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Ancoraggi strumentati Sud Adriatico - ULTIMO TITOLO Ancoraggio Strumentato Permanente Adriatico (ex) MSA AGGIORAMENTO 2023
Sistema osservativo del cascading di NAdDW in Adriatico Meridionale (Mooring Southern Adriatic, MSA)
MSA
L'Adriatico meridionale è la parte più profonda del Mare Adriatico con una profondità massima di 1200 m. Nella sua parte occidentale, le acque superficiali provenienti dall'Adriatico settentrionale scorrono verso sud lungo la costa italiana, mentre le acque ioniche scorrono verso nord lungo la costa croata. Sotto lo strato superficiale, l’acqua intermedia levantina modificata (MLIW), proveniente dal Mediterraneo orientale, entra nel mare Adriatico sul lato orientale dello Stretto di Otranto, ad una profondità compresa tra 200-600 m.
L'Adriatico meridionale è un sito di formazione di acqua densa, l'Adriatic Deep Water (AdDW). Questa viene generata attraverso una convezione verticale profonda di oceano aperto, causata dalla perdita di calore superficiale a seguito di eventi di vento freddo che si verificano nel tardo inverno. Occasionalmente, contribuiscono all'AdDW anche le acque dense che si formano in piattaforma nel Nord Adriatico (NAdDW), durante l'inverno prodotte anche in questo caso dalla perdita di calore superficiale e dall'evaporazione causate dalle tempeste di Bora. La NAdDW costituisce l'acqua più densa di tutto il Mediterraneo orientale, scorre principalmente lungo la piattaforma occidentale del Mar Adriatico centrale come corrente di fondo seguendo il gradiente topografico e arriva al promontorio del Gargano dopo 2-4 mesi da quando è stata prodotta. Recentemente sono stati osservati tempi di arrivo più brevi (3-4 settimane). Una volta arrivata al ciglio della piattaforma continentale sprofonda verso il centro dell’Adriatico Meridionale lungo la scarpata di fronte al Gargano o attraverso il canyon di Bari, trasportando ossigeno disciolto, nutrienti, particellato, ed inquinanti agli ecosistemi bentonici profondi.
Per monitorare l’arrivo stagionale dell’acqua densa proveniente dall’Adriatico settentrionale, e la sua variabilità interannuale e su lungo periodo per effetto dei cambiamenti climatici, è stato posizionato un sistema osservativo basato su tre catene correntometriche: i moorings BB, EE e FF. Questo sistema è stato attivato e finanziato a partire dal 2004 da diversi progetti scientifici (EU-EuroSTRATAFORM, EU-HERMIONE, PRIN-OBAMA, EU-Perseus, EU-CoCoNet, Progetto bandiera Ritmare (SP5-WP5-AZ3) e Strategia per l’ambiente marino (D. L. 190/2010). Inoltre questi ancoraggi oceanografici fanno parte della rete osservativa italiana di punti fissi (IFON) e, sono supportati dall’Ufficio Programmazione e Grant Office del CNR.
Dal 2021 i siti BB e FF, sono entrati a far parte del consorzio EMSO-ERIC (European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory European-Research Infrastructure Consortium) come nodo osservativo del mare Adriatico meridionale composto dagli ancoraggi BB e FF e dal sito osservativo E2M3A gestito da OGS Trieste. EMSO-ERIC è un'infrastruttura europea di ricerca diffusa per l'osservazione degli oceani, che consente il monitoraggio a lungo termine e anche in tempo reale dei processi oceanici. Consiste di un sistema di Regional Facilities ubicate in siti marini strategici dei mari europei, nel Nord Est Atlantico, nel Mar Mediterraneo e nel Mar Nero. Ogni sito è equipaggiato con sensori multidisciplinari posizionati sul fondo marino e lungo la colonna d’acqua per misurare in continuo parametri fisici e bio-geochimici che consentono la comprensione e la descrizione di ecosistemi marini, il monitoraggio del cambiamento climatico e forniscono informazioni relativi a rischi naturali. La partecipazione al consorzio EMSO-ERIC include anche la misura dei flussi verticali di materiale particellato, tramite di n. 2 trappole di sedimento, nel mooring profondo dell’osservatorio E2-M3A (gestito da OGS Trieste) ubicato al centro della fossa Sud Adriatica.
