PROGETTO DI INTERESSE NextData SOTTOPROGETTO 2

PROGETTO DI INTERESSE NextData
SOTTOPROGETTO 2
Sistema di archivi digitali, climatici e ambientali di
lungo periodo e studi pilota di utilizzo dei dati
Sintesi attività Gennaio-Settembre 2012
Sottoprogetto 2
SOTTOPROGETTO 2: Sistema di archivi digitali, climatici e ambientali
di lungo periodo e studi pilota di utilizzo dei dati
Il Sottoprogetto 2 è dedicato allo sviluppo di un sistema di archivi dei dati climatici e
ambientali provenienti dalle misure effettuate durante il progetto, da misure
preesistenti e da simulazioni numeriche. Verrà creato un archivio fisico di carote di
ghiaccio e saranno implementati gli archivi di carote sedimentarie marine. Sarà
costruito un Portale Generale per l’accesso all’intero insieme di archivi e di un centro
di raccolta e analisi dati nella zona Himalaya-Karakorum, collegati ai principali
programmi internazionali di ricerca. Saranno condotti “studi pilota” basati sull’utilizzo
del Portale, per definire le “scientific questions” e fornire risposte a domande
applicative sugli impatti dei cambiamenti climatici e ambientali, e saranno
implementate le attività di formazione e disseminazione dei risultati.
LISTA WORK PACKAGES (WP)
REFERENTE/
PARTNER
WP
TITOLO
2.1
Archivio reti osservative di alta quota
2.2
Archivio reti osservative
ricostruzione climatica
2.3
Archivio dati delle carote di ghiaccio e
dati biologici di lunga conservazione
2.4
IAMC
Archivio dati paleoclimatici da carote
URT Ev-K2-CNR, DTA,
sedimentarie
INGV
2.5
Archivio dati numerici e previsionali
marine
MESE
FINE
URT Ev-K2-CNR
1
48
INGV
1
48
DISAT-UNIMIB
1
48
1
48
1
48
1
48
ISAC
e
MESE
INIZIO
URT Ev-K2-CNR
URT Ev-K2-CNR
CMCC
CASPUR, ISAC, ICTP,
ENEA
ISAC
2.6
Portale di accesso ai dati e studi pilota
2
CASPUR, ICTP, ENEA,
Ev-K2-CNR, DTA,INGV,
CMCC, DISAT
Sottoprogetto 2
WP 2.1 - Archivio reti osservative di alta quota
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
 Censimento dei dati
 analisi delle strutture dei DB attualmente in uso presso i centri di ricerca e
verifica della possibilità di accesso e di condivisione e dei vari formati di
registrazione;
 proposta di un sistema di archiviazione condiviso.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Relazione sul censimento dei dati esistenti e sulla struttura degli archivi.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Raccolta dei dati delle stazioni SHARE e sviluppo di un sistema di banca dati da
integrare in SHARE GeoNetwork
Queste attività riguardano lo sviluppo di un servizio di accesso diretto ai dati
delle stazioni e l’integrazione in Geonetwork attraverso specifici servizi di
accesso.
La prima fase quindi è stata quella di analizzare tutti i dati delle stazioni di alta
quota esistenti e le problematiche relative ai diversi formati di registrazione e
alle specifiche di validazione. Parallelamente si è svolta l’analisi dello stato
dell’arte sui sistemi di catalogazione, archiviazione e pubblicazione on line dei
dati meteo-climatici, individuando in un software sviluppato dal servizio
meteorologico norvegese il motore di questi nuovi servizi: WDB (Weather and
Water Data Base).
Il sistema WDB è costituito da file sorgenti reperibili all'indirizzo
https://github.com/wdb.
Sono stati inoltre presi i contatti con il gruppo dell’IAMC per l’installazione del
DB presso le loro macchine e per verificare la possibilità di utilizzare lo stesso
DB per l’archiviazione dei dati sulle carote marine.
Sviluppo e potenziamento della piattaforma GeoNetwork di SHARE
Questa attività ha riguardato principalmente l’integrazione nel segmento di
gestione cartografica di GeoNetwork, rappresentato dal software GeoServer, dei
livelli informativi erogati dai servizi di Google Maps: mappe satellitari, carte
stradali, carte fisiche e mappe ibride. Questa operazione ha consentito di
integrare la banca dati geografica del GeoNetwork di SHARE con le informazioni
di dettaglio proprie del sistema di Google. Il sistema è stato quindi
profondamente modificato per adattare le configurazioni alla pubblicazione dei
layer di Google: le problematiche hanno riguardato principalmente la modifica
dei parametri cartografici per renderli compatibili con la pubblicazione in
Google. L’interfaccia del GeoNetwork di SHARE è stata quindi modificata nei file
di configurazione e negli script con le relative dipendenze che governano il
segmento cartografico, inserendo delle modifiche che consentissero di
riproiettare i dati geografici sulle mappe di Google che non utilizza un sistema di
riferimento convenzionale.
Parallelamente si è proceduto a una analisi di fattibilità sulle possibilità di
sviluppare i servizi offerti da GeoNetwork relativamente alla ricerca e alla
consultazione dei dati acquisti dalle stazioni.
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
3
Sottoprogetto 2
WDB è un database estensibile e stabile sviluppato per la raccolta di dati
meteorologici, idrologici e oceanografici: è un sistema open source, basato sul
database relazionale PostgreSQL e gira sotto Linux. Inoltre WDB è sviluppato in
rispetto agli standard proposti dal WMO.
Per l'installazione (compilazione dei file sorgenti) è stato inizialmente usato un
server di prova con sistema operativo Debian “squeeze” (Debian 6.04 net –
basic installation-i386) presso l’Università di Cagliari. All'installazione è seguito
l'adattamento del database WDB per il caricamento di dati puntuali costituiti
dalle stazioni meteo ad alta quota.
L'adattamento del data base è stato necessario poichè WDB è stato ottimizzato
per lo storage di dati spazializzati (formato GRIB, BUFR) provenienti da analisi o
previsioni meteorologiche e pertanto la fase di personalizzazione in SHARE ha
previsto l'inserimento di circa 600 nuovi parametri fisici e decine di nuove unità
di misura in accordo con le variabili misurate dalle stazioni automatiche.
I dati grezzi o validati provenienti dalle stazioni non sono direttamente caricabili
nel database, quindi è stata necessaria l'elaborazione di script in Python per la
decodifica di tali dati in un formato compatibile con WDB. In particolare, è stato
necessario strutturare il metadato sintetico del dato proprio della stazione
(grezzo o validato) con lo schema metadati di WDB.
Per consentire il caricamento dei dati provenienti dalle stazioni anche a utenti
non esperti è stata sviluppata una nuova interfaccia grafica che permette di:
 inserire i nuovi metadati sintetici riguardanti eventualmente nuovi gestori
di stazioni meteo ad alta quota;
 convertire i dati provenienti dalle stazioni automatiche (grezzi o validati)
in un formato compatibile con WDB;
 caricare i dati direttamente in WDB.
Questa procedura permetterà di caricare i dati in maniera più veloce, intuitiva,
anche da personale non esperto e da remoto.
L'intero sistema di decodifica e inserimento dei dati è stato testato sui dati delle
stazioni di Periche e Lukla, scelte come come riferimento perché tra di loro il
formato dati è differente e in totale sono presenti tutti i formati delle stazioni
installate.
Inoltre è stata scritta una pagina PHP (pubblicazione WEB) di prova con una
maschera per le query al database. Dalla maschera PHP, è possibile interrogare
il database scegliendo:
 data provider
 stazione automatica
 data di inizio-fine
 parametro.
Il test dell'intera catena dei dati dalla stazione all'interrogazione del database è
chiuso e non presenta per il momento alcun problema.
Attualmente si sta procedendo al caricamento dei dati nel DB.
3.3 Formazione
In questa attività è stato coinvolto un nuovo ricercatore, che sta svolgendo il
dottorato di ricerca presso l’International PhD in Environmental Science and
Engineering dell’Università di Cagliari con il tema specifico: “Implementation
and management of High Altitude Data System for climatological research”.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Nessuna
4
Sottoprogetto 2
3.5 Partecipazione a conferenze
 “Rio+20 Side Event: Mountain Knowledge Solutions for Sustainable Green
Economy and Improved Water, Food, Energy, and Environment Nexus”, Data
and Information Management, Rio De Janeiro – June 18, 2012
 Workshop SEED: “Contribution of science and cooperation to the sustainable
development of the Central Karakorum National Park” Innovative
technologies for territorial management, Islamabad 4-7 June, 2012
 Workshop dell’ International PhD in Environmental Science and Engineering
Summer School: Implementation and management of High Altitude Data
System for climatological research. Sept 10-14, 2012
4. Attività previste per il periodo successivo
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
Da Marzo a Ottobre 2012 è stato installato e implementato il Database per dati
provenienti da stazioni ad alta quota. E' stato individuato un database open
source sviluppato dal servizio meteorologico norvegese (met.no) basato sul
DBMS PostgreSQL. E' stata inoltre sviluppata una interfaccia grafica in Python
per semplificare il caricamento dei dati nel Database. Infine la connessione del
Database ad una pagina WEB avviene attraverso uno script PHP che contiene
anche una maschera per le interrogazioni del Database. L'intero sistema
informativo è stato testato per le due stazioni di Dosdè e Periche, che
costituiscono due casi studio per il formato di dati in output dlal data logger,
questi 2 formati di dato sono paradigmatici di tutti i formati di dato delle 15
stazioni appartenenti al network del Comitato Ev K2 CNR.
