Descrizione

HYMEX - HYdrological cycle in the Mediterranean EXperiment
Il progetto HyMeX si propone di migliorare la conoscenza del ciclo dell’acqua e dei
processi ad esso connessi nel bacino del Mediterraneo, con particolare attenzione agli
eventi estremi. HyMeX si articola attraverso il monitoraggio e la modellizzazione del
sistema accoppiato atmosfera-terra-oceano, della sua variabilità a diverse scale temporali
(dalla scala dell’evento, a quella stagionale ed interannuale) e delle sue caratteristiche,
nell’arco di un decennio (2010-2020), in un contesto caratterizzato da cambiamenti
climatici ed ambientali. Si propone inoltre di valutare la vulnerabilità economica e sociale
agli eventi estremi e la capacità di adattamento ai cambiamenti di cui sopra.
Il Mediterraneo presenta caratteristiche uniche dovute alle particolari condizioni
fisiografiche e allo sviluppo storico e demografico: un bacino quasi chiuso circondato da
litorali densamente abitati e caratterizzati da orografia complessa a ridosso della costa.
Questo rende l’area Mediterranea particolarmente soggetta a rischi naturali legati al ciclo
dell’acqua, tra cui forti precipitazioni e inondazioni, in particolare durante la stagione
autunnale, intense ciclogenesi associate a forti venti e mareggiate, specialmente durante
l’inverno, nonché onde di calore e siccità accompagnate da incendi nel periodo estivo. La
capacità di prevedere con precisione l’occorrenza di tali eventi, i quali hanno un forte
impatto ai fini della protezione civile e sulle risorse idriche, resta tuttora piuttosto limitata a
causa del rilevante contributo di processi a piccola scala e alla loro interazione non-lineare
con processi a scala più grande. Progressi nella descrizione, identificazione e
modellizzazione dei processi fisici responsabili di tali eventi e della loro interazione
risultano quindi necessari al fine di migliorarne la previsione e prevederne l’evoluzione in
termini di frequenza ed intensità in un contesto di cambiamenti climatici e di uso del suolo.
Queste condizioni appaiono necessarie al fine di fornire tempestive allerte e attivare
procedure di mitigazione atte a ridurre il rischio idrogeologico.
Il bacino del Mediterraneo presenta inoltre criticità per quanto riguarda le risorse idriche
che risultano distribuite in modo disomogeneo sia dal punto di vista spaziale che
temporale (intensi periodi di precipitazioni seguiti da siccità). Progressi nel monitoraggio e
nella modellizzazione del ciclo idrologico continentale del Mediterraneo sono perciò
necessari per poterne prevedere l’evoluzione futura e l’impatto sulle risorse idriche ai fini di
un’appropriata gestione.
Infine, le proiezioni climatiche hanno identificato l’area Mediterranea come una delle
regioni a rischio (“hot spot”) in termini di cambiamenti climatici, in quanto appare
estremamente reattiva ai cambiamenti globali. Cambiamenti che potrebbero modificare
non solo le caratteristiche pluviometriche e termiche, ma anche la circolazione termoalina,
quindi avere un impatto rilevante sull’ecosistema marino. Restano comunque rilevanti
incertezze riguardo all’evoluzione climatica nel bacino del Mediterraneo e progressi nel
monitoraggio e nella modellizzazione del sistema climatico accoppiato (atmosfera-terraoceano) si rendono necessari per poterne prevedere più accuratamente l’evoluzione.
L’obiettivo del progetto è quello di coordinare una vasta attività di ricerca multidisciplinare
e di produrre un database che possano contribuire a migliorare i sistemi di monitoraggio e
di modellistica del sistema accoppiato, migliorare la previsione di eventi estremi, simulare
accuratamente il ciclo dell’acqua a scale temporali lunghe e fornire linee guida per misure
di adattamento in particolare in un contesto di cambiamento globale. Hymex mira a
migliorare conoscenza e predicibilità degli eventi che generano rischi idrogeologici e a
ridurre l’incertezza nelle proiezioni climatiche per il bacino del Mediterraneo.
