Mareggiate
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Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette CARATTERIZZAZIONE METEO-MARINA DELLE COSTE ITALIANE Sara Morucci ISPRA Sara Morucci 1 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette L’ambiente marino costiero è un sistema dinamico in equilibrio tra forzanti terrestri e forzanti marine La scelta e la realizzazione degli interventi in ambito marino costiero, non possono prescindere dalla conoscenza delle naturali tendenze evolutive (clima, mareggiate, variazione del livello del mare…) Sara Morucci 2 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PERCHE’ I fenomeni di interazione tra terra e mare, generate dalle variazioni di livello del mare e dalle mareggiate, nella fascia costiera, hanno forte impatto sulla perdita di biodiversità, di patrimonio paesaggistico e ambientale (dune, retrovegetazione dunale, spiagge ecc.) informazioni sull’intensità delle mareggiate, altezza delle onde per la ricostruzione del clima presente, incluse tendenze e variabilità a varie scale temporali variazioni di livello del mare, sia medio che le temporanee variazioni in particolari condizioni meteorologiche Sara Morucci 3 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette OUTLINES ONDE - analisi statistica su 15 anni (clima ondoso, eventi estremi) - previsione dello stato del mare - ricostruzione di eventi MAREE E VARIAZIONI DEL LIVELLO DEL MARE - analisi armonica (storm surge, sessa) di marea, analisi del residuo - variazione del livello di lungo periodo Sara Morucci 4 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PERCHE’ G.B. Castiglioni, 1995 Il moto ondoso: indispensabile per una corretta valutazione degli eventi estremi e del trasporto solido litoraneo Il livello del mare: la conoscenza delle massime variazioni del livello marino per l’analisi a breve e lungo termine della linea di costa Sara Morucci 5 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PERCHE’ Sara Morucci 6 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO DATI OSSERVATI: analisi statistica, mareggiate ed eventi estremi DATI DA MODELLI NUMERICI: ricostruzione di una mareggiata, previsioni Sara Morucci 7 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette I DATI OSSERVATI RON 2002 - 2006 -14 boe direzionali (TRIAXIS) - NUOVI SITI: Chioggia Civitavecchia Siniscola Palermo Sara Morucci 8 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette I DATI OSSERVATI RON ACQUISIZIONE DEI DATI: Hs, Tp, Tm, dir ogni ½ ora (dal 2002) REGISTRAZIONE DEI DATI: ogni 3 ore a Roma SERIE STORICHE SU SCALA NAZIONALE 14 boe TRIAXIS dal 2002 2 boe WAVERIDER 1998-2002 8 boe WAVEC 1989-1998 Sara Morucci 9 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette I DATI OSSERVATI RETI REGIONALI REGIONE CALABRIA REGIONE ABRUZZO (Giulianova) ARPA EMR (Cesenatico) ARPA LIGURIA REGIONE TOSCANA REGIONE CAMPANIA REGIONE PUGLIA OGS (Boa Tagliamento) Sara Morucci alla foce del fiume 10 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette I DATI OSSERVATI PROGETTO ARCHIMEDE Nasce per facilitare lo scambio di dati meteo marini nazionali tra amministrazioni pubbliche ed enti privati: dati di moto ondoso, di livello marino, meteo, di corrente marina Sara Morucci 11 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO Il regime di moto ondoso indica le caratteristiche statistiche dei parametri ondosi sintetici, rilevati in un periodo pluriennale, analizzati su base annuale, mensile, stagionale Distribuzione di frequenza congiunta di accadimento altezza d’onda – direzione Analisi delle mareggiate Sara Morucci 12 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 13 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 14 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 15 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO Distribuzione in frequenza dei parametri ondosi definizione della probabilità di occorrenza di un evento estremo, per il dimensionamento delle opere marittime definizione del clima ondoso, per la valutazione delle condizioni di evoluzione di un litorale Sara Morucci 16 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO 23 gennaio- 6 febbraio 2003 storm at Alghero,La Spezia, Ponza Distribuzione direzionale del flusso medio lordo annuale ATLANTE DELLE ONDE Sara Morucci 17 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO GRAFICI RADAR: Distribuzione direzionale delle onde con Hs dovuta a vento > F7 (28 - 33 nodi) SCATTERPLOT: Valori massimi dei cluster al di sopra della soglia semioraria separati da un opportuno periodo sotto soglia Sara Morucci 18 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL TIRRENO Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 19 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL MAR DI SICILIA Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 20 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL MAR DI SICILIA Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 21 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL MAR ADRIATICO Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 22 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL MAR ADRIATICO Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 23 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO: IL MAR DI SARDEGNA Distribuzione Hs massime Media annuale del flusso di energia per settori direzionali Sara Morucci 24 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO 1.0 Tendenze Evolutive. Variazioni annuali dell’altezza d’onda significativa media 0.8 Hmo (m) 0.9 0.7 0.8 0.6 0.7 0.5 0.6 1 0.4 1.1 cm/anno 0.5 1988 1.5 0.3 1990 1992 1994 1 2 3 3 2 4 1.3 0.8 1.2 0.7 Sara Morucci 1992 1994 0.6 1990 1992 1994 1996 1998 2000 0.5 1988 0.9 Hmo (m) 1.0 0.8 0.9 0.7 0.8 0.6 1990 1992 1994 0.9 cm/anno 1990 1992 1994 1996 1998 2000 Hmo (m) 0.4 1988 0.9 1.1 0.8 1.0 0.7 0.9 0.6 1990 1992 1994 0.5 1990 1992 1994 1996 1998 2000 1998 2000 -0.3 cm/anno 2 1996 1998 2000 0.0 cm/anno 3 1996 1998 2000 Hmo (m) 0.6 cm/anno 0.4 1988 1996 Hmo (m) 0.5 0.6 1988 0.7 1988 1990 -1.5 cm/anno 1 Hmo (m) 1.5 cm/anno 1.0 1988 0.8 4 1988 0.9 1.2 1 2000 1.0 0.7 3 1998 1.4 1.1 4 1996 Hmo (m) 1.1 2 Hmo (m) 1990 1992 1994 -0.2 cm/anno4 1996 1998 25 2000 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MAREGGIATE: IL TIRRENO Hs massime delle mareggiate Sara Morucci 26 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MAREGGIATE: IL MAR DI SICILIA Hs massime delle mareggiate Sara Morucci 27 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MAREGGIATE: IL MAR ADRIATICO Hs massime delle mareggiate Sara Morucci 28 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MAREGGIATE: IL MAR DI SARDEGNA Hs massime delle mareggiate Sara Morucci 29 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MAREGGIATE Eventi Massimi osservati nel periodo 1989-2003: periodo di ritorno e numero medio di mareggiate per anno Sara Morucci 30 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette EVENTI ESTREMI POT - GPD Sara Morucci 31 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette IL CLIMA ONDOSO NEI MARI ITALIANI DUE REGIMI ONDOSI Mar di Sardegna, Mar Ligure, Mar Tirreno Centrale Mar Ionio, Adriatico Mare Regime unimodale: OVEST Regime bimodale: NORD – SUD Mareggiate: Mareggiate: Alghero e Ponza da OVEST Pescara e Monopoli da NORD La Spezia da OVEST – SUD OVEST Catania e Crotone da EST – SUD EST Stagionalità: minore Stagionalità: maggiore Tendenze evolutive: aumento della Tendenze evolutive: trascurabile tempestosità diminuzione Sara Morucci 32 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LA CLIMATOLOGIA DEL MOTO ONDOSO DATI OSSERVATI ANALISI STATISTICA MAREGGIATE ED EVENTI ESTREMI DATI DA MODELLI NUMERICI: mappe, ricostruzione di una mareggiata, previsioni Sara Morucci 33 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette MAPPE DELLO STATO DEL MARE WAM - ECMWF Sara Morucci 34 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PREVISIONI: SIMM Sistema Idro Meteo Mare sistema integrato di previsione e monitoraggio; le osservazioni sono usate nelle operazioni di verifica e post processing dei modelli, i dati di forecast sono impiegati per estendere le informazioni puntuali Sara Morucci 35 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PREVISIONI: SIMM (previsioni a 48 ore) Sara Morucci http://www.apat.gov.it/pre_meteo/ 36 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PREVISIONE DELLA MAREGGIATA NEL TIRRENO MARZO 2008 DATI: Hs, Dir del SIMM Sara Morucci 37 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Mareggiata Marzo 2008 Sara Morucci 38 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Mareggiata Marzo 2008 Sara Morucci 39 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sestri Levante Sara Morucci 40 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette EVOLUZIONE DELLA MAREGGIATA Sara Morucci 41 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 42 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 43 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PROPAGAZIONE A COSTA DEL MOTO ONDOSO MODELLO DELFT 3D - SWAN condizioni di Hs, Dir al largo fornite dai dati del WAM del SIMM vento misurato dalla RMN livello osservato batimetria fornita dall’IIM Sara Morucci 44 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PROPAGAZIONE A COSTA DEL MOTO ONDOSO MODELLO DELFT 3D - SWAN simulazione della mareggiata nell’Alto Tirreno, 20 – 23 Marzo 2008 Sara Morucci 45 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PROPAGAZIONE A COSTA DEL MOTO ONDOSO MODELLO