G3-Giornate Giovani GNRAC Quartiere Fieristico di Ferrara, 21 Settembre 2012

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Camillo Giuliani
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IMPLEMENTAZIONE E VALIDAZIONE DI UN MODELLO DI PREVISIONE E REANALISI

1 3 SALONE SULLA TUTELA DELLA COSTA COAST PROTECTION EXHIBITION 2 ND EDITION G3-Giornate Giovani GNRAC Quartiere Fieristico di IMPLEMENTAZIONE E VALIDAZIONE DI UN MODELLO DI PREVISIONE E REANALISI DEL MOTO ONDOSO PER IL MEDITERRANEO OCCIDENTALE Università di Genova Lorenzo Mentaschi

2 Contenuto Modelli d onda di terza generazione Modello Wave Watch III (WWIII) Indagine prestazioni Risultati Catena operativa Sviluppi futuri Ringraziamenti G3-Giornate Giovani GNRAC

4 Termini sorgente in acqua profonda: Crescita dell'onda Dissipazione dell'onda Interazione onda-onda (cascata energetica) Modelli di terza generazione: modellizzazione puntuale delle interazioni onda-onda

5 Limiti degli attuali modelli d onda Metodi semiempirici tarati a posteriori per la rappresentazione spettrale della dissipazione dell onda. Taratura delle parametrizzazioni di riferimento basata su misure provenienti in prevalenza dall'oceano, e non da bacini chiusi. Alcuni autori (per esempio Luigi Cavaleri, 2009), hanno messo in discussione la validità del modello fisico soprattutto in condizioni estreme.

6 Modello Wave Watch III Modello di terza generazione (rappresentazione esatta interazioni onda-onda) Diversi termini sorgente di crescita e smorzamento: WAM 3 (WAMDI Group, 1988) Tolman-Chalikov (1996) Ardhuin et al. (2008) BAJ, Bidlot et al. (2005), simile a WAM 4 operativo in ECMWF, Janssen et al. (1994). ACC350 (2008): dissipazione onda lunga in funzione del vento.

7 Indagine delle prestazioni su casi studio Indagine su otto casi studio corrispondenti a mareggiate nel mar Ligure. Risultati simulazioni WWIII confrontati con misure di campo fornite dalla Rete Ondametrica Nazionale (RON).

8 Casi studio G3-Giornate Giovani GNRAC MAREGGIATA DATA INIZIO DATA FINE Febbraio /02/ /03/1990 Dicembre /12/ /12/1999 Novembre /11/ /11/2000 Febbraio /02/ /02/2004 Gennaio /01/ /02/2010 Febbraio /02/ /02/2010 Marzo /03/ /04/2010 Novembre /11/ /11/2011

9 Mareggiata a Celle Ligure tratta dal libro Wave Watching Lo spettacolo delle mariggiate in Liguria

10 Elaborazione dei dati di vento I dati di vento sono stati elaborati utilizzando il modello WRF (Weather Research and Forecast) Il modello WRF è stato inizializzato ogni 24 ore con dati di rianalisi CFSR (Climate Forecast System Reanalysis). Per la sola mareggiata del 2011 WRF è stato inizializzato utilizzando dati GFS (Global Forecast System).

11 Confronto WRF - BOLAM Per la sola mareggiata del 2011 il modello WWIII è stato inizializzato anche utilizzando i dati di vento elaborati dal modello BOLAM (Bologna Local Area Model) operativo presso il Centro Meteo di ARPAL.

12 Dominio di integrazione: bacino Mediterraneo occidentale con risoluzione di 10 km

13 Confronto tra termini sorgente di riferimento Tolman Chalikov, Ardhuin et al, 2008, con parametrizzazione BAJ (WAM 4 operativo presso ECMWF) Ardhuin et al, con parametrizzazione ACC350 che fa uso dei nuovi termini di smorzamento.

14 Parametr. Tutte le boe Boe tirr. Boe ioniche Boe adr. ACC BAJ Tolman-Chalikov

15 Confronto ACC350, BAJ, Tolman-Chalikov

16 Prestazioni parametrizzazione ACC350

17 Confronto WRF - BOLAM G3-Giornate Giovani GNRAC

18 Indagine di dettaglio intorno alla parametrizzazione ACC350 Ottenuta facendo variare ogni parametro intorno al suo valore di riferimento, mantenendo gli altri parametri al valore corrispondente alla parametrizzazione ACC350, per un totale di 41 differenti parametrizzazioni.

19 Intorno alla parametrizzazione ACC350 Altezza significativa Periodo

20 Catena operativa Catena operativa WRF WWIII ad alta risoluzione sul Mar Mediterraneo. WRF è alimentato con dati GFS. La griglia principale copre tutto il Mar Mediterraneo, e ha risoluzione di 10 km. Griglie nidificate sono state implementate sul Mar Ligure e sull Andalusia, e hanno risoluzione di 2 km. I risultati della catena operativa sono consultabili alla pagina web:

21 Catena operativa: griglia su Mediterraneo.

22 Catena operativa: griglia su Liguria.

23 Sviluppi futuri Ampliamento della validazione delle prestazioni di WWIII sul mar Mediterraneo tramite: Ampliamento del dominio di integrazione a tutto il Mediterraneo per la validazione parametrica. Validazione del modello su altre mareggiate. Confronto con altre misure di campo (boe, satelliti, radar). Studio dell effetto della corrente sulla propagazione ondosa.

24 Accoppiamento WWIII - SWAN sotto costa WWIII è un modello adatto alla descrizione della dinamica in acqua profonda. Il suo utilizzo sotto costa ad alta risoluzione è molto oneroso dal punto di vista computazionale. Ci proponiamo di accoppiare WWIII col modello SWAN (Simulating Waves Nearshore) per la validazione delle simulazioni con osservazioni di campo raccolte in costa (boe costiere, radar), e per il completamento della catena operativa in costa.

25 Ringraziamenti Ringrazio vivamente i miei supervisori, i professori Giovanni Besio e Andrea Mazzino per i preziosi consigli e l attenta revisione del mio lavoro. Ringrazio il Dottor Federico Cassola per l elaborazione dei dati meteo e per gli ottimi suggerimenti che sempre mi dà. Ringrazio inoltre Gabriele Nardone di ISPRA per la fornitura dei dati della Rete Ondametrica Nazionale.

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