HyMeX è strutturato in cinque Working Groups (WG) che, di fatto, rappresentano le
principali linee di ricerca:
1) Water budget del Mar Mediterraneo
2) Ciclo idrologico continentale e risorse idriche
3) Precipitazioni intense e alluvioni (flood and flash-flood)
4) Interazioni intense atmosfera-mare
5) Impatti sociali ed economici
Figure 1: Le cinque linee di ricerca di HyMeX
STRATEGIA OSSERVATIVA:
Il programma HyMeX prevede un monitoraggio atmosferico, oceanografico e idrologico
della durata di un decennio, con periodi più brevi di osservazioni intensive grazie a
strumentazione addizionale appositamente dislocata. La strategia osservativa è composta
da uno schema a tre livelli:
Figure 2: Calendario delle campagne di misura
1) Long-term Observation Period (LOP), che inizierà nell’autunno 2010, atto ad acquisire
osservazioni caratterizzanti la variabilità stagionale e interannuale del ciclo dell’acqua e
stimare il bilancio idrico. Si basa sostanzialmente sull’attuale sistema di monitoraggio
operativo e sugli osservatori idrologici, oceanografici e meteorologici presenti nell’intera
area del Mediterraneo.
2) Enhanced Observation Periods (EOP), dedicati allo studio dei processi, sono previsti
durare almeno 4 anni ognuno e si basano su osservazioni addizionali dedicate che
integrano le reti di monitoraggio operative. Includono i periodi di speciali campagne di
misura (SOP) e potrebbero coprire solo determinati periodi dell’anno (es: autunno per le
precipitazioni intense).
3) Special Observation Periods (SOP), della durata di alcuni mesi, rappresentano
campagne di misura atte a fornire informazioni dettagliate e specifiche riguardo a
determinati processi legati al ciclo dell’acqua in particolari aree geografiche (Target Areas)
precedentemente definite. Ulteriore strumentazione rispetto all’EOP verrà dislocata nelle
regioni di interesse identificate, tra cui strumentazione al suolo, aerei equipaggiati, navi.
Per le campagne di misura (SOP) sono state identificate tre Target Areas: Mediterraneo
nord-occidentale, Egeo, e Adriatico. La TA del Mediterraneo nord-occidentale permette di
investigare tutti i fenomeni idro-meteorologici intensi che caratterizzano il Mediterraneo:
forti precipitazioni e alluvioni, che frequentemente colpiscono le aree montuose dalla
Spagna alle Alpi nel periodo autunnale; la formazione di acque dense e la convezione
profonda oceanica in inverno, influenzata dai forti venti di Maestrale e Tramontana; la
ciclogenesi sul Golfo di Genova. Per la TA dell’Egeo, l’isola di Creta ed il mare circostante
sono stati proposti per lo studio delle precipitazioni e per la formazione e propagazione
delle acque dense. Infine la TA sull’Adriatico, che include Friuli e Veneto, le Alpi Dinariche
e la Croazia, è stata proposta, oltre che per lo studio delle precipitazioni, anche per le
interazioni atmosfera-mare legate ai forti venti locali di Bora e per la formazione di acque
dense.
Figure 3: Target Areas previste nel progetto racchiuse dalle linee nere tratteggiate. Le aree segnate in rosso
rappresentano le regioni di interesse oceanografico
La prima serie di campagne di misura (SOP), prevista a partire dall’autunno del 2012
prevede due periodi autunnali che coincidono con il massimo climatologico di
precipitazioni intense ed alluvioni e sono utili anche per monitorare lo stato del mare
antecedente la formazione di acque dense, e due periodi primaverili i quali coprono la fine
del periodo di convezione oceanica ed il periodo di formazione di acque dense, oltre a
permettere la documentazione della ciclogenesi Mediterranea.
ORGANIZZAZIONE INTERNAZIONALE
Partito nel 2005 da un’iniziativa francese sviluppata all’interno dei “Chantier Méditerranée”
e dedicata ai rischi naturali e al clima del Mediterraneo, HyMeX è diventato ora un
programma internazionale guidato da un International Scientific Steering Committee
(ISSC) e da responsabili di WGs provenienti da diverse nazioni, Italia compresa. Anche i
contributi giunti fino ad ora, nonché la rappresentanza agli eventi finora organizzati, vede
una partecipazione di ricercatori di diversa provenienza, anche da paesi che non si
affacciano al Mediterraneo (ad esempio Germania, Olanda, USA).
Figure 4: Distribuzione per nazioni dei partecipanti ai Working Groups
Inoltre, è stata raggiunta una stretta ed ufficiale collaborazione (“endorsement”) con altri
progetti europei, tra i quali due rilevanti programmi della WMO (Organizzazione Mondiale
della Meteorologia) ovvero THORPEX (WWRP), attraverso i progetti MEDEX e TNAWDEX, e GEWEX (WCRP), dedicato al ciclo dell’acqua a scala mondiale, oltre alla rete
europea ESF del programma MedCLIVAR. Inoltre, le attività di modellistica climatica a
scala regionale previste in HyMeX contribuiranno all’iniziativa MED-CORDEX. Infine la
partecipazione e collaborazione con ricercatori provenienti dagli Stati Uniti ha prodotto una
proposta di progetto sottomessa alla National Science Fundation, mirata al finanziamento
della strumentazione (in particolare radar e aerei) per il supporto della campagna di misure
SOP del 2012 dedicata alle precipitazioni intense.