4.2 Pubblicazioni
 Locci F., Melis M.T. and Dessì F., Stocchi P., Bonasoni P., Vuillermoz E., (2012)
Share Geonetwork project: implementation of a web-service platform for high
mountain climate research. Environmental modeling and software. Elsevier
(under submission)
 Dessì F., Melis M.T. and Busilacchio M. (2012) The SHARE GeoNetwork Portal:
Metadata Sharing for High Altitude Scientists. NAST (Nepal Academy of
Science and Technology), The Sixth National Conference on Science and
Technology, Kathmandu, Sept 25 - 27, 2012 (poster)
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
Attualmente il sistema di BD è installato in una macchina in locale a Cagliari e a
Bergamo si sta procedendo alla configurazione del server per la gestione web; si
prevede l’installazione e il suo popolamento con i dati attualmente disponibili
entro la fine del 2012.
4.4 Deliverables completati
 acquisizione e organizzazione dei dati acquisiti dalle stazioni di alta quota
 installazione e configurazione del database di gestione dei dati
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
La conoscenza e la disponibilità dei dati delle stazioni SHARE ha permesso di iniziare
l’attività di popolamento del DB non prevista come deliverable in questa fase.
6. Attività previste per il periodo successivo
5
Sottoprogetto 2
 Completamento dell’inserimento dei dati nel sistema WDB e messa in linea del
nuovo GeoNetwork dotato dei nuovi servizi.
 Catalogazione e acquisizione dei dati delle carote glaciali.
6
Sottoprogetto 2
WP 2.2 - Archivio reti osservative marine e ricostruzione
climatica
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
L’attività di questo WP prevista è quella di sviluppare e realizzare gli archivi di dati
storici con un controllo di qualità specifico per l’assimilazione dati e raccogliere nello
stesso archivio i parametri atmosferici che verranno utilizzati per forzare la rianalisi. Si
disegnerà inoltre il portale specifico e la struttura dell’archivio dei dati di rianalisi. I
milestones definiti sono:
M1(PM12): Archivio con la validazione dei dati marini storici e dei dati di forzanti
atmosferiche per l’assimilazione nelle reanalisi.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Il deliverable previsto consiste in una catalogazione dei dati osservativi in situ e da
satellite specifici per la rianalisi e dei dati atmosferici sottoposti a specifici controlli di
qualità:
D1(PM12): Relazione sul controllo di qualità dei dati per l’assimilazione.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
Durante i primi sei mesi del progetto, si è proceduto a un inventario dei dati meteooceanografici, in situ e da satellite, potenzialmente utilizzabili per la rianalisi, partendo
da quelli già esistenti e collezionati nell’ambito di progetti nazionali ed europei del
passato.
Questo al fine di creare una banca dati di riferimento sufficientemente ampia ed
omogenea da consentire una produzione delle rianalisi piu’ accurata.
Il lavoro svolto è consistito in una catalogazione temporale preliminare, in modo da
verificare la copertura temporale dei dati meteo-oceanografici a disposizione e si è
considerato il periodo 1985-2010 ricoperto dalla rianalisi-V4, al momento in
produzione. I dataset considerati sono stati i seguenti:
 osservazioni SST da satellite, fornite sottoforma di mappe alla risoluzione del
modello oceanografico attualmente utilizzato (1/16). Il dataset relativo alle
osservazioni di SST è costituito dalla concatenazione temporale di diversi
prodotti di SST che nello specifico sono:
 1985- 20080710 : prodotti di rianalisi costruiti a partire dalle piú
recenti serie temporali di AVHRR Pathfinder SST (Marullo et al.,
2007).
 20080711-20100831:prodotti Delayed Time (DT) .
 20100901-20101231: prodotti Near Real Time (NRT).
Le mappe di SST NRT e DT sono prodotte a partire da dati ottenuti da passaggi
notturni di AVHRR installato su NOA17 e 18 (Advanced Very High Resolution
Radiometer), AATSR, MODIS-T(modis terra), MODIS-A (modis aqua) SEVIRI a
seconda della disponibilità. I buchi dovuti alla presenza di nubi sono riempiti con
tecniche di analisi oggettiva utilizzando i dati del passato (filter mode) per i NRT
e i dati del passato e del futuro (smoother mode) per i dati DT.
 osservazioni SLA da satellite, fornite lungo le tracce dei satelliti che si sono
susseguiti durante il periodo preso in esame. Si tratta di osservazioni di
anomalia del livello del mare (Sea Level Anomaly) che coprono l’intervallo
temporale dal 1992 al 2010 e con una risoluzione spaziale di 7 km, forniti da
diverse missioni, nello specifico dall’European Remote Sensing Satellite (ERS)-1,
7
Sottoprogetto 2
ERS-2, Environmental Satellite (Envisat), Ocean Topography Experiment
(TOPEX)/Poseidon, Jason-1, Jason2 e GFO. Tutte le missioni sono state
omogeneizzate utilizzando come missione di riferimento quella di Jason-2. La
copertura temporale dipende dalla durata della missione ed è la seguente:
 Jason 2: da Ottobre 2008
 Jason 1 (nuova orbita): da Febbraio 2009
 Jason 1: Aprile 2002 - Ottobre 2008
 Envisat (nuova orbita): da Ottobre 2010
 Envisat: Ottobre 2002 - Ottobre 2010
 ERS-1: Ottobre 1992 - Maggio 1995
 ERS-2: Maggio 1995 - Aprile 2003
 GFO: Gennaio 2000 - Settembre 2008
 T/P (nuova orbita): Settembre 2002 - Ottobre 2005
 T/P: Settembre1992 - Aprile 2002
Ciascun satellite è caratterizzato da un ciclo di ripetizione (repeat cycle) e da un
intervallo tra una traccia e l’altra (ground track) che nel complesso garantiscono
una copertura abbastanza uniforme del Mediterraneo.
 osservazioni in situ: il dataset è il frutto di un lavoro di omogeneizzazione tra i
dati collezionati in diversi progetti quali MedarMedatlas, SeaDataNet e MyOcean
al fine di eliminare la presenza di duplici osservazioni. Si tratta di profili verticali
di temperatura e salinità collezionati tramite bottiglie, termometri, XBT, MBT,
CTD e ARGO sottoposti ad un controllo di qualità specifico per il loro utilizzo nel
sistema di assimilazione dati. Sono state infatti innanzitutto selezionate solo le
osservazioni con flag uguale a 1, ovvero ritenute corrette, per la tripletta di
latitudine, longitudine e data di acquisizione. Successivamente sono state
considerate solo le osservazioni a cui corrispondessero flag di temperatura e
salinita’ uguali ad 1 e considerati validi solo quei profili per i quali le flag
ritenute corrette fossero piú del 20% del profilo stesso.
 forzanti atmosferici, costituiti dalle rianalisi atmosferiche ERAINTERIM
dell’ECMWF. La risoluzione spaziale di questo dataset è 0.75 gradi e la
risoluzione temporale di 6 ore. I parametri necessari per forzare il modello
oceanico sono i seguenti:
 temperatura a 2 metri
 componenti meridionali e zonali di velocità del vento a 10 metri
 temperatura del pnto di rugiada
 pressione a livello del mare
 copertura nuvolosa.
La scelta dei forzanti atmosferici da utilizzare per la rianalisi è ricaduta su
questo dataset che oltre ad essere caratterizzati da una risoluzione spaziale alta
assicurano una copertura temporale omogenea per l’intero periodo di rianalisi
considerato.
I suddetti dati sono stati archiviati in apposito spazio disco dedicato ed inoltre si è
proceduto ad una valutazione preliminare dello strumento da utilizzare per la
costruzione del relativo database, avendo deciso di strutturare la loro organizzazione
ad un livello piu’ alto di un semplice archivio. Tenendo in considerazione l’etereogenità
dei dataset coinvolti e la necessità di valutare attentamente se sia possibile utilizzare
un unico strumento per la costruzione del database totale, si è valutata, in questa
8
Sottoprogetto 2
prima fase, la creazione del database dei dati in situ, sfruttando l’esperienza maturata
internamente all’INGV per le attivita’ di Cal/Val del progetto MyOcean.
La gestione del database in questo caso è stata realizzata tramite l’open suorce
MySQL ed è stata implementata una procedura operativa in Phyton che come primo
step prevede la conversione dei dati in situ dal loro formato originale, sia esso ASCII,
netCDF,etc... nel formato CSV compatibile con MySQL. Una volta convertiti, si procede
sulla base delle informazioni disponibili alla creazione di tabelle CSV che sono
essenziali per importare il dataset nel database. Questo è realizzato tramite una
procedura scritta in Php. Il flusso per il popolamento del database è rappresentato in
Figura .
Figura : Diagramma di flusso del popolamento del database MySQL per i dati insitu.
Per la gestione del database ci si può avvalere anche di una interfaccia grafica che
permette di lavorare con la struttura del database e con i dati visivamente. La scelta e’
ricaduta su phpMyAdmin che è uno strumento gratuito e open source scritto in PHP
destinato a gestire l'amministrazione di MySQL con l'uso di un browser Web.
4. Attività previste per il periodo successivo
Nei successivi mesi, una volta realizzato ed organizzato l’archivio/database di
riferimento per la produzione delle rianalisi, ci si concentrerà sullo studio e sulla
realizzazione dell’archivio che permetterà l’accesso ai dati di rianalisi e ai relativi
prodotti derivati che saranno realizzati nel corso del progetto.
Bibliografia
Marullo S., B. Buongiorno Nardelli, M. Guarracino, and R. Santoleri, 2007: Observing
The Mediterranean Sea from Space: 21 years of Pathfinder-AVHRR Sea Surface
Temperatures (1985 to 2005). Re-analysis and validation, Ocean Sci., 3, 299-310.
