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CODAR

Monitoraggio costiero con radar HF

I radar costieri in alta frequenza (HF) sono strumenti innovativi che consentono la determinazione del campo di correnti superficiali su ampie aree costiere con elevata risoluzione spaziale e temporale. La conoscenza dettagliata delle correnti è ovviamente di fondamentale importanza per le applicazioni di ricerca e soccorso in mare, ma è anche cruciale ai fini della caratterizzazione dello stato di salute ambientale di un bacino costiero. In questi casi, date le caratteristiche di fluidità e di dinamicità dell’ambiente marino, non ci si può limitare al monitoraggio delle caratteristiche fisico-chimiche delle acque; a questo è necessario aggiungere la conoscenza delle correnti, che consente di valutare l’evoluzione dello stato del bacino dovuta al movimento delle acque stesse, sia in situazioni ordinarie sia nel caso di eventi di inquinamento.



Surface sea current measured by CODAR equipment



WRF forecasted wind field

Cenni sui principi di funzionamento di un radar costiero in HF

Il termine “radar” (RAdio Detection And Ranging) definisce un dispositivo che trasmette un segnale a radiofrequenza verso un bersaglio e ne rileva l’eco riflessa. In un radar costiero il bersaglio è costituito dalle increspature associate alle onde che si propagano sulla superficie di un bacino costiero. A partire dall’effetto Doppler, con software dedicati, è possibile identificare nel segnale riflesso la presenza di correnti superficiali (relative al primo metro d’acqua) che modulino l’andamento delle onde. Questa operazione, eseguita per ogni stazione ricetrasmittente (o antenna), fornisce una componente radiale, diretta cioè da o verso la stazione stessa; per ricostruire l’intero campo bidimensionale delle correnti superficiali sono necessarie almeno due antenne, ma si è rilevato che in situazioni di costa anche solo leggermente articolata è bene disporre di almeno tre stazioni, per poter garantire una copertura omogenea dei bacini osservati. L’attuale configurazione del sistema attivo sul Golfo di Napoli è composta da antenne situate a Portici, Castellammare e Massa Lubrense, con il centro di monitoraggio e coordinamento ospitato presso il DiSAm.

A seconda della frequenza di lavoro, i radar costieri in HF possono inquadrare zone di mare più o meno vaste, con un conseguente cambiamento di risoluzione spaziale. Questo consente di adattare il sistema alle caratteristiche geografiche e dinamiche dell’area in studio. Riportiamo nella tabella seguente il range massimo di misura e la risoluzione per sistemi SeaSonde della CODAR OS; i valori effettivi dipendono, oltre che dalla frequenza, dall’ubicazione delle antenne riceventi e trasmittenti, dalla loro vicinanza all’acqua, dall’eventuale presenza di ostacoli, nonché da vari fattori ambientali che vanno dal rumore elettromagnetico presente allo stato del mare e delle correnti al momento della misura. In grassetto sono riportati i valori relativi al sistema AMRA-DiSAm, che fornisce dati sinottici delle correnti superficiali a cadenza oraria.

Frequenza Range Risoluzione
4-6 Mhz 160-220 km 3-12 km
12-14 Mhz 50-70 km 2-3 km
24-27 Mhz 30-50 km 1-2 km
40-44 Mhz 10-20 km 300m – 1 km

Applicazioni dei radar costieri: ricerca e soccorso in mare, fenomeni di inquinamento, stato del mare.

Come si vede dalle immagini, i radar in HF forniscono correnti superficiali sinottiche ad alta risoluzione spaziale e temporale su aree costiere di dimensioni variabili. Al di là degli studi di dinamica oceanografica, la ricaduta che questi dati possono avere è molteplice. In particolare, misure sinottiche di correnti superficiali forniscono una base insostituibile, se utilizzati all’interno di modelli di ricostruzione delle traiettorie di oggetti galleggianti o di sostanze flottanti o disciolte alla superficie, per applicazioni alla ricerca e al soccorso in mare o in situazioni di inquinamento accidentale o doloso.

La conoscenza delle correnti si dimostra indispensabile nel caso in cui si presenti una necessità di ricerca e soccorso di naufraghi in mare. In questo caso lo spostamento di un relitto, di una zattera di salvataggio o di una persona sono dovuti all’azione congiunta di vento e correnti. Disporre dell’uno e delle altre, in tempo reale, può quindi rivelarsi di un’importanza cruciale per ridurre la zona di ricerca e per massimizzare la probabilità di ritrovamento.

L’informazione sul campo di correnti è anche insostituibile quando si vogliano studiare fenomeni di inquinamento generati alla costa o in mare aperto in prossimità delle aree monitorate dai sistemi radar.

Questi sistemi consentono inoltre di ottenere informazioni sullo stato del mare nel bacino monitorato, in particolare per quanto riguarda le onde in termini dell’andamento dell’altezza significativa.