I sistemi di previsione

Il Sistema Operativo di Previsione dello Stretto di Sicilia fornisce giornalmente una previsione tridimensionale a 5 giorni delle caratteristiche del mare (temperatura, salinita’, ecc.) e della circolazione dello Stretto di Sicilia. Il dominio coperto e’: 8.95°E-17.1°E, 30°N-39.5°N. Il sistema e’ innestato in modo asincrono ad una via al modello a risoluzione inferiore OGCM (1/16° di risoluzione orizzontale) dell’intero bacino del Mediterraneo sviluppato presso la Dynamics and Climatology Unit dell’INGV di Bologna. Alla superficie il sistema e’ forzato da flussi di momento (stress del vento), calore e “acqua” calcolati dai campi dei parametri atmosferici di sistemi di previsione atmosferica a risoluzioni maggiori o inferiori. Una versione con una risoluzione orizzontale a 1/32° e’ stata sviluppata nell’ambito del progetto europeo MFSTEP ed e’ operativa dal 2004 (SCRM3230). Sono disponibili la simulazione degli ultimi sette giorni dei campi d’analisi rilasciata settimanalmente e la climatologia media mensile. Recentemente e’ stata realizzata, nell’ambito del progetto europeo ECOOP, ed e’ disponibile in rete una versione aggiornata a 1/48° di risoluzione orizzontale. E’ operativa dal 2009 (SCRM4830).

Modello sub-Regionale dei mari intorno alla Sardegna (WMRM)

Il Sistema di Previsione dei mari intorno alla Sardegna fornisce giornalmente una previsione aggiornata a 5 giorni delle caratteristiche tridimensionali del mare (temperatura, salinita’, ecc.) e della circolazione con una risoluzione orizzontale a 1/32°. Il dominio coperto e’: 3-16 °E; 36.5-44.5 °N. Il sistema e’ innestato in modo asincrono ad una via al modello a risoluzione inferiore OGCM (1/16° di risoluzione orizzontale) dell’intero bacino del Mediterraneo sviluppato presso la Dynamics and Climatology Unit dell’INGV di Bologna. Alla superficie il sistema e’ forzato da flussi di momento (stress del vento), calore e “acqua” calcolati dai campi dei parametri atmosferici del sistema di previsione atmosferica ECMWF.

Bocche di Bonifacio & Arcipelago di La Maddalena

Il sistema di simulazione numerica della circolazione costiera fornisce 2 giorni di previsione, fino ad un massimo di 3 giorni ciascuna a step di 6 ore, della velocita’ barotropica della corrente nelle Bocche di Bonifacio e nell’Arcipelago di La Maddalena. Il cuore del sistema di previsione e’ il SHYFEM, un modello numerico agli elementi finiti che e’ gia’ stato validato e calibrato in studi precedenti (Ferrarin et al., 2004, Cucco et al., 2006). Tale modello riproduce correttamente la marea e la circolazione marina indotta dal vento nell’area di studio, dov’e’ applicato con la sua versione 2D con l’obiettivo di riprodurre la velocita’ barotropica della corrente. Le simulazioni numeriche sono portate avanti su di un dominio computazionale che rappresenta l’area fra 009°6.899′ e 009°37.06′ di longitudine est, 41°6.2′ e 41°25.683′ di latitudine nord, tramite un grigliato distribuito agli elementi finiti. Il grigliato numerico consiste di 40000 nodi e 70000 elementi triangolari ed e’ caratterizzato da una risoluzione spaziale che varia fra i 10 metri, per i canali piu’ piccoli nell’Arcipelago di La Maddalena, a pochi chilometri nelle area di mare aperto all’interno ed all’esterno delle Bocche di Bonifacio. Il modello considera il perimetro in mare aperto del dominio computazionale come contorno aperto. Il modello e’ forzato da una marea astronomica imposta al contorno aperto e da un’intensita’ e direzione del vento imposte come condizioni al contorno superficiale. I dati meteorologici sono forniti da simulazioni atmosferiche fornite tramite il modello numerico atmosferico ad alta risoluzione denominato SKIRON.

2 – Onde

Modello d’onda dello Stretto di Sicilia

Il sistema di simulazione numerica del campo d’onda costiero fornisce 5 giorni di previsione a step di 3 ore, dell’altezza e direzione dell’onda nello Stretto di Sicilia. Il cuore del sistema di previsione e’ il SHYFEM, un modello numerico agli elementi finiti che e’ gia’ stato validato e calibrato in studi precedenti (Ferrarin et al., 2004, Cucco et al., 2006). Tale modello riproduce correttamente la marea e la circolazione marina indotta dal vento nell’area di studio, dov’e’ applicato con la sua versione 2D con l’obiettivo di riprodurre altezza e direzione dell’onda. Le simulazioni numeriche sono portate avanti su di un dominio computazionale che rappresenta l’area fra 8.95°’ e 17.1° di longitudine E e, 30° e 39.5° di latitudine nord, tramite un grigliato distribuito agli elementi finiti. Il grigliato numerico consiste di nodi ed elementi triangolari con una risoluzione spaziale che varia fra i 10 metri, per le aree piu’ sottocosta, a pochi chilometri in mare aperto. Il modello considera il perimetro in mare aperto del dominio computazionale come contorno aperto. Il modello e’ forzato da una marea astronomica imposta al contorno aperto e da un’intensita’ e direzione del vento imposte come condizioni al contorno superficiale. I dati meteorologici sono forniti da simulazioni atmosferiche fornite dall’Universita’ di Atene tramite il modello numerico atmosferico ad alta risoluzione denominato SKIRON.

