Le attivit di ricerca in primi
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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 attivit di ricerca in primi

Le Attività di Ricerca in PRIMI

Rosalia Santoleri ([email protected])


Il problema ambientale

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


Il problema ambientale1

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 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

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

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

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

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 attivit di ricerca

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


Attivit di ricerca e responsabilit

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

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

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

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

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

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


Ulteriori risultati ottenuti

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)


Le attivit di ricerca in primi

Interpolazione Ottimale: i prodotti attualmente operativi


Le attivit di ricerca in primi

Mappe di Probabilità di Dispersione


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