Dipartimento Oceanografia. Validazione dei dati rilevati dalla rete di monitoraggio meteooceanografico in alcuni siti della costa pugliese

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1 ISTITUTO NAZIONALE DI OCEANOGRAFIA E DI GEOFISICA SPERIMENTALE Dipartimento Oceanografia Validazione dei dati rilevati dalla rete di monitoraggio meteooceanografico in alcuni siti della costa pugliese Rapporto Quarto Trimestre (13 gennaio 13 aprile 2009) Altenburger A., Brosich A., Giorgetti A., Iungwirth R. and Fanara C. Approvato da: Dr. Alessandro Crise Direttore Dipartimento Oceanografia Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC

2 Il servizio di Validazione dei dati rilevati dalla rete meteo-oceanografica della costa pugliese si articola su due linee di attività successive distinte e complementari, con obiettivi e frequenze temporali diverse: una validazione dei dati in tempo reale, che comprende una serie di controlli automatici volti ad assicurare il buon funzionamento degli strumenti di acquisizione e ad anticipare l insorgenza di malfunzionamenti o derive dei sensori; una validazione dei dati in delayed mode, con produzione di report di confronto tra misure di stazioni vicine, atti a verificare la consistenza dei dati rispetto alle caratteristiche climatologiche dell area. Il presente rapporto riassume l attività svolta dall OGS nel corso del quarto trimestre del servizio (periodo 13 gennaio 13 aprile 2009) ed i risultati raggiunti. Validazione in tempo reale Come descritto in dettaglio nel Cap. 4 dell Allegato A al Capitolato Speciale d Appalto, il Centro di Acquisizione Dati riceve tutti i dati provenienti dalle diverse stazioni di misura, gestiti con diverse procedure ed archiviati in un database RDBMS SQL Server. L applicativo SMA Boe ed il Centro Torri consentono di memorizzare i dati delle stazioni ondametriche e rispettivamente mareografiche ed anemometriche nel database. Come presentato nei rapporti precedenti, il software per la validazione dei dati in tempo reale effettua una serie di controlli sui dati già inseriti all interno del database. Nel dettaglio, si procede al controllo che i dati vengano inseriti nel database (che ci sia un aggiornamento della data). Quindi si controlla che i dati siano entro dei limiti di variabilità prestabiliti (per parametro) e che rispettino tre disuguaglianze prefissate. Se un controllo fallisce il software di validazione dei dati in tempo reale invia messaggi di posta elettronica evidenziando il tipo di disfunzione. Validazione in delayed mode La Validazione dei dati in delayed mode consiste nell analisi su serie di dati a lungo termine con la produzione di report mensili di confronto tra misure in situ rilevate da stazioni vicine. I report mensili sono mantenuti in linea all indirizzo Vengono di seguito riportati e discussi i risultati del trimestre gennaio-aprile Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 2 di 25

3 1. Serie di diagrammi riportanti anemometro e boa ondametrica di Taranto. Anemometro di Taranto I dati di vento registrati dalla centralina di Taranto ricalcano l andamento di quelli della Rete Mareografica Nazionale (riportati in azzurro sui grafici RMN). Si conferma quanto scritto nelle precedenti relazioni tecnica al riguardo della manifestazione di un incremento della velocità del vento per effetto Venturi per l anemometro della RMN posizionato troppo a ridosso della parete dell isola del Borgo Antico di Taranto. Anche durante il periodo in esame, tale fenomeno si è manifestato ogniqualvolta il vento sia spirato dal quadrante di scirocco. Da notare viceversa che, quando il vento spira da NE, la velocità del vento è maggiore rispetto ai dati RMN, trovandosi l anemometro RMN a ridosso del muraglione del Borgo Antico. Moto ondoso di Taranto I dati di moto ondoso sono congrui con le misure del vento. Nel periodo in esame l evento maggiore si è verificato il giorno 14 gennaio con un altezza significativa di 4.99 metri con direzione S-SE; esso è perfettamente corrispondente ad un breve ed intenso periodo (13 e 14 gennaio) di vento da SE misurato a Taranto (raffica massima 17.2 m/s). Nel caso del successivo fenomeno di intenso moto ondoso originato da vento da di SE (raffica massima 20.4 m/s), non si dispone invece dei dati della boa a causa dell interruzione della trasmissione verificatasi il 5 marzo. La temperatura del mare è congrua con il periodo. 2. Serie di diagrammi riportanti il livello a Brindisi e Porto Cesareo, il vento a San Cataldo e Porto Cesareo. Mareografo di Brindisi Non si dispone di alcun dato per tutto il periodo in esame. Anemometro di San Cataldo I dati dell anemometro di San Cataldo sono stati confrontati con i dati di Otranto della RMN (in azzurro sul grafico). Le serie di misure mostrano una buona corrispondenza. Mareografo di Porto Cesareo Come già indicato nei precedenti rapporti, il livello di Porto Cesareo ricalca quasi esattamente il livello di Taranto della RMN. Anemometro di Porto Cesareo Il dati di vento di Porto Cesareo sono stati confrontati con quelli di Taranto della RMN: si evidenzia una buona corrispondenza, fatti salvi i fenomeni, già visti, riconducibili all effetto Venturi dell anemometro di Taranto. Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 3 di 25

