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Le ERA5 per una climatologia di vento e onde a scala locale

Esempi di mappe da rìanalisi ERA5 -
Temperatura giornaliera media
 
Modello WW3 per le onde,
con risoluzione fino a  500 metri sotto costa
 

La gestione delle zone costiere richiede dati precisi sui regimi di vento e di onde del passato e le tendenze climatiche future. Tra le attività del progetto MAREGOT, che riguarda il tema dell'erosione costiera, il LaMMA  è responsabile di un'azione specifica volta a definire la metodologia più idonea, a scala transfrontaliera, per la previsione del rischio costiero a breve termine (da mareggiata, inondazione, o fattori locali) e a lungo termine (erosione costiera). Per raggiungere questo scopo, e colmare gli attuali gap conoscitivi, il LaMMA si sta occupando della realizzazione di uno studio climatologico relativo ai regimi di onde e vento lungo costa dell'Alto Tirreno. Questo studio, che andrà a identificare i regimi prevalenti nell'area di interesse, rappresenterà l'elemento base per valutare l'impatto dei cambiamenti climatici sull'erosione costiera, permettendo di fare ipotesi anche sugli scenari futuri.  

 
Molti degli studi fatti finora in tal senso si sono basati su dati di climatologia derivanti da rianalisi a bassa risoluzione (dell'ordine di alcune decine o centinaia di km)​, che non consentono una descrizione dettagliata della variabilità indotta dalle condizioni locali. A fine 2016 il centro europeo per le previsioni a medio termine ECMWF ha rilasciato una nuova versione di rianalisi, le ERA5Queste offrono una risoluzione molto più elevata delle precedenti, consentendo studi di maggior dettaglio e affidabilità.  Le ERA5 sono la quinta release di rianalisi sul clima globale rese disponibili dal centro europeo ECMWF. Le rianalisi forniscono una descrizione numerica del clima recente  integrando opportunamente dati da modello e osservazioni.  Si tratta di un'analisi del clima globale del pianeta ad alta risoluzione spaziale e temporale, gratuita e di libera consultazione fornita da ECMWF attraverso il Copernicus Climate Change Service (C3S). Saranno infatti scaricabili dal Climate Data Store di Copernicus.
 

La metodologia di downscaling 

Sulla base di questi dati globali, il LaMMA ha realizzato un primo studio di fattibilità basato su un downscaling dinamico dei dati di rianalisi ERA5 applicato attraverso una cascata di modelli atmosferici e di onda a scala regionale. L'obiettivo di questo studio è identificare le tendenze negli ultimi 30-35 anni per comprendere meglio gli impatti dei cambiamenti climatici lungo la costa. 
 
La metodologia si è basata sull'impiego del modello atmosferico ad alta risoluzione WRF-ARW, eseguito ad una risoluzione orizzontale di circa 3 km; di un modello di onda (WW3) a maglia non strutturata in grado di calcolare onde lungo la costa fino a una risoluzione di circa 400/500 metri. L'area di studio è quella del Mediterraneo nord-occidentale, caratterizzato da una marcata variabilità nei regimi di vento e onda.
La valutazione della bontà della ricostruzione climatica è stata fatta su un periodo di 1 mese e l'output è stato valutato utilizzando le osservazioni delle stazioni regionali disponibili (boe costiere e anemometri).
 
I risultati mostrano che i dati che sono stati opportunamente scalati a livello regionale forniscono minori errori dell'altezza di onda significativa e dell'intensità del vento​​​ rispetto ai dati globali e alcuni miglioramenti significativi rispetto agli studi basati su dati di rianalisi passati. 
Il lavoro è stato presentato nell'ambito della 5th International Conference on Reanalysys che si è svolta a Roma dal 13 al 17 November 2017 e a cui hanno partecipato circa 300 scienziati da tutto il mondo che si occupano di reanalisi e loro applicazioni in campo climatico​.
 
La metodologia testata sarà successivamente fatta girare sugli ultimi 30-35 anni al fine di ottenere una climatologia di vento e onde per l'Alto Tirreno, che nei tratti lungo costa potrà raggiungere un dettaglio spaziale sufficientemente elevato da comprendere le dinamiche di erosione. 
 

Info

-> la presentazione tenuta alla Conferenza è disponibile qui 
-> web page progetto Maregot 
 
Ultimo aggiornamento: 28/11/2017