Sistemi di Previsione
Kassandra
Kassandra è un sistema previsionale che simula lo storm surge e le onde nel Mar Mediterraneo e nel Mar Nero. È un modello idrodinamico 3D agli elementi finiti (SHYFEM), che include un modulo tidale, accoppiato ad un modello spettrale di onde (WWMIII) e forzato dalle previsione meteorologiche fornite dal CNR-ISAC.
Il sistema di previsione di Kassandra considera diverse interazioni tra onda, marea e storm surge come il contributo delle onde al livello totale dell’acqua mediante il set-up delle onde, l’influenza livello del mare sulla profondità dell’acqua, la rifrazione delle onde in funzione del livello del mare e delle correnti. Il metodo degli elementi finiti ha permesso di riprodurre i dettagli della batimetria e della morfologia della fascia costiera, descrivendo le aree di particolare interesse con una risoluzione maggiore.
La catena dei forzanti meteorologici comprende il modello globale GFS (risoluzione di 40 km, sei giorni di previsione), il modello idrostatico BOLAM (risoluzione di 8,3 km, tre giorni di previsione), che copre il Mediterraneo e il Mar Nero, e il modello non idrostatico modello MOLOCH (risoluzione di 1,25 km, due giorni di previsione) che copre la penisola italiana. Il sistema di simulazione numerica fornisce previsioni giornaliere, per un massimo 4 giorni ciascuna, per il Mediterraneo e il Mar Nero ad istanti di 3 ore per il livello totale dell’acqua (marea + storm surge + set-up delle onde e stato del mare.
Ferrarin C., Roland A., Bajo M., Umgiesser G., Cucco A., Davolio S., Buzzi A., Malguzzi P., Drofa O., 2013. Tide-surge-wave modelling and forecasting in the Mediterranean Sea with focus on the Italian coast. Ocean Modelling, Vol. 61, 38-48, doi: 10.5194/asr-6-227-2011.
Onde e Venti: Nettuno
Previsione fino a 72 ore delle condizioni di vento ottenute col modello meteorologico COSMO (Consortium for small-Scale MOdelling) e dei campi d’onda associati valutati col modello di onde WAM (Mediterranean Wave Forecast).
Il sistema di previsione NETTUNO è il risultato di una collaborazione tra il Servizio Meteorologico Nazionale dell’Aeronautica Militare ‘CNMCA’ e CNR-ISMAR.
Il calcolo dello stato del mare, cioè l’altezza delle onde, si basa sull’intensità del vento che soffia sulla superficie marina. Il concetto fondamentale alla base dei modelli spettrali è che lo stato di mare è il risultato della sovrapposizione di onde di altezza, lunghezza e direzione diverse. Lo spettro è dato dall’insieme dell’energia associata alle singole componenti, definite in frequenza (cioè periodo e lunghezza) e direzione. La somma di tutte queste energie è definita come ‘altezza significativa, che corrisponde alla stima visiva dell’altezza d’onda.
CNR-ISMAR, uno degli istituti di riferimento mondiale su queste tematiche, ha partecipato allo sviluppo del modello WAM (Komen et al., 1994), ed ha implementato questo modello presso vari centri meteorologici, nazionali ed internazionali. Il sistema NETTUNO è attualmente operativo con una risoluzione di 0.05 gradi sull’intero Mediterraneo fornendo previsioni ogni 24 ore.
Onde: Henetus
Sistema operativo di previsione del moto ondoso nel Mar Adriatico basato su forzanti ECMWF (European Centre for Medium-range Weather Forecasts) in collaborazione col Centro Previsione e Segnalazione Maree CPSM del comune di Venezia.
Questo sistema previsionale è operativo dal 1996. Il sistema utilizza come input i campi di vento ECMWF. Questi campi sono di qualità in progressivo miglioramento e, con l’aumento della risoluzione del modello meteorologico, la loro correzione deve essere aggiornata di conseguenza.
Questo garantisce una qualità praticamente costante dei risultati Henetus nel mare Adriatico dal 1996. I risultati del sistema operativo sono estesi fino a cinque giorni. I risultati Henetus sono utilizzati anche per migliorare le previsioni di marea sulle coste venete e la laguna di Venezia, in particolare durante i più gravi eventi.
Laguna Venezia: ISSOS
Il sistema operativo ISSOS è basato sul modello idrodinamico SHYFEM ed ha lo scopo di prevedere il livello, le correnti, la temperatura e la salinità nella laguna di Venezia, per tre giorni. Il sistema effettua una prima simulazione barotropica in Mediterraneo, calcolando il contributo meteorologico (storm surge) al livello marino nei pressi della laguna veneta. Successivamente, da tale livello si calcola il livello totale, tenendo conto della marea astronomica prevista e delle ultime osservazioni. Una seconda simulazione in cascata, forzata con il livello calcolato ed altre variabili prese dal progetto Copernicus, oltre che dal vento e pressione usati nella prima simulazione, effettua una previsione baroclina in laguna di Venezia. L’interfaccia permette di visualizzare le correnti, la salinità e la temperatura in tre dimensioni ed il livello. E’ possibile consultare tre giorni di previsione ed il primo giorno di previsione dei giorni precedenti.
Il sistema è stato finanziato nell’ambito del progetto di ricerca Venezia2021, coordinato da CORILA, con contributo del Provveditorato Interregionale Opere Pubbliche per il Veneto, Trentino Alto Adige e Friuli Venezia Giulia.
PELMO
La previsione dello stato del mare (ovvero, del moto ondoso) nel mare Adriatico viene svolta regolarmente da ISMAR utilizzando gli strumenti di modellistica numerica stato dell’arte. Il sistema PELMO, in collaborazione con il comune di Venezia, è ottimizzato per la previsione nel golfo di Venezia.
La previsione dello stato del mare è di fondamentale importanza per la navigazione e per la gestione delle attività in mare aperto, così come per la valutazione degli effetti del moto ondoso sui litorali e la loro morfodinamica. I moderni sistemi di previsione dello stato del mare si basano su modelli numerici di modo ondoso, forzati dalle previsioni meteorologiche (in particolare, dalla previsione del vento).
La qualità della componente meteorologica è fondamentale, soprattutto in mari semi-chiusi come il mare Adriatico, dove la variabilità spazio-temporale del vento richiede una risoluzione dei dati elevata o, in alternativa, una loro correzione orientata alla miglior riproduzione possibile delle osservazioni. In questo contesto, il sistema di previsione PELMO (PrevisionE nell’aLto adriatico del Moto Ondoso) sviluppato in collaborazione con il Centro Previsione e Segnalazione Maree del Comune di Venezia, è stato ottimizzato, attraverso procedure di calibrazione e validazione (DOI: 10.3389/fmars.2022.1002786), per prevedere con accuratezza il moto ondoso nel golfo di Venezia. In questa zona particolarmente complessa dal punto di vista meteo-oceanografico, le onde giocano un ruolo importante sia nell’evoluzione che nell’allagamento costiero.