La collaborazione fra CEMEC e CIRA ( ed il CMCC)

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1 La collaborazione fra CEMEC e CIRA ( ed il CMCC) Pasquale Schiano, Direttore Divisione ISC, CMCC Responsabile Laboratori Informatici e Tecnologie per l Innovazione, CIRA

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3 Scambio di dati territoriali, climatologici e meteorologici, non soggetti a licenze da parte di terzi, tra i due enti firmatari dell accordo; Messa a disposizione da parte dell ARPAC dei dati, sia ottenuti da simulazioni numeriche che da osservazioni, ottenuti nell ambito delle attività di ricerca del Centro Meteorologico e Climatologico della Campania (CEMEC) e non soggetti a licenze da parte di terzi. La condivisione ha il fine di comparare i risultati ottenuti nelle attività di ricerca dei due enti; Messa a disposizione da parte del CIRA dei dati (simulazioni ed osservazioni) ottenuti nell ambito delle attività di ricerca e sviluppo, non soggetti a licenze da parte di terzi. Lo scambio dei avverrà per le medesime finalità identificate nel punto precedente; Installazione e funzionamento, presso la sede del CIRA, di strumentazione meteorologica resa disponibile dall ARPAC; Sviluppo comune di progetti di ricerca in ambito regionale / nazionale /europeo sulle tematiche clima e meteorologia ambientale anche al fine di avviare processi di spin-off.

4 Wind profiler Il LAP è un radar Doppler che riporta i dati dell atmosfera da 120 m fino a 3-5 km sopra il livello del suolo Fornisce informazioni per strati successivi dello strato limite planetario (PBL) creando così un profilo verticale dei dati del vento (da cui il nome wind profiler ) Tra i dati forniti dal profilatore del vento ci sono velocità e direzione del vento orizzontale e verticale In combinazione con il RASS (Radio Acoustic Sounding System) fornisce il profilo verticale della temperatura virtuale fino ad un altezza di 1,5 km circa

5 Wind profiler Trasmette un impulso di energia elettromagnetica ad una prefissata frequenza (1290 MHz) e in una certa direzione Quando l impulso incontra un bersaglio, l energia elettromagnetica è diffusa in tutte le direzioni Di interesse è la componente di segnale ricevuta indietro dal radar ( backscatter energy ) Il sistema rileva i segnali riflessi dalle turbolenze atmosferiche (variazioni dell indice di rifrazione dell aria) colpite dal fascio di onde elettromagnetiche e basandosi sull effetto Doppler calcola la differenza di frequenza tra l onda emessa e quella riflessa fornendo la velocità radiale Il RASS è composto da 4 sorgenti acustiche Il LAP usa le onde acustiche come un bersaglio e riceve ed elabora il segnale di ritorno misurando la velocità di propagazione del suono La velocità di propagazione del suono è funzione della temperatura virtuale.

6 Analisi meteorologiche Analisi statistiche su database meteorologici storici per la caratterizzazione micrometeorologica di un sito Monitoraggio delle condizioni al suolo, mediante 2 stazioni meteo; Misurazioni in bassa quota mediante pallone frenato fino a 2 km di quota; Misurazioni nella troposfera tramite radiosondaggi. Post processing di dati meteorologici Previsioni meteorologiche

7 Univ. PARTHENOPE - Dipartimento di Scienze Ambientali EMPA: Environmental Monitoring Performed by Advanced Sensors And LTA Platforms Supporting Urban And Suburban Early Warning Actions

8 Il Centro Euromediterraneo per i Cambiamenti Climatici Enti costituenti Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Centro Italiano Ricerche Aerospaziali Università del Sannio Università di Lecce Consorzio Venezia Ricerche Fondazione Eni Enrico Mattei

9 Gli Obiettivi Descrizione del progetto Il progetto si propone di realizzare il Centro Euro Mediterraneo per i cambiamenti Climatici Lo scopo è l approfondimento delle conoscenze nel campo della variabilità climatica, le sue cause e le sue conseguenze, attraverso lo sviluppo di simulazioni numeriche ed adeguata potenza di calcolo

10 CMCC Supercomputing Center LAN 1 Gbit/s NEC Vector/Parallel Supercomputer 4 SX-8R + 5 SX-8X 110 Proc. - 3 TBytes RAM 11,1TFlops IBM Scalar/Parallel Supercomputer ~ 1000 cores 3,2 TBytes RAM 17,3 TFlops Storage Area Network 4 Gbit/s aggregated Archive/Backup HA Cluster Server Disk Storage ~ 350 TBytes Tape Library 1800 Mbytes/sec 1 PBytes

11 Le Divisioni di ricerca Num. Div. Divisione 1 Calcolo Scientifico e Operazioni 2 3 Impatti sull Agricoltura, Foreste ed Ecosistemi Naturali Terrestri Valutazione economica degli Impatti e delle Politiche dei Cambiamenti Climatici 4 Impatto al Suolo e sulle Coste 5 Applicazioni Numeriche e Scenari 6 Formazione, Documentazione e Divulgazione 7 Amministrazione Manager Centro Prof. Giovanni Aloisio UNIV. of LECCE Prof. Riccardo Valentini - INGV Prof. Carlo Carraro-FEEM Dott. Pasquale Schiano - CIRA Dott. Antonio Navarra - INGV Prof. Armando Blanco UNIV. of LECCE Dott. Laura Panzera - CMCC