STATO ATTUALE
Allo stato attuale (giugno 2010) è stato prodotto il “Science Plan” del progetto, organizzato
nelle cinque aree tematiche individuate dai WGs. Sta proseguendo la stesura
dell’”Implementation Plan”, la cui revisione, a seguito dei risultati del Workshop tenutosi a
Bologna (8-10 giugno), è prevista per l’inizio di settembre 2010. A tal fine il progetto è
stato strutturato per Task Teams (TTs) dedicati alle diverse componenti dell’attività
operativa prevista, ovvero all’implementazione di specifica strumentazione, piattaforme di
osservazione, strumenti modellistici e organizzazione trasversale dell’attività operativa. Ci
sono tre macro-gruppi di TTs:
1) Task Teams for Observations (TTO)
2) Task Teams for Modelling (TTM)
3) Task Team for Support (TTS)
Ognuno dei quali è suddiviso in numerosi e specifici sottogruppi.
HyMeX International Scientific Steering Committee:
• Pr. Piero LIONELLO (Chair), Department of Science of Materials, University of Salento, Italy
• Dr. Philippe DROBINSKI (Vice-chair), Institut Pierre Simon Laplace/Laboratoire de Meteorologie
Dynamique, Palaiseau, France
• Dr. Véronique DUCROCQ (Chair Executive-ISSC), Centre National de Recherches Météorologiques
(CNRM), Toulouse, France
• Dr. John T. ALLEN, National Oceanography Centre, Southampton, U.K.
• Prof. Pinhas ALPERT, Tel Aviv University, Israel
• Dr. Emmanouil ANAGNOSTOU, University of Connecticut, USA & Hellenic Centre for Marine Research,
Greece
• Dr. Reinhard BÖHM, Central Institute for Meteorology and Geodynamics, Vienna, Austria
• Dr. Isabelle BRAUD, CEMAGREF, Lyon, France
• Dr. Silvio DAVOLIO, ISAC-CNR, Bologna, Italy
• Dr. Andreas DÖRNBRACK, DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany
• Dr. Jordi FONT, Institut de Ciencies del Mar, Dept. Physical Oceanography, Barcelona, Spain
• Dr. Jim FREER, University of Bristol, U.K.
• Dr. Silvio GUALDI, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INVG), Bologna, Italy
• Prof. Vanda GRUBISIC, Department of Meteorology and Physics, University of Vienna, Austria
• Dr. Eve GRUNFEST, University of Colorado, Colorado Springs, USA
• Dr. Víctor HOMAR SANTANER, Grup de Meteorologia, Universitat de les Illes Balears, Palma de
Mallorca, Spain
• Dr. Christoph KOTTMEIER, IMK, Karlsruhe, Germany
• Dr. Gurvan MADEC, LOCEAN, Institut Pierre Simon Laplace, Paris, France
• Prof. Alberto MONTANARI, Faculty of Engineering, University of Bologna, Italy
• Prof. Temel OGUZ, Middle East Technical University, Institute of Marine Sciences, Icel, Turkey
• Dr. Evangelos PAPATHANASSIOU, Hellenic Centre for Marine Research, Greece
• Prof. Nadia PINARDI, Laboratorio SINCEM, University of Bologna, Italy
• Prof. Rich ROTUNNO, NCAR, Boulder, U.S.A.
• Prof. Z. Bob SU, International Institute for Geo-Information Science and Earth Observation (ITC),
Enschede, The Netherlands
• Dr. Isabelle TAUPIER-LETAGE, Laboratoire d'Oceanographie et de Biogeochimie (LOB), Centre
d'Oceanologie de Marseille, La Seyne sur mer, France
• Dr. René THERRIEN, Département de géologie et de génie géologique, Université Laval, Québec, Canada
• Pr. Remko UIJLENHOET, Centre for Water and Climate, Wageningen University, The Netherlands
• Dr. Pedro VITERBO, Instituto de Meteorologia, Lisboa, Portugal
• Pr. Heini WERNLI, Institute for Atmospheric and Climate Science, ETH Zurich, Switzerland
RIFERIMENTI:
www.hymex.org