9
Sottoprogetto 2
WP 2.3 - Archivio dati delle carote di ghiaccio e dati biologici
di lunga conservazione
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
Nel primo periodo di attività è stato previsto di costituire un archivio centrale dei
ghiacciai perforati nel passato e di quelli potenzialmente perforabili. Si è previsto un
censimento dei ghiacciai anche attraverso l’utilizzo di immagini satellitari e i dati
saranno trasferiti su sistemi informativi geografici. Si andrà a costruire un
Geodatabase cartografico delle aree glaciali montane delle principali catene montuose
(Himalaya, Ande, Alpi, ecc.), utilizzando principalmente immagini satellitari e aeree a
varie definizioni. Verrà applicato un sistema a supporto delle decisioni (Decision
Support System, DSS) per analizzare tutti i parametri che porteranno alla scelta delle
aree glacializzate potenzialmente perforabili. Si analizzeranno aspetti glaciologici, di
ricerca internazionale, politici e logistici e sarà compilata una lista di priorità delle
perforazioni in base alle “scientific questions” espresse dalla comunità scientifica
internazionale, in seguito ad incontri con i ricercatori durante i quali verranno discusse
le strategie di misura. In collaborazione con la URT EVK2-CNR, verrà identificato il sito
per la costruzione dell’archivio fisico di carote di ghiaccio.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Preparazione dell’archivio dei dati di ghiacciai perforabili.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Nei primi sei mesi si è iniziato l’approfondito lavoro di ricerca d’archivio e di
letteratura scientifica atto ad individuare tutti i siti non polari dove siano state
estratte carote. Per tale scopo è stato principalmente consultato il World Glacier
Monitoring Service (WGMS). I dati del WGMS sono stati scaricati e sono in fase
di analisi al fine di valutarne il contenuto informativo. L’archivio WGMS verrà
suddiviso in base alla tipologie di analisi effettuate sui ghiacciai e sulle carote
estratte. Contemporaneamente si è iniziato ad organizzare l’archivio dei dati
del gruppo di Glaciologia del Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del
Territorio di UNIMIB. Allo stesso modo si è iniziata l’integrazione dei dati suddetti
con quelli riportati nella letteratura scientifica e che non rientrano nelle altre
due categorie. Inoltre si sono gettate le basi per la parte progettuale del
database e dei metadati. Dato che in NEXTDATA verranno costruiti DB anche per
altre tipologie di perforazioni, vedi WP 2.1 e WP 2.4, si è pensato che fosse
opportuno operare su delle linee guida comuni. Pertanto sono state organizzate
delle riunioni, di gruppo e telematiche, con i componenti degli altri WP allo
scopo di progettare un database e di preparare delle schede di metadati
funzionali ad ogni WP nonché di condividere le scelte sui software da utilizzare
durante il progetto. In tal modo tutte le operazioni di trasferimento dati verso il
portale centrale NEXTDATA, nonché la consultazione da parte degli utenti finale
risulta essere certamente più agevole. Inoltre è iniziata la creazione del
Geodatabase cartografico che sarà lo strumento di visualizzazione cartografica
disponibile attraverso il portale cartografico del DISAT UNIMIB. Per tale scopo è
iniziato il censimento delle immagini satellitari e di qualche foto aerea
(soprattutto per l’arco alpino) che serviranno anche per effettuare il censimento
dei ghiacciai potenzialmente perforabili
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
10
Sottoprogetto 2
L’attività di ricerca porterà alla creazione di un database che sarà messo a
disposizione degli utenti tramite portale Internet
3.3 Attività di formazione
Sono state attivate 3 borse di dottorato che partiranno dal 1 gennaio 2013
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Nessuna
3.5 Partecipazione a conferenze
Partecipazione a workshop tematici con gli altri WP 2.1, 2.4
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
È stato messo a punto il modello concettuale della banca dati che sarà
successivamente messo in linea. Progettazione del DB
4.2 Pubblicazioni
Nessuna
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
Dati del WGMS in formato excel
4.4 Deliverables completati
Preparazione archivio dei dati di ghiacciai perforabili
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
Nessuno
6. Attività previste per il periodo successivo
Nel secondo semestre del primo anno di attività si concluderà il lavoro di ricerca
d’archivio e di letteratura scientifica atto ad individuare tutti i siti non polari dove siano
state estratte carote. I dati del World Glacier Monitoring Service (WGMS) saranno
suddivisi per continente e immagazzinati in funzione del loro contenuto informativo.
Allo stesso modo verrà organizzato l’archivio dei dati del gruppo di Glaciologia del
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e del Territorio di UNIMIB. Allo stesso modo è
iniziata l’integrazione dei dati suddetti con quelli riportati nella letteratura scientifica e
che non rientrano nelle altre due categorie. Nella seconda parte dell’anno verrà
completata la progettazione del database e dei metadati. Inoltre continueranno le
riunioni, di gruppo e telematiche, con i componenti degli altri WP allo scopo di
continuare nella progettazione e realizzazione di un database
Inoltre è verrà
incrementata la creazione del Geodatabase cartografico, strumento di visualizzazione
cartografica disponibile attraverso il portale cartografico del DISAT UNIMIB.
11
Sottoprogetto 2
WP 2.4 - Archivio dati paleoclimatici da carote sedimentarie
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
Nel primo anno di attività sarà effettuato un approfondito lavoro di ricerca d’archivio
nella letteratura scientifica esistente nazionale ed internazionale relativa alle carote
sedimentarie in Mediterraneo e in specifici settori extra-Mediterranei (Oceano Pacifico,
Atlantico, Oceano Indiano). Questa fase della ricerca avrà come obiettivo
l’individuazione e la valutazione critica di tutti i carotaggi, e quindi dei proxy
paleoclimatici disponibili e/o accessibili, localizzati nel Bacino del Mediterraneo, con
particolare riferimento ai siti localizzati in ambiente di piattaforma continentale, e in
specifici settori oceanici extra-Mediterranei.
Questa ricerca permetterà una selezione dei dati preesistenti, secondo criteri che
verranno individuati a valle dei dati (carotaggi e dati paleoclimatici associati) reperiti. I
criteri con cui verranno selezionati e poi suddivisi i dati, rappresenteranno le basi per
la costruzione di un database georiferito. Saranno auspicabili confronti con altre
istituzioni nazionali al fine di ottimizzate la futura organizzazione e realizzazione della
banca dati del Mediterraneo.
M1 (PM12): Completamento archivio informazioni sulle carote sedimentarie e
potenziali Key sites.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
D2.4.1: Archivio dati carote sedimentarie e key sites e trasmissione dati al Portale
Generale.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Nel periodo di riferimento 01/01/2012-30/06/2012 del WP2.4, è stato effettuato
un approfondito lavoro di ricerca d’archivio nella letteratura scientifica esistente
sia a livello nazionale che internazionale relativa alle carote sedimentarie
prelevate nel Bacino del Mediterraneo; data l’elevata quantità di dati raccolti
per il bacino Mediterraneo sono stati per ora tralasciati eventuali settori di
studio extra-Mediterranei (Oceano Pacifico, Atlantico, Oceano Indiano).
Questa prima fase della ricerca ha permesso di recuperare informazioni su 783
siti di campionamento di sedimenti marini, tra carote e box-corer, che
contengono intervalli temporali attribuibili all’Olocene.
Questa fase preliminare di indagine risulta essere propedeutica alle attività di
ricerca previste nel WP1.5 (Dati paleoclimatici da sedimenti marini –
Responsabile Fabrizio Lirer).
I dati raccolti provengono sia da ricerche bibliografiche che dal software
GeoMapApp©. Tale software recupera dati da dataset dell’ODP (Ocean Drilling
Program), del Borehole Research Group's well-logging database, dell’Ocean
Bottom Photographs, dell’Oceanic Heat Flow e del LDEO Core Repository.
In particolare sono stati selezionati (Fig. 1) per il Bacino del Mediterraneo:

258 siti campionati attraverso l’uso di Gravity Core su fondali
compresi tra -40 e -4121 mt.

317 siti campionati attraverso l’uso di Piston-Core su fondali
compresi tra -365 e -4609 mt.

68 siti campionati attraverso carotaggi a rotazione su fondali
compresi tra -480 e 4654 mt.
12
Sottoprogetto 2

22 siti campionati attraverso l’uso di Box-Corer su fondali compresi
tra -20 e -2337 mt.

86 siti campionati attraverso l’uso di benne su fondali compresi tra
-6 e -150 mt.
Fig. 1. Ubicazione dei siti raccolti per il Bacino Mediterraneo; Rosso = Drill (siti ODP e DSDP),
Giallo = Box-core, Verde = Piston-Core.
La valutazione critica delle informazioni disponibili sui carotaggi e box-corer, che
hanno recuperato record sedimentari nel Bacino del Mediterraneo, ha permesso
l’individuazione dei criteri base per la costruzione del modello concettuale del
database geo-riferito oggetto di questo WP.
In particolare sono stati individuati le seguenti entità e relativi campi:
1. program_project: id_program, program, id_cruise, cruise/leg, year, ship,
location, ocean_sea, comments;
2. hole: id_cruise, id_hole, device, lat_N, long_E, lat_N (dec), lat_E (dec),
water_depth, core_lenght, comments;
3. reference: id_hole, hole, title, author, year, link_pdf, proxy, row_data_link,
comments.
Di seguito viene riportato un esempio di come sono stati archiviati, in formato
tabellare, i dati reperiti per i primi sei mesi di attività del progetto.
Fig. 2. Esempio di archivio dei dati raccolti durante i primi sei mesi di attività del Progetto NextData.
Il passo successivo sarà quello di adattare tale sistema, nato per immagazzinare
e gestire dati meteo-climatici, alle esigenze specifiche di registrazione e
visualizzazione di dati relativi al campionamento di sedimenti marini (carotaggi,
13
Sottoprogetto 2
box-corer). L’obiettivo ultimo di tale lavoro è di realizzare un database unico che
contenga tutti i dati elaborati nell’ambito di NextData e renderlo un valido
sistema di supporto alla ricerca.
Per facilitare la raccolta dei dati già disponibili per il bacino del Mediterraneo,
sono state individuate altre istituzioni di ricerca, nazionali ed internazionali, alle
quali verranno indirizzate richieste formali per accedere ai dati, così come
previsto nella strutturazione del database.