4 3. Serie di diagrammi riportanti il livello a Manfredonia e Ischitella, il vento a Monopoli e Ischitella. Mareografo di Manfredonia Non si dispone di alcun dato per tutto il periodo in esame. Anemometro di Monopoli I dati dell anemometro di Monopoli sono stati confrontati con i dati di Bari della RMN (in azzurro sul grafico). Per la maggior parte del periodo invernale l intensità del vento fra i due sistemi di misura è ben corrispondente. Per quanto riguarda la direzione si nota una notevole differenza durante tutti i periodi in cui la direzione del vento proviene dal quarto quadrante. Soprattutto in gennaio si nota che il vento di Monopoli è ruotato verso Nord anche di 45. Mareografo di Ischitella I dati di livello del mare a Ischitella sono stati confrontati con i dati di Vieste della RMN (in azzurro sul grafico). Si nota una buona corrispondenza anche se i valori di livello ad Ischitella sono sempre leggermente più elevati di Vieste. Anemometro di Ischitella I dati di vento a Ischitella sono stati confrontati con i dati di vento di Vieste della RMN (in azzurro sul grafico). I dati a Ischitella, presentano valori di intensità media e massima sempre inferiori ai dati della RMN e una scarsa corrispondenza nelle direzioni. Si richiamano le considerazioni esposte nel primo rapporto trimestrale. 4. Serie di diagrammi riportanti anemometro a Margherita di Savoia e boa ondametrica a Bari. Anemometro di Margherita di Savoia I dati di vento registrati dalla centralina di Margherita di Savoia sono stati confrontati con le acquisizioni della RMN a Bari (in azzurro sul grafico). Le due serie mostrano una buona corrispondenza, in intensità e direzione. Tuttavia va messo in evidenza che nel periodo compreso che va dall 8 al 12 gennaio, a Margherita di Savoia il vento soffia dal terzo quadrante, mentre secondo quanto registrato a Bari dal RMN soffia dal quarto quadrante. Moto ondoso di Bari I dati di moto ondoso sono congrui con le misure di vento. Nel periodo in esame l evento maggiore si è verificato il giorno 19 febbraio con un altezza significativa di 3.53 metri con direzione Nord. Tale situazione è perfettamente corrispondente all impulso di vento da N-NO misurato sia a Margherita di Savoia, sia a Bari da RMN (purtroppo mancano i dati di vento proprio nel momento culminante della mareggiata). La temperatura del mare è congrua con il periodo e con le oscillazioni tipiche dell Adriatico. Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 4 di 25

