Struttura
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima (ISAC)
Via Piero Gobetti, 101
40129 Bologna
Tel. 051 6399619
Url
http://www.isac.cnr.it
Dipartimento
Terra e Ambiente
Parole chiave
meteorologia dinamica, processi fisici in atmosfera, bilancio radiativo
Servizi tecnico-scientifici offerti
Nell'ambito di progetti di ricerca specifici (ASI, Convenzione con il
Dipart. Protezione Civile, progetti INTERREG...) sono effettuate attività di
previsione a breve termine di campi meteorologici sul territorio
nazionale.
Alcuni progetti hanno come fine lo sviluppo di servizi tecnici operativi
consistenti nella previsione di nowcastng. Con questo si intende
l’integrazione di meteorologia da satellite, radar meteorologico a terra ed
informazioni convenzionali per previsione nelle 6 ore successive.
Prodotti disponibili
Pubblicazioni su riviste scientifiche, reports, modelli meteorologici ed
altri prodotti software, studi di meteorologia aeroportuale
Ente o Amministrazione
Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR
Progetto
Il sistema terra: interazioni tra terra solida, mare, acque interne, atmosfera e biosfera
Titolo
Meteorologia-Processi in atmosfera
Descrizione e sintesi dei contenuti
L’attività è rivolta all’avanzamento della conoscenza e alle relative
applicazioni nei settori di punta della meteorologia e della fisica
dell’atmosfera. I temi oggetto della ricerca sono quelli relativi a 1)
studio e modellistica della composizione e dei diversi processi fisici
(radiativi, microfisici e dinamici) della troposfera e della stratosfera, 2)
studio dei processi di trasporto radiativo per la definizione del forcing
radiativo diretto degli aerosol naturali e antropici. Le attività sono:
meteorologia dinamica, osservazioni e modellazione del ciclone
extratropicale e dei sistemi alla mesoscala, struttura turbolenta e processi
di scambio nello strato limite atmosferico in terreno complesso o
disomogeneo, osservazioni meteorologiche da terra, fisica delle nubi e
dell’aerosol atmosferico, processi di scambio di radiazione per la
valutazione del bilancio alla superficie ed al top dell’atmosfera, studio
dei processi d’interazione tra detriti naturali e artificiali e l’alta
atmosfera.
Obiettivi / Finalità
Gli obiettivi sono costituiti dal miglioramento ed integrazione delle
conoscenze, derivante da osservazioni, da elaborazioni teoriche e da
simulazioni numeriche, finalizzate anche alla messa a punto di modelli di
valenza operativa, relativamente a sette distinti Work Packages (WP):
- Meteorologia dinamica
- Osservazioni e modellazione del ciclone extratropicale e dei sistemi
alla mesoscala
- Struttura turbolenta e processi di scambio nello strato limite
atmosferico in terreno complesso o disomogeneo
- Osservazioni meteorologiche da terra
- Fisica delle nubi e dell’aerosol atmosferico
- Processi di scambio di radiazione per la valutazione del bilancio alla
superficie ed al top dell’atmosfera
- Studio dei processi d’interazione tra detriti naturali e artificiali e
l’alta atmosfera
Competenze e tipologia risorse umane impegnate
Risorse umane impegnate: n. 23 unità di cui n. 19 ricercatori.
Partners esterni
Università di Ferrara; CORILA; Regione Emilia Romagna; Universidade Federal
de Santa Maria (RS), Brasile;
SOREQ Nuclear Research Centre, Tel Aviv, Israele; ATMET LLC, Boulder,
CO-USA; Mitsubishi Heavy Industries - Fluid Dynamics Laboratory, Nagasaki,
Giappone; ECOPLAN spa, Torino; UNIVERSITÀ del Piemonte Orientale;
Dip. di energia meccanica della univ. Federale di Rio de Janeiro
(COPPE-UFRJ);ISMAR Genova;IFAC-CNR;SELEX SpA;ENAVSpA;Università Federale di
Santa Maria;Università di Lecce;Universita di Bari;ARPA PUGLIA;Regione
Puglia;Provincia di Lecce; Risoe National Laboratory;Universita' di
Oldenburg;Universita' di Uppsala;APAT; ASI; Dipartimento Protezione Civile;
ARPA-SIM (Bologna); NCAR (Boulder, Colorado, USA); ISMAR-CNR; Dip. Fisica
UNIGE; Dip. Fisica UNI TORVERGATA; SOREQ Nuclear Research Centre, Tel Aviv,
Israele; ATMET LLC, Boulder, CO-USA; ARIANET srl, Milano; Mitsubishi Heavy
Industries - Fluid Dynamics Laboratory, Nagasaki, Giappone; Università del
Piemonte Orientale; Carlo Gavazzi Space spa.; ENEL spa.