Infine, è stata avviata una procedura congiunta con gli altri partner del progetto
per inserire i dati (informazioni) recuperati in questo WP, nel data base centrale
GEONETWORK.
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
Nessuno
3.3 Attività di formazione
Nessuna
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Il progetto NEXTDATA, è stato inserito nella sezione RCMNS ongoing Projects
dell’RCMNS Bullettin 2012 (Newsletter della Regional Committe on
Mediterranean Neogene Stratigraphy, Edito dal Museo di Storia Naturale di
Vienna). Inoltre, a giugno 2012, l’IAMC-CNR sede ha divulgato la prima
locandina del Congresso AIQUA 2013 che ha organizzato e che si terrà a Napoli
nel giugno 2013 (19-20-21 giugno 2013) nel quale il Progetto NEXDATA ha dato
il patrocinio.
3.5 Partecipazione a conferenze
Nessuna
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
 Sono stati raccolte informazioni su 783 siti di campionamento di
sedimenti marini, tra carote e box-corer, che contengono intervalli
temporali attribuibili all’Olocene;
 Sono stati individuati i criteri base per la costruzione del modello
concettuale del database geo-riferito in base a diversi modelli già
elaborati (IODP, [10:06:13] ines alberico: http://www.seadatanet.org,
[10:06:13] ines alberico: http://www.seadatanet.org) ed alle specifiche
esigenze del progetto.
4.2 Pubblicazioni
Nessuna
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
Attualmente i dati recuperati sono in formato tabellare (excel).
14
Sottoprogetto 2
Fig. 3. Esempio di dati recuperati in formato tabellare (Excel).
4.4 Deliverables completati
D2.4.1: Archivio dati carote sedimentarie e key sites e trasmissione dati al
Portale Generale.
E’ stato effettuata una prima analisi dei dati (carotaggi) disponibili per il Bacino
del Mediterraneo, con la relativa restituzione tabellare. Questi dati andranno
integrati con quelli disponibili presso istituzioni di ricerca nazionali (CNR, OGS,
CONISMA, ENEA, INGV, ISPRA) ed internazionali (IFREMER, Università di Utrecht
ed altre sedi universitarie europee).
E ‘stato realizzato il modello concettuale per la strutturazione del database
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati.
Non è stata ancora effettuata una dettagliata analisi dei database di ODP-IODP per
individuare, ed eventualmente analizzare, in settori extra-Mediterranei, i keysites
idonei per studi multidisciplinari di alta risoluzione, con particolare interesse per
l’intervallo temporale relativo all’ultimo millennio. Ciò è dovuta alla notevole quantità
di dati già raccolti e da recuperare presso le istituzioni nazionali e internazionali per il
Bacino Mediterraneo. Questo studio comunque ha permesso di fornire indicazioni utili
per l’individuazione di nuovi keysites da perforare nel 2013 (attività prevista nel WP
1.5).
Al termine dei primi sei mesi del 2012 non è stata ancora completata l’istallazione del
software WDB per problemi tecnici.
6. Attività previste per il periodo successivo
Nel periodo 1/07/2012 – 31/12/2012 si prevede di continuare la fase di raccolta di
informazioni per l’archivio dei dati, nella letteratura scientifica, relativo alle carote
sedimentarie per il Bacino del Mediterraneo. Questa attività di raccolta dati includerà
la fonte dei dati, la data di produzione e tutte le informazioni geografiche necessarie
per la compilazione di una scheda di metadati relativi ai carotaggi censiti (dati di
letteratura) e/o raccolti durante il primo anno di attività.
Si inizierà inoltre ad individuare le istituzioni di ricerca, nazionali ed internazionali, alle
quali verranno formalmente richiesti i dati relativi a carotaggi prelevati nel Bacino del
Mediterraneo (o anche informazioni parziali), così come previsto nella strutturazione
del database.
15
Sottoprogetto 2
I dati raccolti nei primi sei mesi saranno successivamente registrati nel database WDB
“Weather and Water Database” (Norwegian Metereological Institute, 2012), una volta
risolti i problemi di installazione del programma.
Sarà inoltre attivata la procedura congiunta con gli altri partner del progetto per
inserire i dati (informazioni) recuperati in questo WP, nel data base centrale
GEONETWORK. La registrazione dei dati inizierà a valle delle valutazioni relative alla
possibilità di installare il software in locale o in remoto sfruttando il sistema strutturato
dal gruppo WP2.1 (Responsabile: Maria Teresa Melis).
16
Sottoprogetto 2
WP 2.5 - Archivio dati numerici e previsionali
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
A1. Censimento dei risultati delle simulazioni e delle rianalisi numeriche globali e
regionali disponibili presso i partecipanti al progetto, armonizzazione dei protocolli di
archiviazione dei dati numerici e delle modalità di accesso ai dati e delle procedure di
trasferimento di dati di grandi dimensioni e inizio delle attività di archiviazione dei
risultati numerici disponibili.
A2. Definizione delle collaborazioni e dei rapporti con progetti e iniziative
internazionali di simulazione numerica, quali CMIP5, CORDEX, ENSEMBLES, ECEarth e
DRIHM. Discussione con la comunità scientifica e con i consorzi di simulazioni
climatiche a livello europeo sulle strategie di utilizzo dei dati.
A3. Definizione e preparazione di specifici esperimenti numerici da svolgere nel corso
del progetto e ottenimento dei primi risultati di nuove simulazioni globali e regionali
per le aree di interesse del progetto. Organizzazione di due incontri semestrali dei
ricercatori partecipanti al progetto, mirati alla definizione delle specifiche delle
simulazioni numeriche da rendere disponibili negli archivi.
Milestone M2.5.1 (PM12): Completamento del censimento delle simulazioni climatiche
e armonizzazione dei protocolli di archiviazione; definizione delle “scientific questions”
e delle strategie di simulazione.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento:
D2.5.1 (PM12): Relazione sul censimento delle simulazioni climatiche.
D2.5.2 (PM12): Relazione sulle “scientific questions”.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Nel corso del primo anno di attività, tutti i partner del WP hanno contribuito alla
stesura del censimento dei risultati delle simulazioni e delle rianalisi numeriche
globali e regionali disponibili presso i partecipanti al progetto, come previsto dal
Piano Esecutivo del Progetto. In particolare, sono state raccolte le informazioni
circa i dati disponibili, i requisiti di memoria, il formato e la descrizione dei
singoli files in modo da armonizzare opportunamente i protocolli di archiviazione
e le modalità di accesso ai dati stessi.
Sono stati avviati i contatti per attivare le collaborazioni con i programmi e i
progetti internazionali che prevedono la produzione di dati climatici per mezzo
di simulazioni numeriche, quali, per esempio, CMIP5, CORDEX e Med-CORDEX,
HyMex, ENSEMBLES, EC-Earth e DRIHM. Tali collaborazioni saranno mirate alla
definizione delle strategie e delle politiche di utilizzo e diffusione dei dati
disponibili.
E` stata avviata la discussione per la definizione di specifici esperimenti
numerici, da svolgere nel corso del progetto, per aree di specifico interesse. In
particolare, un primo meeting si è tenuto il 5 marzo 2012, durante il quale, tra le
altre cose, sono state discusse le linee generali per la definizione delle
caratteristiche degli esperimenti. Nello specifico, sono stati individuati come
esperimenti d’interesse quelli di downscaling climatico per la regione Alpina
(con un confronto tra le tecniche di downscaling statistico, stocastico);
simulazioni del clima del Mediterraneo (passato, presente e proiezioni future)
17
Sottoprogetto 2
con modelli accoppiati ad alta risoluzione in grado di riprodurre le caratteristiche
dinamiche del bacino; simulazioni climatiche per regioni ad orografia complessa
(per es. Ande), mirate ad individuare quale risoluzione spaziale sia necessaria
per riprodurre correttamente i venti e la circolazione atmosferica dell’area.
Inoltre, durante il meeting, è stato programmato un secondo incontro, da tenersi
entro la fine del primo anno di progetto, in cui definire il disegno definitivo e i
dettagli tecnici degli esperimenti pianificati.
Un secondo incontro tra i partner si è tenuto il 4 luglio 2012, durante il quale
sono state discusse le questioni relative alla realizzazione di una rete di portali
dati da implementare presso i centri partecipanti al WP, in modo da consentire
la condivisione dei risultati delle simulazioni climatiche e delle informazioni
(metadati) che vengono resi disponibili. Questa rete di portali costituirà
l’ossatura del sistema di diffusione dei risultati delle simulazioni climatiche del
progetto. In particolare, durante questo incontro, sono state discusse e decise le
principali caratteristiche tecniche (per esempio le tipologie dei server, il formato
base dei dati, le tipologie dei protocolli di archiviazione e accesso) degli archivi
che serviranno da base per il Portale Generale del progetto.
E' stata infine utilizzata una tecnica di downscaling stocastico della
precipitazione, chiamata RainFARM, precedentemente messa a punto presso
ISAC-CNR, ed applicata all’output di un modello regionale di clima allo stato
dell’arte, il sistema PROTHEUS (sviluppato presso ENEA nell’ambito di una
collaborazione tra ENEA e ICTP). Le statistiche dei campi di precipitazione
ottenuti applicando la procedura di downscaling sono state confrontate con
quelle derivate dalle misure di una densa rete di pluviometri localizzati in
Piemonte e Valle d’Aosta.
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
Presso l’ICTP, uno sviluppo sostanziale è stata effettuato del modello regionale
RegCM, apportando miglioramenti sia negli schemi di fisica (convezione,
superficie terrestre, radiazione, strato limite planetario) sia nell'ottimizzazione
del codice.
In particolare, una versione del modello è stato sviluppata
migliorando notevolmente la parallelizzazione e scalatura rispetto a quello
precedente. Questa versione ci permette di aumentare la risoluzione del
modello, mantenendo i tempi di calcolo ragionevoli.