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17 5. Statistica R% dati rilevati / dati rilevabili Di seguito si allegano le tabelle contenenti la statistica R% dei dati rilevati validati rapportati ai dati rilevabili per ciascuno degli strumenti di misura della rete di monitoraggio e dei parametri indicati nel Capitolato Speciale d Appalto, come calcolata sulle informazioni contenute nel database Dati_Meteo53 presso il Politecnico di Bari. Per dati rilevati validati si intendono valori archiviati nel database che stiano entro i limiti utilizzati per la validazione in tempo reale. Il calcolo è stato eseguito per il quarto trimestre di attività (in considerazione della fine considerata nel trimestre precedente, si è partiti dalle ore 00:00:00 del per arrivare alle 23:59:59 del ). Archivio dati meteo Centralina Località Data_iniziale Data_finale Parametro Dati_validati Dati_rilevabili R% A01TBA A01TFG A01TLE A01TTA A02TFG A02TLE Monopoli (BA) 13/01/09 Monopoli (BA) 13/01/09 Ischitella (FG) 13/01/09 Ischitella (FG) 13/01/09 S.Cataldo (LE) 13/01/09 S.Cataldo (LE) 13/01/09 Taranto (TA) 13/01/09 Taranto (TA) 13/01/09 Margherita di Savoia (FG) 13/01/09 Margherita di Savoia (FG) 13/01/09 Porto Cesareo (LE) 13/01/09 Porto Cesareo (LE) 13/01/09 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento 13/04/09 Velocità 11:59 PM vento 13/04/09 Direzione 11:59 PM vento Centralina Località Data_iniziale Data_finale Parametro Dati_validati Dati_rilevabili R% Ischitella (FG) 13/01/09 13/04/09 Livello di M01TFG 11:59 PM superficie Porto Cesareo (LE) 13/01/09 13/04/09 Livello di M01TLE 11:59 PM superficie Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 17 di 25

18 In relazione ai mareografi, si mette in evidenza che: 1. non sono stati conteggiati i dati relativi al mareografo M02TFG (Manfredonia), in quanto la centralina è in manutenzione e gli ultimi dati risalgono al non sono stati conteggiati i dati relativi al mareografo M01TBR (Brindisi), in quanto la centralina è in manutenzione e gli ultimi dati risalgono al Archivio dati boe Sito Località Data_iniziale Data_finale Parametro Dati_validati Dati_rilevabili R% B01TBA B01TTA Bari Taranto 13/01/09 13/01/09 13/01/09 13/01/09 13/01/09 13/01/09 13/04/09 11:59 PM 13/04/09 11:59 PM 13/04/09 11:59 PM 13/04/09 11:59 PM 13/04/09 11:59 PM 13/04/09 11:59 PM Hm DirM Tsea Hm DirM Tsea Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 18 di 25

19 6. Confronto dei dati anemometrici raccolti in parallelo dalle centraline della rete di monitoraggio meteo-oceanografico e da un anemometro di riferimento nell aprile Le centraline della rete di monitoraggio sono dotate di anemometri SMA con sensore di velocità del tipo elettromeccanico di Robinson a coppe con risoluzione 0.1 m/s e precisione ±5% e sensore di direzione del tipo elettromeccanico a banderuola con risoluzione 1 e precisione ±7. I dati anemometrici sono acquisiti con cadenza di 15 minuti ed esprimono un valore medio di velocità (Vm) e direzione (Dm), ed un valore massimo di velocità (VM) e direzione (DM). Essi verranno riportati in tabella in blu. I dati anemometrici di confronto sono stati acquisiti con un anemometro Young ad ultrasuoni riscaldato. La misura del vento si basa sul tempo di transito di una serie di impulsi ultrasonici tra 4 sensori; il flusso d aria modifica il tempo di transito e quindi si misura la velocità; la direzione viene valutata determinando le velocità relative ad ogni percorso fra i sensori. La risoluzione dei dati è di 0.1 m/s con accuratezza ±0.1 m/s per la velocità; risoluzione di 1 con accuratezza di ±2 per la direzione. L anemometro Young è dotato di bussola interna ed è stato installato su un tubo di acciaio inox amagnetico. Le misure hanno avuto cadenza di 1 secondo ed esprimono un valore unico di velocità e direzione medi. Per ottenere un adeguato confronto, sui dati dell anemometro Young è stata eseguita la somma vettoriale dei vettori vento nei 15 minuti antecedenti; è stata quindi calcolata la media della velocità (Vm) sulle 900 acquisizioni: La direzione (Dm) è la stessa del vettore somma. E stato indicato il valore massimo (VM) nei 15 minuti e la sua direzione (DM). Tali valori sono riportati in tabella in rosso. Gli scarti assoluti fra le misure di velocità e direzione sono riportati in verde, mentre i corrispondenti scarti percentuali della velocità sono riportati in magenta. Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 19 di 25

20 San Cataldo Le misure anemometriche di confronto iniziano alle 10:19:52 del 8/4/2009, quindi il primo confronto delle 10:30 non è eseguito sulla serie completa. giorno mese anno ora minuto secondo Vm VM Dm DM secondi dal 1/1/ scarto assoluto medio scarto percentuale medio Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 20 di 25