DELFT 3D – SWAN NESTING Sara Morucci 46 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette 21 Marzo 2008 09:00 21 Marzo 2008 15:00 Sara Morucci 21 Marzo 2008 12:00 21 Marzo 2008 18:00 47 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 21 Marzo 2008 21:00 22 Marzo 2008 00:00 22 Marzo 2008 03:00 22 Marzo 2008 06:00 48 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette Sara Morucci 21 Marzo 2008 15:00 21 Marzo 2008 18:00 21 Marzo 2008 21:00 22 Marzo 2008 00:00 49 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PROPAGAZIONE A COSTA DEL MOTO ONDOSO MODELLO DELFT 3D - SWAN simulazione della mareggiata nell’Alto Tirreno, 26 – 27 Marzo 2008 Sara Morucci 50 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette 27 Marzo 2008 09:00 27 Marzo 2008 15:00 Sara Morucci 27 Marzo 2008 12:00 27 Marzo 2008 18:00 51 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette 27 Marzo 2008 21:00 28 Marzo 2008 00:00 28 Marzo 2008 03:00 Sara Morucci 52 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette PERCHE’ I fenomeni di interazione tra terra e mare, nella fascia costiera, hanno forte impatto sulla perdita di biodiversità, di patrimonio paesaggistico e ambientale (dune, retrovegetazione dunale, spiagge ecc.) ONDE (distribuzione direzionale, mareggiate) MAREE E VARIAZIONI DEL LIVELLO DEL MARE (breve e lungo periodo) Sara Morucci 53 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette RMN 26 stazioni misurano: Parametri marini livello del mare temperatura del mare Parametri meteorologici intensità del vento direzione del vento pressione atmosferica temperatura dell’aria Sara Morucci 54 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette LE MISURE RTLV Rete Telemareografica della Laguna di Venezia 52 stazioni mareografiche nella Laguna di Venezia che registrano 6 parametri - Livello del mare - Velocità del vento - Direzione del vento - Precipitazione - Pressione atmosferica - Altezza d’onda Sara Morucci 55 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette I DATI DI MAREA Dati osservati: Livello medio del mare + effetti di breve periodo + effetti di lungo periodo EFFETTI DI BREVE PERIODO marea astronomica effetti meteorologici (vento e pressione atmosferica, wave set up) EFFETTI DI LUNGO PERIODO cambiamento di volume degli oceani (scioglimento o espansione dei ghiacciai ecc.) variazione della capacità di contenimento dei bacini oceanici (per sollevamento o subsidenza della costa ecc.) Il livello del mare è in ogni punto, una complicata funzione del tempo, caratterizzata dalla presenza di una componente periodica (astronomica) e di una componente “random” (meteorologica) Sara Morucci 56 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA Una sequenza di osservazioni di alta e bassa marea, yi, e il corrispondente istante ti, al quale occorrono funzione per il fit dei dati Aj e φj devono essere scelti così che il valore, y(ti), della funzione fit all’istante ti, aderisca il più possibile al valore osservato yi Sara Morucci 57 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA Dati osservati Residui Predizione marea astronomica TRIESTE 2004 Sara Morucci 58 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette EVOLUZIONE DELLA MAREGGIATA Analisi del livello e dei residui per la stazione di Genova: storm surge Sara Morucci 59 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette EVOLUZIONE DELLA MAREGGIATA Analisi del livello e dei residui per la stazione di Livorno Sara Morucci 60 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette HINDCASTING: sessa TRIESTE 2005 Sessa Sara Morucci 61 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette HINDCASTING: sessa TRIESTE 2005 Sea Lev. Pres. Wind Sara Morucci 62 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA: tsunami Identification of a tsunami event by means of RMN tide gauges Comparison of sea level variation recorded at Carloforte and Imperia due to the occurrence of an earthquake on the 21st March 2003 on the Algerine Coast 18:44 Earthquake occurred Sara Morucci 18:44 Earthquake occurred 63 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA: tsunami Arrival times for the 21th of may2003 event Sara Morucci 64 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA: trend evolutivo Genova,1928 – 2006 medie mensili Sara Morucci 65 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA: trend evolutivo IL FIT LINEARE (dati mensili) 0.3 0.2 0.1 0 -0.1 -0.2 y = 8E-05x - 0.039 -0.3 t empo ( t ) y = 7.69502E-5x -0.03896 (m) (0.0769 mm/mese) (0.9 mm/anno) Sara Morucci (errore 5.12705E-07 (m)) 66 Il ripristino degli ecosistemi marino costieri e la difesa delle coste sabbiose nelle Aree protette ANALISI DEI DATI DI MAREA: trend evolutivo IL MODELLO STL (dati mensili) Sara Morucci 67