Il CMCC, ha sviluppato un modello accoppiato oceano-atmosfera ad alta
risoluzione per l’area Mediterraneo costituito dalla componente atmosferica
COSMO-CLM e dalla componente oceanica NEMO-MFS. In una prima versione il
modello COSMO e` stato implementato ad una risoluzione di circa 25 km , ma si
prevede nel proseguo del progetto di arrivare a 14 km, mentre la componente
oceanica del modello (modello del Mar Mediterraneo NEMO-MFS) e` stata
implementata a una risoluzione di circa 6.7 km. Tale modello accoppiato per
l’area del Mediterraneo verrà utilizzato per eseguire le simulazioni previste
nell’ambito del progetto.
I file di output originali ottenuti nell’ambito delle simulazioni climatiche con ECEarth (ISAC-CNR) e con i modelli CMCC (CMCC-CM, CMCC-CSM e CMCC-CESM)
sono stati post-processati ed un insieme selezionato di variabili (seguendo
specifiche CMIP5 per frequenze e scelta dei campi) sono state convertite in
formato netcdf CMOR2, includendo nei file netcdf
estese informazioni
aggiuntive sotto forma di metadati.
Inoltre, per il modello EC-Earth (ISAC-CNR) una serie di variabili di interesse per
l’applicazione in studi sulla copertura nevosa e sugli estremi di precipitazione e
temperatura, non incluse negli archivi CMIP5, è stata estratta ad alta risoluzione
temporale (3hr).
18
Sottoprogetto 2
Sono stati raccolti i file di output di una serie di simulazioni climatiche effettuate
da ISAC-CNR presso CASPUR con il modello globale ECHAM-HAM 5.5, che include
il modulo di trasporto e dinamica degli aerosol HAM2. Questi file sono stati resi
disponibili in un archivio centrale presso ISAC-CNR.
A partire dagli output modellistici delle simulazioni di scenario EC-Earth sono
state preparate specifiche condizioni al contorno, nei periodi 1960-2005
(storico) e 2006-2050 (scenari RCP 4.5, 8.5 e 2.6), e trasmesse all’ICTP per
essere usate per l’effettuazione di simulazioni con un modello climatico
regionale idrostatico per l’area di interesse dell’HKKH.
Presso il CMCC, sono state preparate le condizioni al contorno per condurre
simulazioni ad alta risoluzione (7 km) per l’area Alpina da eseguire col modello
atmosferico ad area limitata COSMO-CLM.
Presso tutti i centri partner del WP2.5 sono stati installati server dati THREDDS,
al fine di fornire rapido accesso ai dati disponibili agli altri partecipanti al
progetto ed in preparazione dell’infrastruttura necessaria per l’accesso ai dati
attraverso un portale generale. I server implementano il protocollo OpenDAP,
che fornisce accesso ad un catalogo completo di metadati sui file grigliati
disponibili, un fileserver http che permette l’accesso ai file grigliati originali ed
uno strumento di ‘subsetting’ che permette di selezionare sottodomini spaziali
ed intervalli temporali per le variabili di interesse. I dettagli tecnici
sull’implementazione sono stati condivisi e discussi dai partecipanti al WP nel
corso dei meeting di progetto tenuti durante il primo anno.
A titolo esemplificativo, di seguito riportiamo la descrizione del sistema per
l’archiviazione e per la diffusione dati sviluppato e implementato presso il
CASPUR, rappresentativo della tipologia di sistemi implementati presso ognuno
dei centri partner del WP. L’infrastruttura utilizzata per NextData comprende un
tipico supercalcolatore a memoria distribuita basato su processori tradizionali
X86 e un sistema di server per il servizio di I/O intensivo (e per i servizi di
accesso esterno, virtualizzazione e DBMS) i quali sono interfacciati ad un
sottosistema di storage di classe Enterprise.
Schematicamente in Figura 1 viene riportato il diagramma a blocchi dell’intera
infrastruttura hardware:
19
Sottoprogetto 2
Supercomputer
Storage
Enterprise
Servers
IBswitch
FCswitch
VirtualFC
Figura 1. Diagramma a blocchi dell’infrastruttura ICT/HPC per NextData.
L’infrastruttura di calcolo e di storage ad altissime prestazioni rappresentata in
Figura 1 ha consentito di supportare tutte le simulazioni previste a CASPUR e di
iniziare ad immagazzinare i dati provenienti da simulazioni realizzate altrove. Il
trasferimento della gran mole di dati disponibili altrove ha fortemente
beneficiato della rete della ricerca GARR, rete della quale CASPUR è uno dei nodi
strategici. Questa sinergia tra CASPUR e GARR ha garantito e garantirà agli
utenti NextData una ampiezza di banda disponibile e un supporto specialistico e
continuativo per la risoluzione di problematiche legate ad interruzioni,
bottlenecks e trasferimento di dati massivi (dell’ordine di terabytes di dati).
20
Sottoprogetto 2
Per rendere successivamente accessibili i dati computazionali censiti e/o
prodotti all’interno del progetto NextData all’intera comunità scientifica
interessata si è deciso di utilizzare il THREDDS Data Server (TDS) versione 4.2,
dove THREDDS è acronimo di Thematic Real-time Environmental Distributed
Data Services.
Il TDS è un web server che fornisce accesso a dati e metadati di tipo scientifico,
usando differenti protocolli per accedere i dati remoti, tra i quali OPeNDAP, OGC
WMS e WCS, HTTP. Il Thredds data server si appoggia al web server open source
Apache Tomcat, che è una implementazione delle tecnologie Java Servlet e
JavaServer Pages. Il modo in cui lavora il TDS è rappresentato in Figura2.
Servlet Container
THREDDS Server
• catalog.xml
•
WCS
• OPeNDAP
•HTTPServer
•
•
•
WMS
NetCDF-Java library
Remote Access
Client
configCatalog.xml
IDD Data
Datasets
Figura 2: schema di rappresentazione del Thredds data server (TDS) utilizzato per fornire l’accesso a dati e metadati di
tipo scientifico, usando differenti protocolli per accedere i dati remoti, tra i quali OPeNDAP, OGC WMS e WCS, HTTP
Al CASPUR è stato installato il TDS 4.2.10 con protocollo OPeNDAP; la versione
utilizzata di Apache Tomcat è la 7.0.30 e di Java la 1.7. La macchina su cui è
attualmente installato il TDS è bl102.caspur.it, che è una macchina con 4
processori Dual-Core AMD Opteron a 2,8 Ghz. I dati sono, invece, materialmente
presenti sul Supercomputer CPU e resi disponibili da un file system di tipo
Lustre, che permette di accedere da diversi computer ai file contenuti su un
computer remoto tramite rete, potenzialmente in simultanea. Più precisamente
Lustre è un file system parallelo distribuito ad alte prestazioni in grado di
supportare reti di cluster con migliaia di nodi e petabyte di dati da
immagazzinare. Il file system risiede sul sistema di storage Enterprise di
capacità complessiva superiore a 1PB descritto in precedenza. In particolare è
stata implementata la struttura descritta nella figura seguente.
I risultati modellistici resi disponibili dai partner del WP (descritti in dettaglio nel
deliverable D2.5.1) sono in corso di trasferimento sui rispettivi server THREDDS
per essere resi disponibili.
21
Sottoprogetto 2
3.3 Attività di formazione.
Presso l’ISAC-CNR, nel corso del primo anno, e` stata supervisionata una tesi di
Laurea Magistrale sulla validazione di campi di precipitazione in EC-Earth a scala
globale attraverso il confronto con dati satellitari e da stazioni di misura
disponibili.
Inoltre, sempre presso l’ISAC-CNR, e` stata supervisionata una tesi di laurea di
primo livello sul confronto, nell’area dell’Italia nord-occidentale, della
precipitazione e della temperature al suolo nelle simulazioni EC-Earth nel
periodo storico con osservazioni disponibili da stazioni di misura e sull’analisi dei
trend e delle statistiche di precipitazione e temperature negli scenari futuri.
Presso ISAC-CNR è stata anche attivata una Borsa Post-Laurea sullo sviluppo e
l’utilizzo di tecniche di downscaling stocastico applicate a modelli di clima.
Presso l’ICTP, invece, nel Maggio 2012 si e` svolto un workshop di presentazione
delll'ultima versione del modello RegCM (RegCM4). Durante il workshop sono
state tenute sia lezioni teoriche sia sessioni di esercitazioni/laboratorio, cui
hanno partecipato circa 90 studenti. Inoltre, 5 studenti sono stati invitati all’ICTP
per un periodo di 6 mesi per effettuare le simulazioni del punto 3.1 e iniziare la
loro analisi.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione.
L'uso di tecniche di downscaling stocastico per studi di impatto di cambiamenti
climatici è stato discusso in specifiche riunioni con rappresentanti della World
Bank e della InterAmerican Development Bank a Washington DC, USA, nel
maggio 2012. Sono stati tenuti diversi incontri sull'uso di tecniche di
downscaling stocastico con rappresentanti di enti territoriali (per esempio, ARPA
Piemonte).
3.5 Partecipazione a conferenze.
I risultati scientifici ottenuti dall’ISAC-CNR nell’ambito di questo WP sono stati
presentati ai seguenti workshop e conferenze:

International meeting with EC-Earth contributors/users in Reading,
UK. Maggio 30 - 31, 2012.

ECRA (European Climate Research Alliance) workshop: "Changes in
the hydrological cycle", CNR-DTA, Roma, 5-6 Marzo 2012.

Workshop: "Orographic Precipitation and Climate Change", NCAR,
Boulder, 13-15 Marzo 2012.

European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2012,
Vienna, 22-27 Aprile 2012.

Workshop: "Contribution of science and cooperation to the
sustainable development of the Central Karakorum National Park",
Islamabad, 4-7 Giugno 2012.

