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Le Attività di Ricerca in PRIMI PowerPoint PPT Presentation


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Le Attività di Ricerca in PRIMI. Rosalia Santoleri ([email protected]). Il Problema Ambientale. L’inquinamento da idrocarburi, causato da incidenti o rilasci di varia natura in ambiente marino, è una delle principali cause dell’inquinamento marino. Libano 2006.

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Le Attività di Ricerca in PRIMI

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Presentation Transcript


Le Attività di Ricerca in PRIMI

Rosalia Santoleri ([email protected])


Il Problema Ambientale

L’inquinamento da idrocarburi, causato da incidenti o rilasci di varia natura in ambiente marino,è una delle principali cause dell’inquinamento marino

Libano 2006

Golfo del Messico 2010

NB: Gli incidenti contribuiscono solo per 10-15 % ai rilasci di petrolio in mare

Il 45% è dovuto a rilasci illeciti


L’inquinamento da idrocarburi ha un grave impatto su:

ATTIVITA’ ECONOMICHE: produzione di energia, produzione industriale, pesca, turismo, trasporto marittimo, etc

AMBIENTE: danni sull’ecosistema, e in particolare sulla fascia costiera, eventualmente danni ad aree di elevato interesse paesaggistico o naturalistico

Il Problema ambientale


Il Mediterraneo

Il Mar Mediterraneo rappresenta la principale rotta di trasporto di petrolio che collega l’oriente all’occidente

Il 20-25% della produzione modiale di petrolio transita nel Mediterraneo

Il 30% del commercio marittimo passa per il Mediterraneo

Oltre 40 siti legati alla produzione di petrolio

(terminali di oleodotti, piattaforme petrolifere, terminali off-shore, raffinerie, etc)

Presenza di un ecosistema unico particolarmente fragile e vulnerabile

Turismo come una delle maggiori fonti economiche della regione


Il Contesto Internazionale

In seguito alla Direttiva (1406/2002) a livello Europeoè stata costituita la European Maritime Safety Agency (EMSA) per fornire assistenza tecnica e scientifica alla commissione Europea e ai paesi membri per lo sviluppo e l’implementazione delle normative Europee nel settore della

  • sicurezza marittima

  • prevenzione dell'inquinamento

  • salvaguardia delle vite umane in mare.

    EMSA in base alla Direttiva Europea 2005 che gli affida il compito operativo di prevenire e combattere l’inquinamento marinoha messo a punto il servizio CLEANSEANET (operativo dall’Aprile 2007):

  • Un servizio NRT di individuazione dei rilasci da idrocarburo e di monitoraggio delle navi

  • Il servizio si basa su dati SAR (Envisat e RADARSAT 1 & 2)


CLEANSEANET

Service based on 2 satellite networks

SVALBARD

KSAT

RADARSAT 1/2

ENVISAT

TROMSØ)

ESA

GRIMSTAD

MDA

BREST

KSAT, e-Geos, Edisoft, CLS

CLS

MATERA

E-Geos

Azores

EMSA/users

EDISOFT


I rilasci di petrolio visti dallo spazio

OS by SAR: 1999- 2004

Gli scarichi illeciti sono di frequente osservati e monitorati con il SAR

Il SAR è senz’altro uno strumento efficace e consolidato

E’ necessario aumentare la frequenza di campionamento attraverso sensori con tempo di rivisita giornalieri

(COSMO-SkyMed, MODIS, MERIS)

Ferrero et al 2006


Obbiettivi di PRIMI

  • Sviluppare un sistema di sorveglianza e previsione dell’inquinamento marino da idrocarburi capace di:

    • monitorare giornalmente tutti i Mari italiani -> multi-missione

    • aumentare la frequenza di monitoraggio -> uso congiunto di dati SAR & VIS/IR

    • avvistare precocemente il rilascio di petrolio -> automatizzazione

    • fornire parametri aggiuntivi come volume OS e dati meteo-oceanografici (vento, onde, etc)

    • prevedere il trasporto, la dispersione e la trasformazione della macchia di petrolio -> accoppiamento osservazione-previsione

  • Consentire l’organizzazione delle misure di contenimento del danno e di recupero da parte delle autorità competenti

  • Avvalersi delle tecnologie spaziali sia per il monitoraggio dell’ambiente marino che per l’assimilazione di dati satellitari in modelli di previsione.


