Come prevedere gli eventi climatici in mare? Le proposte di Cmcc

Gli esperti di previsioni marine devono fronteggiare ogni giorno la sfida di realizzare previsioni per un ambiente, quello marino, molto complesso e in costante cambiamento

Bollettini giornalieri, una maggiore risoluzione dei modelli e nuovi schemi di parametrizzazione: i nuovi prodotti scientifici implementati dal servizio marino europeo di Copernicus Cmems per le nuove previsioni operative per il Mar Mediterraneo e il Mar Nero del, realizzati da un team di ricercatori della Fondazione Cmcc, saranno fondamentali anche per le operazioni di protezione civile.

La difficoltà delle previsioni nell'ambiente marino
Gli esperti di previsioni marine devono fronteggiare ogni giorno la sfida di realizzare previsioni per un ambiente, quello marino, molto complesso e in costante cambiamento: applicando la scienza del mare, le conoscenze e le abilità tecnologiche più avanzate, producono previsioni dello stato dell’oceano. Le previsioni operative sono rilasciate ogni giorno quasi in tempo reale (o, come si dice in gergo, in near real time), e si basano su modelli numerici che predicono come l’oceano cambierà nel tempo e nello spazio, grazie a una serie di equazioni che descrivono una grande varietà di processi fisici, come le interazioni con le onde, l’atmosfera e la superficie terrestre. Le previsioni marine forniscono informazioni su molti parametri dell’oceano, inclusi temperatura del mare, salinità, correnti, livello del mare, maree. Le osservazioni marine, ottenute sia da piattaforme in-situ che da satellite, sono utilizzate, tramite un sistema di assimilazione dati, per produrre le analisi dell’oceano, da utilizzare come condizioni iniziali dei modelli di previsione oceanici. Tutte queste informazioni sono utilizzate per realizzare servizi e applicazioni per supportare le diverse attività economiche e sociali e promuovere una crescita blu sostenibile: per supportare operazioni marittime di protezione civile, tramite la previsione di cicloni e storm surge (azione combinata di vento, pressione atmosferica e onde), aiutare le operazioni di ricerca e soccorso, la navigazione, la gestione delle emergenze legate allo sversamento di idrocarburi in mare; fornire regolari informazioni alle applicazioni del settore industriale e privato, alle agenzie di protezione, all’ingegneria costiera, alla pesca e al turismo; sostenere l’attuazione della direttiva quadro sulla strategia per l’ambiente marino.

L'importanza del Cmcc
In questo contesto, la Fondazione Cmcc (Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici), contribuisce al servizio europeo Cmems (Copernicus Marine Environment Monitoring Service), fornendo informazioni regolari e sistematiche sullo stato del mare Mediterraneo e del Mar Nero. Con le sue unità di produzione, rilascia ogni giorno previsioni operative dello stato del mare per 10 giorni successivi – per alcune variabili essenziali, implementando un framework di modellistica all’avanguardia per l’idrodinamica e l’assimilazione dei dati capaci di descrivere l’evoluzione del sistema fisico in maniera accurata. Inoltre, il Cmcc si occupa del continuo upgrade dei modelli a vantaggio degli utenti, oltre a realizzare un aggiornamento annuale del catalogo dei prodotti. Di recente, a partire da maggio 2021, è stato realizzato un aggiornamento del catalogo Cmems per il Mediterraneo e il Mar Nero. I nuovi prodotti sono stati sviluppati da un team di ricercatori della Fondazione Cmcc delle divisioni scientifiche Opa (Ocean Predictions and Application)s e Oda (Ocean modeling and Data Assimiliation), che collaborano per trasferire a livello operativo i risultati della ricerca applicata nel campo della modellistica numerica degli oceani e dell’assimilazione dei dati.

I nuovi prodotti scientifici
L’aggiornamento del sistema di Analisi e Previsioni per il Mar Mediterraneo (Mediterranean Physical Analysis and Forecasting system) include la rappresentazione delle onde di marea, in modo che il potenziale di marea sia calcolato in tutto il dominio per le principali componenti mareali del Mar Mediterraneo. Nonostante le maree abbiano un’ampiezza limitata nel bacino del Mediterraneo, le loro interazioni con le complesse dinamiche del Mar Mediterraneo rappresentano una sfida cruciale e importante da simulare. È stata inoltre realizzata un’approfondita validazione del nuovo sistema (qui i risultati). L’aggiornamento del sistema di previsioni ha anche permesso di migliorare la rappresentazione degli eventi estremi come il medicane Ianos, un ciclone mediterraneo di tipo tropicale che ha attraversato il Mar Ionio per abbattersi sulle coste greche tra il 17 e 20 settembre 2020. L’evoluzione del medicane è stata chiaramente “fotografata” dal modello, che ha mostrato un aumento del livello del mare, delle correnti superficiali e della diminuzione della temperatura superficiale lungo il suo percorso verso le coste della Grecia. Inoltre, il modello è stato in grado di catturare l’innalzamento del livello del mare di circa 20 cm al mareografo di Katakolo sulla costa greca, con una leggera sottostima al suo picco. Il Black Sea Physics, che fa parte del Centro di Monitoraggio e Previsione del Mar Nero (BS-MFC), è invece quello che si è occupato dell'area intorno al Mar Nero. 

Chi sono i principali beneficiari di queste previsioni?
Fra i principali utenti e le applicazioni chiave maggiormente avvantaggiati dai nuovi prodotti di previsione figurano: gli operatori che si occupano della gestione delle emergenze da sversamento di idrocarburi in mare, le applicazioni del settore industriale e privato, i policy makers che sono responsabili dell’implementazione della Direttiva quadro sulla Strategia per l’ambiente marino (MSFD), la pianificazione sostenibile dell’ambiente marino e costiero, l’ottimizzazione delle rotte marittime, la gestione dei porti e il monitoraggio climatico. Con un elevatissimo numero di download, Med-PHY NRT è il prodotto a vantare il maggior numero di utenti tra i prodotti regionali di CMEMS (più di 150 utenti solo nel corso dell’ultimo mese di maggio); circa la metà degli utenti provengono dal mondo accademico, mentre gli utenti del settore pubblico e del settore aziendale/privato rappresentano entrambi il 25% degli utenti del prodotto. I dati sono principalmente utilizzati nell’ambito di ricerche scientifiche (più del 50%), ma anche per attività di formazione, usi commerciali e servizi pubblici. I prodotti di BS-PHY, analogamente, sono pensati per il settore privato e industriale, per il settore pubblico e il mondo della ricerca. Le applicazioni che utilizzano i prodotti BS-PHY sono utilizzate principalmente per la ricerca scientifica e per il settore commerciale, dimostrando come i Paesi del Mar Nero stiano diventando attrattivi per la crescita blu. Tali statistiche incoraggianti nell’utilizzo di entrambi i prodotti sono supportate anche da un servizio molto robusto che garantisce un numero minimo di incidenti o ritardi nella produzione dei dati grazie ad un servizio di monitoraggio e supporto molto rigoroso alle Unità di Produzione.

red/gp

(Fonte: Cmcc)