6th HYMEX Workshop, Primosten, Croazia, 7-10 Maggio 2012

ECSAC 2012: CLIMATE CHANGE: marine and mountain ecosystems
in the Mediterranean region, XII International Conference on Science, Arts
and Culture, Veli Lošinj, Croazia, 27-30 Agosto 2012.

Conferenza MED-Clivar 2012: “The climate of the Mediterranean
region: understanding its evolution and effects on environment and
societies”, 26-28 Settembre 2012.
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento:
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
22
Sottoprogetto 2
Un grande volume di dati climatici (simulazioni e ri-analisi) e` stato prodotto,
organizzato e censito durante il primo anno del progetto. I risultati di questo
lavoro sono riassunti e descritti nel deliverable di progetto D2.5.1 (Relazione sul
censimento delle simulazioni climatiche)m regolarmente completato nel corso
del primo anno.
4.2 Pubblicazioni
 Parodi A., von Hardenberg J., Provenzale A., Emergence of large-scale
patterns in moist atmospheric convection, submitted to Journal of
Geophysical Reasearch – Atmospheres.
 D. D’Onofrio, E. Palazzi, J. von Hardenberg, A. Provenzale, V. Artale, S.
Calmanti, “Stochastic rainfall downscaling of a regional climate model
over north-western Italy”, in preparazione, da inviare alla rivista “Journal
of Hydrometeorology”.
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
Un elenco dettagliato degli output modellistici e di ri-analisi e` fornito dal
deliverable di progetto D2.5.1
4.3 Deliverables completati
Nel corso del primo anno di progetto sono stati regolarmente completati i
deliverable:
D2.5.1 (PM12): Relazione sul censimento delle simulazioni climatiche
D2.5.2 (PM12): Relazione sulle “scientific questions”
previsti dalle attività di progetto.
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati.
Nel corso del primo anno di attività del progetto, non si sono verificati particolari
scostamenti nelle attività di WP effettivamente svolte rispetto a quelle pianificate.
6. Attività previste per il periodo successivo
Nel corso del secondo anno di progetto si prevede, con il contributo di tutti i partner,
di:
 continuare la produzione di simulazioni numeriche globali e regionali mirate alle
regioni d’interesse del progetto, che includano la dinamica degli aerosol;
 completare la messa a disposizione del contenuto dell’archivio di dati numerici,
con particolare attenzione per l’area mediterranea, la regione alpina e la
regione HKKH;
 implementare modelli numerici a scala locale, non idrostatici, per la simulazione
della dinamica climatica e ambientale in zone montane con orografia
complessa;
 sviluppare ulteriormente le tecniche di downscaling stocastico e statistico;
 organizzare due incontri semestrali dei ricercatori del progetto, relativi agli
scenari climatici e alla fruibilità dei dati numerici.
23
Sottoprogetto 2
WP 2.6 - Portale dei accesso ai dati e studi pilota di utilizzo
dei dati
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
 Definizione delle caratteristiche informatiche del Portale Generale di accesso ai
dati, delle metodiche di armonizzazione e delle procedure di accesso ai diversi
sottoarchivi che saranno compresi nel portale, provenienti sia dai gruppi
coinvolti nel progetto che da altre realtà.
 Primo incontro annuale di tutti i ricercatori e tecnici coinvolti nel progetto per
discutere le esigenze di accesso ai dati e per definire gli studi pilota da iniziare
durante il primo anno.
 Inizio dei primi studi pilota, che includono le risorse idriche nella zona HimalayaKarakorum e interazione fra monsone e perturbazioni delle medie latitudini; i
cambiamenti nella copertura nevosa e nel ciclo idrologico sulle Alpi e sugli
Appennini; l'analisi dei cambiamenti della biodiversità terrestre in zone d’alta
quota; lo sviluppo e applicazione di tecniche di downscaling stocastico alle
simulazioni climatiche.
 Sarà organizzata una struttura per svolgere corsi estivi di livello dottorale e
post-dottorale dedicati all’analisi dei cambiamenti climatici e ambientali in
ambiente montano e alla dinamica dell’ambiente d’alta quota.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Il Deliverable D2.6.1: Relazione sui risultati dello studio pilota, previsto per la fine del
primo anno, è in fase di preparazione e verrà completato con i risultati dei prossimi
mesi e consegnato come previsto nel piano Esecutivo.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Sono iniziate le attività di ricerca di tutti gli studi pilota previsti per il primo
periodo di attività, riportate in dettaglio nel seguito con una scheda per
ciascuno degli studi pilota.
La prima riunione generale dei partecipanti al Progetto NextData si è tenuta
nella sede del Dipartimento Terra e Ambiente del CNR a Roma il 23 gennaio
2012. Si sono poi succedute numerose riunioni, specifiche dei vari studi pilota e
per la definizione del sito web e delle caratteristiche del Portale Generale. Come
previsto nel Piano Esecutivo, il disegno del Portale Generale e
dell'interoperabilità degli archivi sarà oggetto di una specifica procedura di
evidenza pubblica aperta che sarà pubblicata entro la fine del primo anno.
A causa della sua importanza, è stato anticipato l'inizio dello studio pilota sullo
sviluppo e utilizzo di tecniche di downscaling ai risultati delle simulazioni
climatiche, focalizzando inizialmente l'attenzione sui metodi di downscaling
stocastico.
Sono stati identificati nuovi studi pilota da iniziare nel secondo anno, che
includono la realizzazione del nuovo catasto generale dei ghiacciai italiani e
l'analisi degli effetti dei cambiamenti climatici sulla vegetazione in zone
montane.
Sono in corso accordi di collaborazione di ricerca e accesso ai dati fra il Progetto
NextData e il programma HyMeX, la European Climate Research Alliance e
ICIMOD.
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
24
Sottoprogetto 2
E' stato realizzato il sito web del Progetto NextData, che include il collegamento
al Portale Generale, in via di costruzione e la cui apertura ai partecipanti al
progetto è prevista alla fine del secondo anno.
Sono state identificate le caratteristiche del Portale Generale, suddiviso nei due
principali archivi di dati al suolo (basato su GeoNetwork) e di dati grigliati, di
rianalisi e simulazioni numeriche (che utilizzerà server THREDDS).
3.3 Attività di formazione
Sono stati banditi due Assegni di Ricerca, due Borse di Studio e una Borsa di
Dottorato di Ricerca su tematiche legate agli studi pilota del Progetto NextData.
E' stato dato un contributo scientifico e organizzativo al Corso "Climate, aerosols
and the cryosphere", XX corso della Scuola internazionale "Fundamental
Processes in Geophysical Fluid Dynamics and the Climate System", giugno
2012, Valsavarenche (AO). E' in corso di preparazione il XXI corso della stessa
Scuola internazionale, che sarà intitolato "Climate Change and the Mountain
Environment" e sarà organizzato nell'ambito del Progetto NextData nel giugno
2013, come primo passo per la creazione di una struttura per corsi dottorali e
post-dottorali dedicati al clima e all'ambiente montano.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Il Progetto di Interesse NextData è stato presentato in diversi contesti sia
scientifici che di pubblico generale. In particolare, il progetto è stato presentato
all'Accademia delle Scienze di Torino, a RAI Parlamento, a ICIMOD (Nepal), alla
Nepal Academy of Sciences and Technology (NAST), alla European Climate
Research Alliance (ECRA), all'Università di Barcellona, alla riunione dello
International Group of Funding Agencies (IGFA), a rappresentanti del Belmont
Forum, alla World Bank e alla InterAmerican Development Bank a Washington. Il
Progetto è stato presentato anche in diverse conferenze divulgative sul clima e i
suoi impatti in scuole e musei. E' in corso la traduzione in inglese del volume
"Che cosa è il Global Warming", per la distribuzione gratuita nelle scuole medie
del Nepal e del Nord del Pakistan (Karakorum). Sono state tenute svariate
conferenze divulgative sui cambiamenti climatici in zone montane, che hanno
permesso di presentare al pubblico generico e alle scuole il progetto NextData.
3.5 Partecipazione a conferenze
Le attività degli studi pilota sono state presentate a diverse conferenze, come
illustrato nelle schede specifiche.
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
Gli studi pilota hanno prodotto i primi risultati, descritti in dettaglio nelle schede
specifiche.
4.2 Pubblicazioni
Sono state inviate due pubblicazioni a riviste scientifiche specializzate. Le
pubblicazioni sono ora in corso di revisione.
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
Descritto nelle schede specifiche per gli studi pilota.
4.3 Deliverables completati
25
Sottoprogetto 2
Non erano previsti deliverable da consegnare prima della fine del primo anno. I
risultati delle attività sino ad ora svolte saranno integrati con quelli delle attività
future per completare il deliverable D2.6.1 da consegnare alla fine del primo
anno.
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
Non si sono riscontrate criticità né scostamenti rispetto a quanto previsto nel piano
Esecutivo del progetto per il primo periodo di attività.
6. Attività previste per il periodo successivo
Verranno continuati gli studi pilota in corso e verrà attivato lo studio pilota sulla
preparazione della simulazione multi-secolare per il bacino del Mediterraneo.
Verranno attivate le procedure di evidenza pubblica relative all'attivazione dei nuovi
studi pilota e al coinvolgimento delle strutture che parteciperanno al loro svolgimento.
Sarà identificata mediante procedura di evidenza pubblica la struttura che realizzerà il
Portale Generale di accesso ai dati. Sarà completata la relazione generale sulle attività
del primo anno e primi risultati degli studi pilota.
26
Sottoprogetto 2
WP 2.6 - Studio pilota su
Risorse idriche nella zona Himalaya-Karakorum (HKKH) e interazione fra
monsone e perturbazioni delle medie latitudini
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
Le attività descritte in questo report riguardano lo studio pilota “Risorse idriche nella
zona Himalaya-Karakorum (HKKH) e interazione fra monsone e perturbazioni delle
medie latitudini”, previsto nell’ambito del WP 2.6. Questo studio pilota utilizza gli
archivi di dati osservativi e modellistici messi a disposizione nell’ambito del progetto
per studiare il problema scientifico dell’interazione tra circolazione tropicale e
circolazione delle medie latitudini nella regione HKKH e per effettuare studi di impatto
sulla disponibilità di risorse idrica presente e futura in Karakorum e Himalaya.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Deliverable D2.6.1: Relazione sui risultati dello studio pilota.