21 Porto Cesareo Le misure anemometriche di confronto iniziano alle 6:38:00 del 8/4/2009, quindi il primo confronto delle 6:45 non è eseguito sulla serie completa. giorno mese anno ora minuto secondo Vm VM Dm DM secondi dal 1/1/ scarto assoluto medio scarto percentuale medio Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 21 di 25

22 Ischitella Le misure anemometriche di confronto iniziano alle 11:36:18 del 3/4/2009, quindi il primo confronto delle 11:45 non è eseguito sulla serie completa. giorno mese anno ora minuto secondo Vm VM Dm DM secondi dal 1/1/ scarto assoluto medio scarto percentuale medio Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 22 di 25

23 Margherita di Savoia Le misure anemometriche di confronto iniziano alle 13:14:19 del 6/4/2009, quindi il primo confronto delle 13:15 non è eseguito sulla serie completa. giorno mese anno ora minuto secondo Vm VM Dm DM secondi dal 1/1/ scarto assoluto medio scarto percentuale medio Monopoli Le misure anemometriche del 9/4/2009 non possono essere confrontate poiché in quelle ore per la centralina Monopoli della Rete non ci sono dati. Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 23 di 25

24 Taranto Le misure anemometriche di confronto iniziano alle 11:59:11 del 4/11/2008, quindi il primo confronto delle 12:00 non è eseguito sulla serie completa. giorno mese anno ora minuto secondo Vm VM Dm DM secondi dal 1/1/ scarto assoluto medio scarto percentuale medio Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 24 di 25

25 Aspetti fisici L anemometro a coppe e l anemometro ad ultrasuoni in condizioni di vento laminare costante (galleria del vento) rispondono con il medesimo valore misurato ma, a motivo delle differenti caratteristiche costruttive, rispondono in modo differente alle turbolenze (variazioni di intensità e direzione del vento) in condizioni reali di campagna. L anemometro ad ultrasuoni non ha parti rotanti, quindi non ha alcun momento d inerzia e risponde immediatamente a qualsiasi variazione del vento anche impulsiva. È pertanto perfettamente congruo che la velocità massima misurata con l anemometro ad ultrasuoni sia sempre maggiore di quella misurata con l anemometro a coppe. Nel caso il vento sia debole (cfr. il caso di Porto Cesareo) tale differenza supera il 100%. Per gli stessi motivi anche risulta perfettamente congruo che la velocità media dell anemometro ad elica sia sempre lievemente maggiore di quella misurata dall anemometro a coppe. In un solo caso (cfr. Margherita di Savoia lettura delle 14:00 del 6/4/2009) la velocità media dell anemometro ad ultrasuoni è minore di quella misurata dall anemometro a coppe e ciò è probabilmente ascrivibile ad una maggiore turbolenza. Va inoltre notato che con venti particolarmente deboli, mentre l anemometro ad ultrasuoni continua a funzionare perfettamente, la centralina anemometrica della Rete manifesta un suo peculiare modo di funzionamento: nel momento in cui il vento è talmente debole da non riuscire a superare la soglia di rotazione del rotore, essendo il rotore fermo, la velocità risulta nulla. In tali condizioni la centralina anemometrica registra come direzione del vento un valore nullo. Ciò è fuorviante. In realtà la banderuola ha comunque una sua direzione, probabilmente diversa da zero. E probabile succeda che la debolezza del vento, pur non riuscendo a vincere gli attriti del rotore a coppe, riesca ad influenzare correttamente la banderuola: bisognerebbe quindi indicare la direzione della banderuola, anche in condizioni di velocità zero, perché la posizione della banderuola è in grado comunque di dare un informazione. In questo caso quindi il confronto fra le direzioni misurate non ha senso. Nel caso in cui invece sia l anemometro ad ultrasuoni a misurare una velocità nulla, allora sì che la direzione è indeterminata, ma non nulla (lo zero indica in ogni caso un valore per la direzione). Conclusioni Il metodo di confronto eseguito non è una taratura.una vera e propria taratura implica la lettura della direzione su tutti i quadranti e non solo per la direzione del vento fluente in quel momento ed è difficilmente eseguibile in campagna. Si può comunque concludere che con certezza gli anemometri funzionano in modo congruo. Borgo Grotta Gigante, 27 aprile 2009 REL / 65 OGA 12 NODC pagina 25 di 25