La partecipazione ad EMSO-ERIC è sostenuta anche dalle attività della Joint Research Unit Italiana del consorzio (EMSO Italia). Infine il mooring BB è parte della Rete di Misurazioni in continuo a lungo termine della temperatura e salinità delle acque profonde del Mediterraneo (Programma Hydrochanges della CIESM).
L'ubicazione dei siti è stata scelta sulla base dell'integrazione di osservazioni morfo-batimetriche che definivano le aree in cui il passaggio delle acque dense era più probabile con previsioni basate sulla modellizzazione del deflusso delle acque dense. Il mooring BB è posizionato nel ramo settentrionale del canyon di Bari, il mooring EE è posizionato in un’area in erosione prospiciente il Dauno seamount, a circa 1200m di profondità, e il mooring FF è sulla scarpata continentale antistante il promontorio del Gargano (Schema mooring BB). I sensori oceanografici sono fissati a diverse altezze nella parte più profonda della colonna d'acqua. Le infrastrutture sono ubicate in mare aperto ed è possibile raggiungerle solo tramite un mezzo navale. Il porto di attracco principale più vicino è Bari. Il sito BB dista dal porto circa 20 mn, il sito FF circa 40 mn, il sito EE dista 45 mn ed il sito E2M3A circa 60 nm.
Gli strumenti impiegati sono dotati di memoria ed alimentazione interna. I dati oceanografici sono scaricati in modalità delayed durante la manutenzione degli ancoraggi che avviene con cadenza semestrale o annuale. Durante la manutenzione gli ancoraggi vengono recuperati per eseguire lo scarico dei dati, la raccolta dei campioni delle trappole, la sostituzione delle batterie e la verifica della funzionalità prima della rimessa a mare. Queste manutenzioni sono state eseguite utilizzando diverse navi da ricerca del CNR (R/V Urania, R/V Minerva Uno e N/O G. Dallaporta) o navi di opportunità nell’ambito delle attività sperimentali dei progetti sopracitati.
Personale coinvolto: Stefano Miserocchi (stefano.miserocchi AT cnr.it), Leonardo Langone e Patrizia Giordano.
La rete BSRN (Baseline Surface Radiation Network) è nata per migliorare la qualità delle misure dei flussi radiativi Terra-Atmosfera che determinano le condizioni termiche e la circolazione dell'atmosfera e dell'oceano. L’ISP ha in carico la gestione dell’osservatorio installato presso la stazione Italo-Francese Concordia in Antartide. Installata nel 2006 la BSRN e finanziata con continuità dal PNRA, è costituita da una serie di strumenti passivi (radiometri e fotometri) per la misura delle diverse componenti del bilancio radiativo (sia nello spettro solare che in quello infrarosso), compreso l’albedo superficiale.
Oltre a queste misure, durante l’estate australe vengono anche misurati il contenuto colonnare di aerosol tramite un fotometro solare SP02 e lo spettro della radiazione ultravioletta tramite un radiometro UV-RAD), da cui è possibile ricavare il valore di ozono, anch’esso su tutta la colonna atmosferica.
Altre misure che vengono effettuate nell’ambito delle attività dell’osservatorio in collaborazione con l'Istituto Meteorologico Finlandese (FMI) riguardano le proprietà fisiche e ottiche del particolato atmosferico al suolo: coefficienti di diffusione ed assorbimento e la distribuzione dimensionale.
Il laboratorio atmosferico Gruvebadet si trova circa ad un km a sud di Ny-Ålesund ed è dedicato allo studio della composizione atmosferica e più in particolare dell’aerosol. Il laboratorio è stato aperto nel 2010 dal CNR nell’edificio che una volta ospitava le docce dei minatori di Ny-Ålesund (Gruve = miniera, badet = bagno in norvegese).
Il laboratorio è attrezzato per ospitare un gran numero di strumenti dedicati allo studio dell’aerosol. È presente un tetto accessibile per l’installazione sia di teste di prelievo che di campionatori veri e propri, oltre ad una serie di “passaggi” per i tubi di campionamento tra l’interno del laboratorio ed il tetto.