Questo deliverable, previsto per la fine del primo anno, è in fase di preparazione; verrà
completato con i risultati dei prossimi mesi e consegnato come previsto nel Piano
Esecutivo.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
E' stata effettuata l'analisi della precipitazione nella regione HKKH, utilizzando
vari dataset di precipitazione sia osservativi che provenienti da simulazioni
effettuate con un modello globale di clima (GCM), realizzate presso ISAC-CNR. In
particolare, sono stati analizzati dati provenienti da stazioni al suolo interpolati
su griglie regolari e raccolti in archivi dedicati (i datasets APHRODITE, CRU,
GPCC), dati satellitari (TRMM), dataset che combinano informazione al suolo con
dati satellitari (archivio GPCP), dati di rianalisi (ERA-Interim) e precipitazione
prodotta dal GCM EC-Earth. Sono state identificate due specifiche sotto-regioni
dell’HKKH: HKK (Hindu-Kush Karakorum) e Himalaya, che differiscono in termini
di circolazione a larga scala, pattern e stagionalità della precipitazione e, tra le
altre caratteristiche, dinamica dei ghiacciai. Nello specifico si è analizzato il ciclo
annuale della precipitazione (ove possibile, distinguendo i contributi pioggianeve), la variabilità interannuale e i trend a lungo termine. I vari dataset
osservativi sono stati confrontati tra loro mettendo in evidenza i rispettivi bias. Il
modello EC-Earth è stato valutato/validato nella regione HKKH mediante
confronto con gli altri dataset. Il modello è stato utilizzato anche per analizzare i
trend futuri di precipitazione nelle due sotto-regioni in due diversi scenari di
emissioni future, definiti dall’IPCC (RCP 4.5 e RCP 8.5).
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
I potenziali aspetti applicativi di questo studio pilota sono stati discussi in
specifiche riunioni con la World Bank, con ICIMOD, con rappresentati degli enti
territoriali e del governo del Pakistan, con il Dipartimento di Idrologia e
Meteorologia del Nepal e con l'Accademia delle Scienze e della Tecnologia del
Nepal.
3.3 Attività di formazione
Partendo dall’analisi della precipitazione in HKKH (descritta in 3.1) è stata svolta
una Tesi di Laurea Specialistica in Fisica sul ruolo delle perturbazioni alle medie
latitudini in Karakorum e il loro impatto sulla precipitazione invernale in tale
27
Sottoprogetto 2
regione. Questo lavoro è stato effettuato utilizzando dati di precipitazione, venti,
umidità specifica e calcolando l’indice di tele connessione NAO nelle rianalisi
ERA-Interim e nei dati del modello EC-Earth.
E' stato bandito un Assegno di Ricerca per l'analisi dei cambiamenti del
Monsone indiano.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Le attività nell'ambito del progetto pilota "Risorse idriche nella zona HimalayaKarakorum (HKKH) e interazione fra monsone e perturbazioni delle medie
latitudini" sono state presentate alla Scuola estiva organizzata da ISAC-CNR a
Valsavarenche, Valle d’Aosta (XX edizione della Alpine Summer School, tema
“Climate, aerosols and the Cryosphere”), giugno 2012.
3.5 Partecipazione a conferenze
Le attività svolte nell’ambito di questo studio pilota sono state presentate in
occasione delle seguenti conferenze scientifiche/workshop:
 Workshop ECRA (European Climate Research Alliance): “Changes in the
hydrological cycle”, CNR, Roma, 5-6 Marzo 2012.
 Workshop: “Orographic Precipitation and Climate Change”, NCAR,
Boulder, 13-15 Marzo 2012.
 European Geosciences Union (EGU), General Assembly 2012, Vienna, 2227 Aprile 2012.
 Workshop: “Contribution of science and cooperation to the sustainable
development of the Central Karakorum National Park”, Islamabad 4-7
Giugno 2012.
 VI conferenza della Nepal Academy of Science and Technology a
Kathmandu (settembre 2012).
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
Abbiamo utilizzato i dati di precipitazione disponibili da vari dataset grigliati
(osservazioni di vario tipo e GCM, vedere 3.1), caratterizzati da diverse
risoluzioni spaziale e temporale. Questi dati sono stati analizzati per due
specifiche sotto-regioni dell’HKKH (HKK e Himalaya) oggetto del nostro studio.
Per ogni sotto-regione e ogni dataset sono stati creati file di dati di tipo NetCDF
contenenti:
 La media spaziale della precipitazione alla risoluzione spazio-temporale
originaria del dataset considerato e alla risoluzione mensile.
 La precipitazione (pixel per pixel) alla risoluzione originale del dataset
considerato e mensile.
 Ove possibile il contributo della neve è stato separato da quello della
pioggia.
4.2 Pubblicazioni
Questo studio è oggetto di un articolo scientifico inviato alla rivista “Journal of
Geophysical Research”, dal titolo "Precipitation in the Hindu-Kush Karakoram
Himalaya: observations and future scenarios", autori: Elisa Palazzi, Jost von
Hardenberg, and Antonello Provenzale. L’articolo è stato valutato dai revisori e
in ottobre 2012 è stata inviata la revisione. In attesa del responso finale.
28
Sottoprogetto 2
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
I dataset grigliati utilizzati per questo studio pilota sono disponibili agli altri
partecipanti al progetto NextData.
4.3 Deliverables completati
Non erano previsti deliverable da consegnare prima della fine del primo anno. I
risultati delle attività sino ad ora svolte saranno integrati con quelli delle attività
future per completare il deliverable D2.6.1 da consegnare alla fine del primo
anno.
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
Non si riscontrano particolari criticità né scostamenti rispetto a quanto previsto nel
Piano Esecutivo del progetto per questo primo periodo di attività.
6. Attività previste per il periodo successivo
Si prevede di approfondire l’analisi iniziata nell’ambito della tesi di laurea specialistica
sopra menzionata, supervisionata presso ISAC-CNR, sull’interazione tra le
perturbazioni delle medie latitudini (Western Weather Patterns) e il monsone indiano in
HKKH. In particolare, ci si propone di indagare come le perturbazioni da occidente
determinano la stagionalità e l’ammontare delle precipitazioni in Karakorum e di
studiare i meccanismi specifici associati ai Western Weather Patterns (ad es., dove i
venti raccolgono umidità, dove piove maggiormente, che tipo di precipitazione, etc.).
29
Sottoprogetto 2
WP 2.6 - Studio pilota su
Analisi dei cambiamenti della biodiversità terrestre in zone d’alta quota
(resp. R. Viterbi, Parco Nazionale Gran Paradiso)
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
Le attività descritte in questo report riguardano l’avvio dello studio pilota dedicato alla
identificazione, raccolta e analisi dei dati esistenti sulla biodiversità terrestre nelle Alpi
nord-occidentali italiane e alla conduzione di nuove campagne di misura e
monitoraggio della biodiversità montana nel 2012 e 2013, come previsto nell’ambito
del WP 2.6.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Deliverable D2.6.1: Relazione sui risultati dello studio pilota.
Questo deliverable, previsto per la fine del primo anno, è in fase di preparazione; verrà
completato con i risultati dei prossimi mesi e consegnato come previsto nel piano
Esecutivo.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
 Sono state eseguite le seguenti operazioni.
 Accesso
ai
dati
dei
monitoraggi
precedenti:
ottenimento
dell'autorizzazione da parte dei rispettivi Enti di Gestione dei Parchi
all'utilizzo dei dati derivanti dai monitoraggi precedenti (biennio 20072008) per l'analisi dei pattern di biodiversità e l'esecuzione di simulazioni
modellistiche. Tali dati sono resi disponibili per il confronto con i dati
raccolti all'interno di NextData (2012-2013).
 -Predisposizione dei dataset di dati biologici. Le banche dati sono in
questo modo pronte per l'inserimento nel Portale Generale. Per ciascuna
tipologia di dato biologico sono stati stabiliti i metadati indispensabili per
una loro precisa identificazione.
 Analisi statistica dei dataset biologici derivanti dalle operazioni di
monitoraggio del biennio 2007-2008. Tali dati sono stati analizzati al fine
di individuare le principali variabili in grado di spiegare la distribuzione
della biodiversità animale in ambiente alpino e di individuare quali habitat
e quali specie sono maggiormente influenzate dalle variabili climatiche e
quindi più vulnerabili in un'ottica di cambiamento climatico.
 Conduzione di nuove campagne sul terreno di monitoraggio e misura
della biodiversità animale terrestre nel Parco Nazionale Gran Paradiso, nel
Parco Naturale Alpe Veglia e Devero e nel Parco Naturale Alpi Cozie (area
Parco Orsiera-Rocciavrè).
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
Sono stati affrontati, in specifiche riunioni, i problemi legati all'interoperabilità
degli archivi di dati biologici (con specifiche esigenze di descrizione dei
metadati) rispetto agli archivi di dati atmosferici e climatici.
3.3 Attività di formazione
E' stato conferito un Assegno di Ricerca della durata di un anno e di una Borsa
di Studio annuale da parte di ISAC-CNR.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
30
Sottoprogetto 2
Attività di formazione degli studenti presso l'Università di Genova - campus di
Savona (maggio 2012). Seminario presso il Museo Regionale di Scienze Naturali
di Torino su cambiamenti climatici e biodiversità in ambiente montano.
3.5 Partecipazione a conferenze
 Workshop "Il valore della biodiversità - L'Osservatorio Regionale della
Biodiversità: uno strumento di conservazione attiva." - Aosta, 22 maggio
2012 - Poster, dal titolo: "A multi-taxa approach to study mountain
ecosystems: developing an exportable, long term monitoring
programme".