Bocche di Bonifacio & Arcipelago di La Maddalena (BOOM)

Il sistema di simulazione numerica della circolazione costiera fornisce 2 previsioni giornaliere, fino ad un massimo di 3 giorni ciascuna a step di 6 ore, dell’altezza d’onda nelle Bocche di Bonifacio e nell’Arcipelago di La Maddalena. Il cuore del sistema di previsione e’ il SHYFEM, un modello numerico agli elementi finiti che e’ gia’ stato validato e calibrato in studi precedenti (Ferrarin et al., 2004, Cucco et al., 2006). Tale modello riproduce correttamente la marea e la circolazione marina indotta dal vento nell’area di studio, dov’e’ applicato con la sua versione 2D con l’obiettivo di riprodurre l’altezza d’onda. Le simulazioni numeriche sono portate avanti su di un dominio computazionale che rappresenta l’area fra 009°6.899′ e 009°37.06′ di longitudine est, 41°6.2′ e 41°25.683′ di latitudine nord, tramite un grigliato distribuito agli elementi finiti. Il grigliato numerico consiste di 40000 nodi e 70000 elementi triangolari ed e’ caratterizzato da una risoluzione spaziale che varia fra i 10 metri, per i canali piu’ piccoli nell’Arcipelago di La Maddalena, a pochi chilometri nelle area di mare aperto all’interno ed all’esterno delle Bocche di Bonifacio. Il modello considera il perimetro in mare aperto del dominio computazionale come contorno aperto. Il modello e’ forzato da una marea astronomica imposta al contorno aperto e da un’intensita’ e direzione del vento imposte come condizioni al contorno superficiale. I dati meteorologici sono forniti da simulazioni atmosferiche fornite dall’Universita’ di Atene tramite il modello numerico atmosferico ad alta risoluzione denominato SKIRON.

Modello d’onda del Mediterraneo occidentale

Il sistema di simulazione numerica del campo d’onda costiero fornisce 5 giorni di previsione a step di 3 ore, dell’altezza e direzione dell’onda nei mari intorno alla Sardegna – Mediterraneo occidentale. Il cuore del sistema di previsione e’ il SHYFEM, un modello numerico agli elementi finiti che e’ gia’ stato validato e calibrato in studi precedenti (Ferrarin et al., 2004, Cucco et al., 2006). Tale modello riproduce correttamente la marea e la circolazione marina indotta dal vento nell’area di studio, dov’e’ applicato con la sua versione 2D con l’obiettivo di riprodurre altezza e direzione dell’onda. Le simulazioni numeriche sono portate avanti su di un dominio computazionale che rappresenta l’area fra 003°-016° di longitudine E e 36.5°-44.5° di latitudine N, tramite un grigliato distribuito agli elementi finiti. Il grigliato numerico consiste di nodi ed elementi triangolari con una risoluzione spaziale che varia fra i 10 metri, per le aree piu’ sottocosta, a pochi chilometri in mare aperto. Il modello considera il perimetro in mare aperto del dominio computazionale come contorno aperto. Il modello e’ forzato da una marea astronomica imposta al contorno aperto e da un’intensita’ e direzione del vento imposte come condizioni al contorno superficiale. I dati meteorologici sono forniti da simulazioni atmosferiche fornite dall’Universita’ di Atene tramite il modello numerico atmosferico ad alta risoluzione denominato SKIRON.

3 – Modellistica di ecosistema

Modello End-to-End ATLANTIS

Atlantis è un box-model di ecosistema per attuazione della Management Strategy Evaluation. E’ stato applicato a più sistemi marini a diverse scale, da singole baie ad aree di milioni di chilometri quadrati, in Australia, Stati Uniti, Mare del Nord, Mar Baltico, Islanda, Sud Africa e in altri ambienti.
Al centro del modello un sottomodello biofisico deterministico è spazialmente risolto in tre dimensioni L’ambiente fisico è anche rappresentato in modo esplicito – attraverso una serie di poligoni corrispondenti alle principali caratteristiche geografiche e bioregionali del sistema marino simulato. Atlantis dispone anche di un modello dettagliato di sfruttamento. Questo modello si occupa l’impatto dell’inquinamento, sviluppo costiero e cambiamenti ambientali su vasta scala.

La versione per lo Stretto di Sicilia è considera approfonditamente le dinamiche delle flotte di pescherecci. Esso considera più flotte, ciascuna con le proprie caratteristiche (per quanto riguarda la selettività degli attrezzi, associazione ad habitat , il target , ripartizione dello sforzo di pesca e strutture di gestione). Atlantis per lo Stretto di Sicilia fornisce un utile strumento per individuare le interazioni tra le pressioni naturali e antropiche, valutare i loro effetti sull’ecosistema , per confrontare le potenziali conseguenze ( biologici , sociali ed economici ) e i trade-off derivanti dall’applicazione di scenari gestionali alternativi. In particolare, il modello è stato sviluppato per:

• descrivere la struttura e il funzionamento di tutta la rete trofica e le interazioni con i forzanti ambientali, concentrandosi sulle specie commercialmente importanti ;
• modellizzare l’effetto di cambiamenti climatici o antropici sugli habitat ed ecosistemi marini;
• valutare le vulnerabilità socio-economiche e stimare come potenziali cambiamenti fisici e biologici causati a mutamenti climatici, possano avere un impatto sulle attività economiche associate e sul benessere umano;
• identificare trade-offs legati all’applicazione di diversi scenari di gestione (ad esempio, chiusure spaziali o temporali della pesca in alcune zone, ecc).