Il laboratorio è gestito dal CNR in collaborazione con numerose università italiane: Firenze, Perugia, Venezia, Torino etc.
Le principali misure effettuate nel laboratorio comprendono:
- la caratterizzazione chimica del particolato atmosferico, anche segregata per dimensione e che comprende la caratterizzazione della componente organica e dei metalli;
- la misura della distribuzione dimensionale degli aerosol e delle loro proprietà di diffusione e di assorbimento della radiazione;
- la misura della componente carboniosa del particolato (EC/OC);
- lo studio dei processi di formazione di nuove particelle e della loro capacità di formare le nubi.
Negli ultimi anni alle attività atmosferiche si sono affiancate quelle di studio del manto nevoso superficiale. L’interazione tra atmosfera e neve è uno degli argomenti che più necessità di approfondimento in quanto, ad esempio, la deposizione di particolato sulla neve può accelerarne lo scioglimento.
Il laboratorio aperto dal CNR ha attirato sempre più interesse da parte di ricercatori stranieri; ad oggi infatti sono numerose le collaborazioni internazionali attivate su questi argomenti (KOPRI, NPI, Università di Helsinki etc.).
- Laboratorio Gruvebadet sul sito:
artico.cnr.it
La Amundsen-Nobile Climate Change Tower (CCT) è una piattaforma scientifica concepita per monitorare le caratteristiche termodinamiche della bassa atmosfera e studiare i processi di scambio, di energia e di massa, e le interazioni con la superficie. Installata alle Isole Svalbard nel villaggio di Ny-Ålesund, a circa 1.2 km a ovest dell’abitato, la CCT è una struttura metallica alta 34 m. composta da 17 moduli, dotata di diversi punti di accesso alla rete elettrica e per la trasmissione di dati. Alla distanza di circa 40 m. dalla torre, in una cabina dedicata, si trovano i sistemi di acquisizione dati e di controllo della strumentazione.
Alla CCT sono stati installati, a quattro diverse altezze, set di strumenti per misurare i profili dei parametri atmosferici standard (temperatura, umidità relativa, intensità e direzione del vento); sono stati installati a 2 quote sensori per la misura del bilancio radiativo e delle sue componenti nel visibile e nell’infrarosso; sono stati installati a 2 quote sensori a risposta veloce per la misura dei flussi di calore, momento e umidità. Alla torre sono inoltre stati connessi sensori per la misura della caratterisitiche fisiche della neve (spessore, temperatura superficiale e nello strato) e del suolo sottostante (temperatura).
Dedicata alle imprese dell'esploratore norvegese Roald Amundsen e dell’italiano Umberto Nobile la CCT è stata finanziata dal Dipartimento di Scienze del Sistema Terra e Tecnologie per l’Ambiente Terra e Ambiente (DSSTTA) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ed è stata inaugurata il 30 aprile 2009.
A partire dal 2012 la CCT e l’area circostante sono diventate un punto di riferimento per la l’osservazione integrata delle diverse componenti del sistema climatico e, attraverso nuove collaborazioni nazionali ed internazionali, sono state implementate installazioni per la misura dei gas serra ( in collaborazione con KOPRI) per la misura dell’indice di copertura nevosa e di riflettività spettrale della neve, per la misura dei profili di vento telerilevati con SODAR e Wind LIDAR (in collaborazione con KOPRI), per lo studio della variazione dello strato attivo, della vegetazione, della copertura nevosa e del profili della temperatura nel permafrost.
MDI
Nella parte interna del Kongsfjorden (Isole Svalbard) a circa 100 m di profondità è stato installato un ancoraggio strumentato permanente con l'obiettivo di studiare l’intensità e la composizione dei flussi di particelle in caduta verso il fondo, monitorando nel contempo le principali proprietà fisiche della colonna d'acqua. L'ancoraggio chiamato Dirigibile Italia (MDI) è stato implementato per la prima volta nel settembre 2010 e viene revisionato annualmente. I dati acquisiti e memorizzati dai vari strumenti vengono scaricati durante la manutenzione, controllati per QA /QC ed inseriti nell'Artic Data Center italiano (IADC).
Attualmente è disponibile una serie temporale di dati per scopi climatici di ca 10 anni.