 Convegno "Giornate transfrontaliere di scambio tecnico-scientifico Inventario Biologico Generalizzato Mercantour/Alpi Marittime" Barcelonette, 17-18 settembre 2012 - Conferenza plenaria, dal titolo:
"Monitoraggio della biodiversità animale sulle Alpi Occidentiali Italiane: un
approccio multitassonomico".
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
Nell'estate 2012 è stata condotta la nuova campagna di misura e monitoraggio
della biodiversità terrestre animale nelle tre zone protette oggetto dello studio
pilota (Parco Nazionale Gran Paradiso, Parco Alpe Veglia e Devero, Parco Alpi
Cozie).
Un importante risultato ottenuto in questa fase del progetto è stato
l'organizzazione dei dati relativi ai monitoraggi del biennio 2007-2008 in una
banca dati idonea all'analisi statistica e al confronto con i dati attualmente in
fase di raccolta (biennio 2012-2013).
L'analisi statistica dei dati del monitoraggio 2007-2008 ha mostrato, in
particolare, come la ricchezza specifica e la composizione di comunità degli
invertebrati siano fortemente influenzate dalle condizioni micro-climatiche,
suggerendo una loro potenziale vulnerabilità alle variazioni di temperatura.
Inoltre, è stato osservato come l'orizzonte alpino, pur avendo un numero di
specie inferiore rispetto alle quote più basse, è caratterizzato da una
percentuale maggiore di specie con interesse conservazionistico e con elevata
sensitività climatica (e.g., specie microterme, stenoecie, con ridotta capacità di
dispersione, con distribuzione geografica limitata).
4.2 Pubblicazioni
E' stato invito a Community Ecology il lavoro "Patterns of biodiversity in
northwestern Italian Alps: a multi-taxa approach" di Viterbi, Cerrato, Bassano,
Bionda, von Hardenberg, Provenzale, Bogliani.
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
I dati delle campagne di monitoraggio 2007-2008 sono disponibili ai partecipanti
al progetto. I dati ottenuti nel 2012 sono in fase di elaborazione e verranno resi
disponibili nei prossimi mesi.
4.4 Deliverables completati
Non erano previsti deliverable da consegnare prima della fine del primo anno. I
risultati delle attività sino ad ora svolte saranno integrati con quelli delle attività
future per completare il deliverable D2.6.1 da consegnare alla fine del primo
anno.
31
Sottoprogetto 2
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
Lo svolgimento di questo studio pilota è in pieno accordo con quanto previsto dal
Piano Esecutivo.
6. Attività previste per il periodo successivo
Nel periodo successivo sono previste le seguenti attività:
verifica dell'idoneità delle banche dati all'inserimento nel Portale Generale e
dell'efficacia delle stesse, sia in termini di completezza dei metadati, sia per quanto
riguarda l'accessibilità delle informazioni (gennaio 2013);
primo confronto per alcuni gruppi tassonomici dei dati raccolti durante la stagione di
campo 2012 con quelli derivanti dai monitoraggi precedenti (2007-2008), per
verificare l'esistenza di eventuali variazioni e per verificare la veridicità delle previsioni
modellistiche (estate 2013);
simulazione della risposta della biodiversità animale terrestre nelle Alpi italiane nordoccidentali a cambiamenti nelle temperature massime e minime.
32
Sottoprogetto 2
WP 2.6 - Studio pilota su
Cambiamenti nella copertura nevosa e nel ciclo idrologico
sulle Alpi e sugli Appennini
1. Attività prevista e risultati attesi (come indicato sul Piano Esecutivo,
inclusi i milestones)
Questo rapporto riguarda lo studio pilota "Cambiamenti nella copertura nevosa e nel
ciclo idrologico sulle Alpi e sugli Appennini", che comprende il supporto a specifiche
stazioni e campagne di misura, la raccolta e analisi di dati di neve, l'analisi dei dati,
l'implementazione dei modelli di copertura nevosa e la stima della precipitazione
solida in aree d'alta quota.
2. Deliverables previsti per il periodo di riferimento
Deliverable D2.6.1: Relazione sui risultati dello studio pilota.
Questo deliverable, previsto per la fine del primo anno, è in fase di preparazione; verrà
completato con i risultati dei prossimi mesi e consegnato come previsto nel piano
Esecutivo.
3. Attività effettivamente svolta durante il periodo di riferimento
3.1 Attività di ricerca
Uno degli obiettivi di questo studio pilota è fornire una proiezione delle
caratteristiche della neve (profondità, densità e copertura) in diversi scenari di
cambiamento climatico, prodotti sia con modelli globali (ad esempio, EC-Earth),
sia con modelli regionali innestati nei modelli globali (RegCM, COSMO, WRF,
etc). Un passo fondamentale è costituito dalla definizione della metodologia che
permette di ottenere le proiezioni climatiche più affidabili. A questo riguardo,
sono state individuate diverse possibilità e non è ovvio quale fornisca i risultati
migliori, per cui è necessario valutarle attraverso un'analisi comparativa. La
prima strada è utilizzare direttamente le proiezioni di neve del modello climatico
(dove il modulo suolo-neve è interattivo con l'atmosfera); una seconda
possibilità è utilizzare in modalità off-line vari modelli dinamici o empirici (eg,
modelli ad uno o più strati, degree-day), forzati dalle variabili atmosferiche
prodotte dai modelli (temperatura, precipitazione, radiazione incidente, etc). Per
sapere quale metodo è più opportuno utilizzare è necessario validare le stime di
neve prodotte dai diversi modelli, sia empirici che dinamici, sui dati osservati
durante un periodo di controllo.
3.2 Sviluppi applicativi, tecnologici e informatici
Sono state organizzate riunioni con i rappresentanti di alcuni enti territoriali
(ARPA Piemonte, ARPA Valle d'Aosta), durante le quali sono stati affrontati i
problemi legati ai possibili cambiamenti della copertura nevosa e l'applicazione
dei risultati che saranno forniti dallo studio pilota.
3.3 Attività di formazione
E' stato conferito un Assegno di Ricerca Post-Soc della durata di un anno da
parte di ISAC-CNR.
3.4 Attività di disseminazione e divulgazione
Sebbene sia troppo presto per disseminare i risultati dello studio pilota, il
problema dei cambiamenti nella copertura nevosa montana è stato discusso in
diverse conferenze divulgative per il pubblico generale e nelle scuole.
3.5 Partecipazione a conferenze
33
Sottoprogetto 2
E' stato organizzato un incontro fra i partner del Progetto NextData e gruppi
esterni, sul tema specifico dei cambiamenti della copertura nevosa, della
modellistica relativa e della misura della precipitazione solida. Hanno
partecipato rappresentanti del Politecnico di Torino, dell'Università di Torino,
della Fondazione CIMA, di ARPA Piemonte e di ARPA Valle d'Aosta.
Partecipazione alla Conferenza MED-Clivar 2012: “The climate of the Mediterranean
region: understanding its evolution and effects on environment and societies”, 26-28
Settembre 2012.
4. Risultati ottenuti durante il periodo di riferimento
4.1 Risultati specifici (banche dati, risultati delle misure, output di modelli, etc)
Durante i primi mesi del progetto sono state valutate le stime di spessore del
manto nevoso ottenute dal modello climatico globale EC-Earth sul periodo di
controllo 1979-2009. A tale scopo sono stati confrontati i campi medi mensili di
spessore del manto nevoso con il dataset di re-analisi ERA-Interim dell'ECMWF,
generato attraverso un modello numerico che assimila i dati osservati. ERAInterim ha una copertura globale, dunque permette di effettuare studi focalizzati
su tutte le catene montuose di interesse al progetto NextData. Attualmente è
stato portato a termine il confronto sulle Alpi e sulla regione HKKH e nei
prossimi mesi i risultati verranno comparati con quelli ottenuti dagli output dei
modelli climatici regionali.
Parallelamente è stata fatta una ricerca bibliografica sui modelli esistenti in
grado di stimare lo spessore della neve al suolo, la sua densità e l'equivalente in
acqua. Sono stati studiati due modelli dinamici ad uno strato, H-Tessel e UTOPIA.
In particolare, riguardo a quest'ultimo, sono stati presi accordi con gli autori al
fine di utilizzare modello e testarlo sulle Alpi Piemontesi.
4.2 Pubblicazioni
Non sono state inviate pubblicazioni poiché lo studio pilota è appena iniziato.
4.3 Disponibilità di dati e output modellistici (formato, supporto, etc)
I dati delle campagne di monitoraggio 2007-2008 sono disponibili ai partecipanti
al progetto. I dati ottenuti nel 2012 sono in fase di elaborazione e verranno resi
disponibili nei prossimi mesi.
4.4 Deliverables completati
Non erano previsti deliverable da consegnare prima della fine del primo anno. I
risultati delle attività sino ad ora svolte saranno integrati con quelli delle attività
future per completare il deliverable D2.6.1 da consegnare alla fine del primo
anno.
5. Commento su eventuali scostamenti fra attività/risultati/deliverables
previsti ed effettivamente realizzati
Lo svolgimento di questo studio pilota è in pieno accordo con quanto previsto dal
Piano Esecutivo.
6. Attività previste per il periodo successivo
Per prossimo periodo progettuale è in programma il confronto con altri modelli di neve,
sia empirici che dinamici, forzati dalle variabili meteorologiche osservate: verranno
considerati i modelli dinamici e empirici di tipo degree-day. Si cercheranno almeno due
siti di studio sulle Alpi occidentali, su cui confrontare i modelli. Sarà infine importante
estendere il confronto al caso in cui i modelli fossero forzati dalle rianalisi (globali o
34
Sottoprogetto 2
regionali come il grigliato OI per l'Italia nord-occidentale prodotto da ARPA Piemonte),
perché in seguito verranno usati dati grigliati da modello.
35