12 Tabella tratta dal Volume Cambiamenti Climatici e strategie di adattamento in Italia: una valutazione economica, di Carlo Carraro edizione Il Mulino,2008

13 Frane ed inondazioni in Italia I comuni a rischio idrogeologico sono circa il 70% del totale dei comuni italiani Il 7% circa del territorio italiano è classificato ad elevato rischio per alluvioni, frane Il nostro territorio è reso ancora più fragile dall urbanizzazione irrazionale: abusivismo e disboscamento dei versanti Negli ultimi 50 anni, persone hanno perso la vita (2.500 per le frane, oltre per alluvioni), quasi 7 vittime al mese Dati del Ministero dell Ambiente

14 I cambiamenti climatici e gli impatti al suolo Aumento del livello del mare e della frequenza di eventi estremi Aumento del rischio di frane. Inondazioni FRANE: Aumento delle frane veloci (tipo colate rapide di fango/detrito) INONDAZIONI: nelle fasce montane e pedemontane alpine ed appenniniche un incremento dei fenomeni di piena improvvisa (flash-floods) floods) Modifica delle distribuzione delle piogge sui bacini, dello scorrimento di acqua superficiale (quantitativi di pioggia che invece di penetrare nei terreni vanno direttamente ad aumentare i corsi d acqua) It is very likely that hot extremes, heat waves, and heavy precipitation events will continue to become more frequent. (Summary for Policy makers IPCC/AR4)

15 Eventi recenti Frana Salerno-Reggio Calabria del 26 Gennaio 2009 Allagamenti, alberi caduti e voragini a Roma Novembre 2008 Alluvione in Sardegna del 22 Ottobre 2008 Evento meteorologico avverso del Maggio 2008 in Piemonte e Valle d Aosta

16 Il Contributo del CMCC Attività di ricerca per la comprensione, prevenzione, mitigazione e gestione degli effetti dei fenomeni legati ai Cambiamenti Climatici L attenzione è rivolta in particolare ai fenomeni con effetti rilevanti sulle popolazioni: impatti al suolo: frane e inondazioni provocati da eventi meteorologici estremi impatti sulle aree costiere: la modifica della qualità delle acque e dei suoi modelli di circolazione e il fenomeno dell erosione delle coste nella zona Nord Adriatica Le attività sono svolte tramite sviluppo ed utilizzo di modelli di simulazione, analisi di dati satellitari e analisi di serie storiche di dati

17 Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Divisione 4 Impatti al Suolo e sulle Coste Responsabile: Dott. P. Schiano Divisione 4 Impatti al Suolo e sulle Coste Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Attività 1 - Analisi di rischio comparata, valutazione integrata e sistemi di supporto alle decisioni. Applicazione per la mitigazione degli impatti su zone costiere Responsabile: Prof. A. Marcomini Attività 2 - Impatti sull attività di monitoraggio del territorio e la prevenzione dei disastri idrogeologici Responsabile: Dott. P. Mercogliano Attività 3 - Modelli di circolazione dell area della Laguna di Venezia e Alto Adriatico Responsabile: Prof. A. Marcomini Centro Maree Comune di Venezia Attività 4 - Modelli per la determinazione della capacità di trasporto delle reti di Trasmissione con riferimento ai potenziali impatti derivanti dalle variazioni climatiche Responsabile: Prof. D. Villacci Circa 60 ricercatori sono impegnati sulle attività di ricerca

18 La catena di simulazione meteo idro - frane

19 CONSORTIUM FOR SMALL SCALE MODELLING Il consorzio europeo COSMO è costituito da: Germania (DWD) Svizzera (MeteoSchweiz) Italia (USAM, CIRA, ARPA-SMR e ARPA Piemonte) Grecia (HNMS) Polonia (IMGW) Romania (NMA) Lo scopo principale di COSMO è di sviluppare, migliorare e mantenere il modello atmosferico COSMO-CLM ad area limitata usato sia per motivi di ricerca che operativi Dal 2008 il modello meteorologico e quello climatologico sono unificati in un unica versione Il CMCC collabora alle attività di ricerca focalizzandosi sullo sviluppo di tool utili alla previsione di eventi estremi e per l inizializzazione dei modelli in cascata a quello atmosferico nella catena di simulazione meteo-idro-frane

20 Applicazione della catena a casi reali: Inondazioni Simulazione dell alluvione di Crotone Stima delle piogge dal modello atmosferico Pre Processing Modello morfologico, idrologico, idraulico Mappe e reports

21 Applicazioni della catena di simulazione: Frane Simulazione dell evento di frana verificatosi a seguito di piogge intense il 4 Marzo del 2004 a Nocera (Sa) Modello meteorologico Modello per la valutazione della stabilità a livello areale Coefficiente di sicurezza 1.0 FS FS 1.3 Stima delle precipitazioni (COSMO-LM) Mappe del rischio

22 Utilizzo dei dati satellitari per il miglioramento dei codici di simulazione: sia in fase di inizializzazione del modello che come verifica dei nuovi schemi definiti per la produzione di mappe di rischio dettagliate

23 I Modelli Climatici: dal Globale al regionale. e gli impatti locali

24 Catena clima impatti al suolo Driving data from ECHAM4 (or 5) (Global coarse Grid Model) ECHAM2CAS (adaptation of ECHAM files to CLM format ) INT2CLM (interpolation from Global to CLM grid) Cosmo-CLM simulations (high resolution) Cosmo- CLM

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