Risultati ottenuti
- Comprensione dei processi che regolano la dinamica atmosferica, dalla
scala planetaria alla microscala, considerando le interazioni con la
superficie e gli effetti del ciclo idrologico; dei processi fisici che
presiedono all'evoluzione di cicloni extratropicali, delle strutture a
mesoscala e dei sistemi precipitanti; delle proprietà di predicibilità per
il miglioramento dei sistemi di previsione ed assimilazione dei dati su
scala globale e regionale
- Sviluppo/applicazione della modellistica, in particolare non
idrostatica, ad alta risoluzione e delle parametrizzazioni dei processi
subgrid
- Miglioramento della previsione a breve e medio termine e del
nowcasting
- Realizzazione di un minisodar ad emissione simultanea su tre assi
- Modello generale del forcing radiativo diretto indotto dalle
caratteristiche di riflettanza superficiale e dalle proprietà radiative
dell’aerosol (distribuzione dimensionale colonnare, indice complesso di
rifrazione del particolato, fattore di simmetria e single scattering
albedo)
- Misure di rimozione di aerosol in sistemi evaporanti/condensanti in
microgravità; indici di rifrazione di particelle sahariane. Telecontrollo
detriti cosmici
Tecnologie sviluppate:
- Tecniche di calcolo delle velocità termo-diffuso-foretiche di
particelle di aerosol da immagini registrate con videocamera utilizzando il
microscopio olografico; software per ricavare l’indice di rifrazione di
aerosol da misure di scattering di radiazione
- Sviluppo del codice di calcolo 6S per la valutazione del forcing
radiativo diretto degli aerosol al suolo e al limite dell’atmosfera.
Sistemi radar a back-forward scatter per lo studio dell’atmosfera media;
tecniche radio-interferometriche per il monitoraggio della popolazione di
detriti cosmici
- Analisi multifrattale e tecniche exit-time, uso di strumentazione a
risposta rapida per flussi turbolenti e bilanci energetici, telesensori per
la misura dei profili atmosferici, modelli analitici, fisici e numerici
come Large Eddy Simulation (LES) e Direct Numerical Simulation (DNS)
Ricadute per processi produttivi
- Il miglioramento della previsione meteorologica a medio, breve e
brevissimo termine attraverso l’assimilazione di dati da satellite e radar,
ed il nowcasting ha impiego negli scambi commerciali terrestri (
Autostrade), aerei (ENAV) e marittimi come pure nel settore ambientale ed
agricolo (APAT, UCEA, Min. dell'Ambiente ed Agricoltura e Foreste,
ecc)
- La valutazione dell’impatto ambientale di nuovi insediamenti
industriali, vie di comunicazione e sviluppo del terziario nella
programmazione territoriale; gli studi di fattibilità di grandi opere ed
impianti di energia eolica; gli effetti della visibilità e del ghiaccio sul
traffico stradale. Utenti: Min. dell’Ambiente, Politiche Agricole,
Trasporti, Assessorati all’Ambiente, ARPA, industrie che sviluppano
tecnologie o strategie di intervento per l’ambiente
- Miglioramento della sicurezza del volo e delle risorse aeroportuali
(wind shear); ottimizzazione delle turbine eoliche per la produzione di
energia
- Lo studio dei processi di rimozione di aerosol dall’atmosfera (forze
foretiche) ha impiego in specifici ambiti industriali
- Gli effetti dei cambiamenti climatici ha possibili ricadute sulla
produttività agricola
Risposte a bisogni individuali e collettivi
- Gestione della qualità dell’aria in aree metropolitane e grandi
comprensori
- Programmazione territoriale per la valutazione dell’impatto ambientale
di nuovi insediamenti industriali, vie di comunicazione e lo sviluppo del
terziario
- Studi di fattibilità di grandi opere e di impianti di energia eolica
(energia del vento ed intensità della turbolenza)
- Valutazione problemi di traffico aeroportuale (wind shear e wind
energy) e stradale (visibilità e ghiaccio)
- Caratterizzazioni meteo-climatica per la lotta biologica in agricoltura
e per la valutazione delle potenzialità produttive per nuove colture in
siti specifici
