow Water Hydrodinamic Finite Element Model) Le Forzanti Campi di vento e pressione previsti (ECMRWF - resolution is of. degrees, every 6 hours) Campi di vento e pressione previsti (BOLAM - resolution is of.1 degrees, 1 hour) VL-FEM LR - Risoluzione 1318 elemets profondità prossimità della costa HR - 49 elemets

17 LA PREVISIONE DELLO STORM SURGE NELL ALTO ADRIATICO L APPROCCIO DETRMINISTICO A Storm Surge Operational System for the Mediterranean Sea based on a dynamical model and a 4D-PSAS assimilation system Data Assimilation - Miglioramento della correzione dello stato iniziale - Le osservazioni assimilate sono i dati orari di livello di marea registrati nelle 24 ore precedenti lungo le stazioni mareografiche presenti in Adriatico (RMLV & RMN) senza assimilazione con assimilazione

18 Err medio- indice accuratezza (cm) Err medio- indice accuratezza (cm) L approccio deterministico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/212 1/1/213) Punta Salute - operativo 1/1/212-1/1/213 Confronto ECMWF - BOLAM ECMWF BOLAM PS Chioggia Vigo - operativo 1/1/212-1/1/213 Confronto ECMWF - BOLAM ECMWF BOLAM CH

19 Err medio (cm) Err medio (cm) L approccio deterministico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/212 1/1/213) Punta Salute - BOLAM (mod 7ass) Errore medio per classi di evento e per classi di anticipo tutti < > PS 1 Chioggia Vigo - BOLAM (mod 7ass) Errore medio per classi di evento e per classi di anticipo tutti < >12 CH

20 Err medio- indice accuratezza (cm) Err medio- indice accuratezza (cm) L approccio deterministico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/212 1/1/213) Piattaforma - operativo 1/1/212-1/1/213 Confronto ECMWF - BOLAM ECMWF BOLAM GR Grado - operativo 1/1/212-1/1/213 Confronto ECMWF - BOLAM ECMWF BOLAM PT CNR

21 Err medio (cm) Err medio (cm) L approccio deterministico Errore medio ε e indice di accuratezza I c = ε ± 2σ fase operativa (1/1/212 1/1/213) Piattaforma- BOLAM (mod 7ass) Errore medio per classi di evento e per classi di anticipo tutti < > GR Grado - BOLAM (mod 7ass) Errore medio per classi di evento e per classi di anticipo tutti < >12 PT CNR

22 PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213 Situazione meteorologica relativa alle : del 12 febbraio 213 (Fonte: metoffice.gov.uk)

23 : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : 2: 4: 6: 8: livello marea (cm) : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : 2: 4: 6: 8: livello di marea (cm) PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213 EV FEB 213 STAZIONI Max Liv. ora Max Surge Ora Max Astr. Ora Lido D. Sud P. Salute Chioggia V Grado P. Caleri Evento ad elevata probabilità di alluvione (ex Direttiva 27/6) Grado GR_reale GR_astronomica GR_surge Lido diga sud 4 3 DS_reale DS_astronomica DS_surge

24 livelli livelli marea marea (cm) (cm) livelli marea (cm) PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213- L approccio Statistico Lido Lido Diga Diga Sud Sud - previsioni - previsioni modelli modelli del del ore ore DS DS 1 h16 DS 2 h16 DS DS 1 h19 h22 DS 2 h19 h22

25 livelli marea (cm) livelli marea (cm) PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213- L approccio Statistico Grado- -- previsioni modelli del del ore ore h GR GR 1 1 h22 h19 h16 GR 2 2 h21 h19 h

26 livelli marea (cm) PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213- L approccio Deterministico Lido Diga Sud - previsioni modelli del DS DS DS DS ass ass DS 7 DS ass 7 ass

27 livelli marea (cm) PRESTAZIONI DEI MODELLI L EVENTO FEBBRAIO 213- L approccio Deterministico Grado - previsioni modelli del GR GR a GR 7a

28 La gestione dei modelli di previsione della marea per l Area Nord Adriatica Tipo modello codice Risoluzione Versione Input meteo Frequenza aggiornamenti Statistico ECMWF 8/giorno Statistico BOLAM 8/giorno Deterministico 4s Bassa Standard ECMWF 1/giorno Deterministico 4a Bassa Assimilation ECMWF 1/giorno Deterministico s Alta Standard ECMWF 1/giorno Deterministico a Alta Assimilation ECMWF 1/giorno Deterministico 6s Bassa Standard BOLAM 1/giorno Deterministico 6a Bassa Assimilation BOLAM 1/giorno Deterministico 7s Alta Standard BOLAM 1/giorno Deterministico 7a Alta Assimilation BOLAM 1/giorno 24 uscite giornaliere X 7 stazioni = 168 uscite giornaliere

29 Le variazioni del livello medio del mare

30 Livello medio mare (cm) Livello medio mare (cm) Le variazioni del livello medio del mare VENEZIA (PS) - Andamento del l.m.m. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo Ott Nov Dic Gen Feb Mar -1 Apr Mag Giu Lug Ago Set L.m.m. ultimi 12 mesi (Ott Set.213) L.m.m. mensile ultimo decennio (23-213) -1 OTRANTO - Andamento del l.m.m. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set L.m.m. ultimi 12 mesi (Ott Set.213) L.m.m. mensile ultimo decennio (23-213)

31 Pressione atmosferica (hpa) Pressione atmosferica (hpa) Livello medio mare (cm) Livello medio mare (cm) Le variazioni del livello medio del mare VENEZIA (PS) - l.m.m. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo OTRANTO - l.m.m. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo L.m.m. ultimi 12 mesi (Ott Set.213) L.m.m. mensile ultimo decennio (23-213) Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set L.m.m. ultimi 12 mesi (Ott Set.213) L.m.m. mensile ultimo decennio (23-213) Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set 119 VENEZIA - Pressione atm. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo OTRANTO - Pressione atm. nel corso degli ultimi 12 mesi rispetto al periodo Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set 17 Ott Nov Dic Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Pressione ultimi 12 mesi (Ott Set.213) Pressione mensile ultimo decennio (23-213) Pressione ultimi 12 mesi (Ott Set.213) Pressione mensile ultimo decennio (23-213)

32 WORKSHOP I Sistemi multirischio in Italia 2 ottobre 213 Bologna Palazzo Gnudi Il Sistema ISPRA di previsione dei fenomeni di storm surge in Alto Adriatico Maurizio Ferla LA SQUADRA Marco Cordella (ISPRA - ACQ-VEN) Marco Casaioli (ISPRA - ACQ-MON) Elisa Coraci (ISPRA - ACQ-VEN) Stafano Mariani (ISPRA - ACQ-MON) Giorgio Baldin (ISPRA - ACQ-VEN) Franco Crosato (ISPRA - ACQ-VEN) Georg Umgiesser (CNR - ISMAR Venezia) Bruno Matticchio (IPROS - PD) Marco Bajo (CNR - ISMAR Venezia) GRAZIE PER L ATTENZIONE