Obiettivi delle attività di ricerca

  • Sviluppo di algoritmi avanzati di identificazione e classificazione di macchie da idrocarburi da dati SAR

  • Sviluppo di algoritmi di identificazione e classificazione di macchie da idrocarburi da dati VIS/IR

  • Sviluppo di algoritmi avanzati per la stima dei parametri meteo-marini da dati satellitari finalizzati al miglioramento dell’individuazione delle macchie di petrolio in immagini satellitari

  • Sviluppo di algoritmi avanzati per la stima dei parametri oceanografici da dati EO finalizzati all’assimilazione nei modelli di previsione del sistema PRIMI

  • Studio e sviluppo di algoritmi per l’informazione sulle caratteristiche degli oli sversati

  • Messa a punto di un sistema di previsione della dispersione di inquinanti per i Mari Italiani e per le zone costiere

  • Sviluppo del modello di dispersione e trasformazione (DOS e DTOS) dell’OS e sua implementazione alla scala dei Mari Italiani

  • Sviluppo di metodi di assimilazione per combinare in modo ottimale i risultati da modello DTOS con risultati ottenuti dalle osservazioni spaziali

  • Validazione degli algoritmi e prodotti del sistema e dei suoi sotto-sistemi


Modulo SAR :

Sviluppo di algoritmi avanzati di individuazione OS e dati meteo-marini in dati SAR:

Uni. PO (resp. attività), CNR-ISSIA (vento, onde) and E-GEOS (ship detection)

Modulo Ottico:

Sviluppo di algoritmi avanzati di individuazione OS in dati VIS/IR

CNR-ISAC (resp. attività), FlyBy (neural network)

Modulo Previsione:

Sviluppo di un sistema di previsione che permetta di prevedere tempestivamente la dispersione delle macchie individuate da satellite.

INGV (resp. attività), CNR-IAMC (modello Canale Sicilia), ENEA (modello Tirreno, sistema di archivio/catalogo previsioni, mappe dispersione), Un. Bo (modello Adriatico)

Modulo EO per Assimilazione:

Messa a punto di prodotti satellitari e metodi di Assimilazione dati in modelli

CNR-ISAC (resp. attività, Sviluppo prodotti UHR SST multi-sensore per assimilazione ), CNR-ISMAR (sviluppo metodi di assimilazione dati posizione OS e dati lagragiani in modelli), INGV (sviluppo tecniche di assimilazione SST in modelli di circolazione)

CAL/VAL

Validazione algoritmi, metodi, prodotti PRIMI, acquisizione dati tramite campagne validazione + validazione scientifica prodotti servizio

CNR_ISAC (resp. attività), CNR-ISMAR, CNR-IAMC, INGV, Uni-PO, ENEA, E-Goes, Un. Bo, Un. Parth + altri Enti/Istituti di Ricerca coinvolti nell’esperimento PRIMI

Attività di Ricerca e Responsabilità


Punto di partenza di PRIMI: SAR

OSAD - Oil Slick Automatic Detection

ERS SAR data

Messo a disposizione

di PRIMI da ASI

Navigable Quicklook Image

Full-Resolution Window

Image Look-up Table


Punto di partenza di PRIMI: OTTICO

VIS

+

NIR

MODIS

(Hu et al., EOS, 2003)

VIS

Esperienza ISAC

sull’incidente del Libano

(Agosto 2006 pochi mesi prima del KO PRIMI)


Punto di partenza di PRIMI: PREVISIONE

MOTHY (wind induced currents only)

MOTHY+MFS (daily)

  • Il Sistema di Previsione di GNOO:

  • Modello Mediterraneo;

  • Modello Adriatico;

  • Modello Canale di Sicilia

Previsione a 24 ore

Test di previsioni di:


Il sistema PRIMI

Multi-mission:

ERS, AQUA; ENVISAT, RADARSAT, COSMO/Sky-Med, TERRA …

(allsatellitesproviding SST)

DatiMeteo-marini

Portale Utenti

SAR(+ QuickLook)

Dati EO

PREVISIONE

ARCHIVIO

+ I/F

OTTICO

Multi-source:

Earth observation data and

in-situ information

Mail server

Report Utenti

Observation & Forecast

Monitoring component completely connected with forecasting

Satellite data Assimilation in models

Integration:

Information content into a GIS


Sistemi e algoritmi pre-esistenti/Soluzioni e innovazioni di PRIMI


Ulteriori risultati ottenuti:

  • Nuovi prodotti L4 SST multi-sensore HRS (1km res)

  • Nuove tecniche innovative di assimilazione dati OS per correzione delle predizione dell’evoluzione della macchia.

  • Prototipo di nuovo oil spill drifter

  • Mappe di probabilità di dispersione per i Mari italiani

  • Creazione database di Validazione di riferimento:

    • Acquisizione dati in situ da banche dati nazionali e internazionali

    • Acquisizione dati OS dal MATT

    • I dati acquisiti dalle campagne di validazione del Progetto:

      • esperimento di validazione dei modelli di dispersione (11 Maggio 2009)

      • Campagna Urania PRIMI (6 Agosto -7 Settembre 2009)


Interpolazione Ottimale: i prodotti attualmente operativi


Mappe di Probabilità di Dispersione


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