Il MDI consente di monitorare in continuo le variazioni delle caratteristiche termoaline di:
a) acqua superficiale proveniente dalla fusione del ghiacciaio;
b) acqua intermedia che deriva dall’intrusione dell’acqua di tipo Atlantico;
c) acqua di fondo prodotta localmente durante l'inverno.
Inoltre attraverso la raccolta di particolato vengono acquisite informazioni sui processi sedimentari e sulle interazioni di acqua e particolato con il microzooplancton, i ghiacciai e il deflusso costiero. La complessa interazione tra i processi che guidano l’apporto di particelle di origine autoctona (marina) e alloctona (terrestre) nel Kongsfjorden è ormai stata compresa, alcune interpretazioni su possibili cambiamenti futuri nei flussi di particelle per i fiordi artici in uno scenario di riscaldamento globale possono essere suggerite.
I sensori oceanografici sono posizionati lungo l’ancoraggio a diversi livelli nella colonna d'acqua. L'elenco dei parametri misurati include:
- temperatura dell'acqua a 25, 36, 54, 62, 85 e 92 m
- velocità e direzione delle correnti a 37 e 93 m
- conducibilità/salinità a 25 e 85 m
- torbidità e ossigeno disciolto a 85 m
- flussi di massa totale e di carbonio organico particolato a 83 m
Un sondaggio idrologico viene, inoltre, eseguito ogni anno, principalmente durante l’estate, al fine di rappresentare un quadro stagionale della distribuzione spaziale delle diverse masse d'acqua nel fiordo. Viene a tal scopo ripetuta una griglia di circa 15 stazioni per misurare le principali caratteristiche chimico-fisiche delle masse d'acqua: temperatura, conducibilità e torbidità.
Osservatorio meteo-climatico di alta quota del Col Margherita (MRG)
Stazione Regionale GAW-WMO
L'osservatorio di alta quota del Col Margherita (MRG) si trova nel versante meridionale delle alpi orientali (46.37 N, 11.79 E), ad un’altitudine di 2543 metri sul livello del medio mare. Il sito si trova all'interno delle Dolomiti, patrimonio UNESCO, ed è considerato strategico in quanto, nonostante l'altitudine non particolarmente elevata, è rappresentativo della condizione sinottica del versante sud-orientale della Alpi dove non sono presenti analoghe infrastrutture. Le principali caratteristiche del sito sono la rappresentatività delle condizioni sinottiche della libera troposfera a 700 hPa, la scarsa influenza delle barriere orografiche dell’area circostante e l’assenza di sorgenti locali di inquinamento.
Strumentazione attualmente installata presso l’osservatorio:
- stazione meteorologica completa: temperatura, umidità, velocità e direzione del vento, pressione atmosferica, radiazione solare incidente e riflessa, sensori per la misura della precipitazione atmosferica e dell’altezza del manto nevoso.
- Analizzatore di mercurio.
- Deposimetro per l’analisi del mercurio nelle precipitazioni.
- Deposimetri bulk per l’analisi di composti organici, inorganici e isotopi stabili.
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Storia
L'osservatorio atmosferico del Col Margherita è stato costruito nel 2012 nell'ambito del progetto GMOS (2013-2015) ed è stato successivamente operativo nell'ambito dei progetti NextData (2016-2018) e I-GOSP (2018-2020). L'osservatorio è dotato di una stazione meteorologica completa, di un analizzatore di ozono e di un analizzatore di mercurio gassoso totale. La stazione è completamente automatizzata. È collegato alla rete elettrica principale ed è anche fornita di un sistema di backup ad energia solare con ~200Ah di batterie in caso di guasto della rete. L'osservatorio è dotato di un telecomando tramite tecnologia GSM/GPRS. Il sito, data la vicinanza alla funivia dello Sky Area San Pellegrino che facilita l'accesso al sito, ospita anche campagne stagionali per il campionamento della neve e delle deposizioni atmosferiche umide e secche.
Ministero dell'Universita e Ricerca
Programma Ricerche Artico
Programma Nazionale di Ricerca in Antartide
Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale
L'Italia e l’Artico
L’Italia e l’Antartide
CNR-ISP
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Scienze Polari
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