1. Modelli ecologici di popolazioni: dinamica temporale.

R. M Nisbet, W.S.C. Gurney, “Ecological Dynamics” http://www.stams.strath.ac.uk/ecodyn/

J.D. Murray, “Mathematical Biology”

Server web sulla modellistica ecologica: http://ecobas.org/www-server/index.html

2. Modelli ecologici di popolazioni: dinamica spaziale.

• Rappresentazione dei processi di reazione-diffusione (http://en.wikipedia.org/wiki/Reaction-diffusion_equation ) e trasporto:

• Studio di algoritmi di simulazione numerica: – 1. Metodo degli Elementi Finiti:

http://homepage.usask.ca/~ijm451/finite/fe_resources/fe_resources.html,

– Differenze Finite: http://math.fullerton.edu/mathews/n2003/finitediffpde/FiniteDifferencePDEBib/Links/FiniteDifferencePDEBib_lnk_1.html

• Stima dei parametri

dove

e’ la derivata temporale

e’ l’operatore laplaciano (diffusione)

u(x,y,t) rappresenta una densità o concentrazione,

D e’ il coefficiente di diffusione,

e’ il termine di reazione

E’ un esempio di modello di reazione-diffusione; può essere

considerato un'estensione dell'equazione logistica che tiene conto

della diffusione spaziale.

t

u

K

uru=uD

t

u1

vedi anche: http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione-diffusione

2

2

2

2

y+

x=

K

uru 1

Interpretazione ecologica dell'equazione

• Se la densità u(x,y,t) rappresenta la densità di popolamento in un certo punto e in un certo istante, l'equazione di reazione e diffusione descrive la combinazione dei seguenti effetti :

• migrazioni verso regioni ancora disabitate o poco abitate (diffusione);

• aumento locale della popolazione (generazione malthusiana); • freno all'aumento della popolazione (effetto del secondo ordine

di saturazione) dato dalla disponibilità limitata di risorse, a causa del quale localmente la popolazione non può superare una certa soglia o densità di saturazione (K); al di sopra di questa soglia locale il termine non omogeneo di reazione diviene distruttivo.

Lotka-Volterra con diffusione

3. Analisi di serie storiche di dati ecologici.

• DITTY: www.dittyproject.org

• Bioreattori

4. Modelli di qualita' dell'acqua con ingressi esogeni stagionali.

• Identificazione di modelli con ingressi esogeni: Garulli A., Mocenni C., Tesi A. and Vicino A.: “Integrating identification and qualitative analysis for the dynamic model of a lagoon”, International Journal of Bifurcation and Chaos, vol. 13, N. 2, pp. 57-374, 2003 .

• Ruolo della stagionalita’• Laguna di Orbetello:

C. Mocenni and A. Vicino, “Modeling the ecological competition between seaweed and seagrass in an aquatic environment: a case study”, Proceedings of the IFAC SYSID 2006, pp. 732-737, 2006.

5. Telemonitoraggio. Analisi di dati provenienti da satellite.

• Distribuzione della clorofilla nell’oceano. Seadas: http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/

6. Modelli di inquinamento atmosferico.

• Gestione della qualità dell'aria. Modelli di simulazione e previsione, Finzi G., Pirovano G., Volta M. L. - McGraw-Hill Companies - 2000

7. Estrazione dei contorni degli ecosistemi: profilo di laghi e coste.

Studio di algoritmi per l'estrazione dei contorni (frattali)

Approssimazione periodica del bordo

8. Integrazione di modelli ecologici ed economici.

• Indicatori (vedi dispense C.Mocenni)

• Lagoon Water Quality Index (Tesi di Adelia Sabatino)

Test sites

Datacompilation

DatabaseSystem

GIS system

Modellingtools

End-users

Naturalscientists

Economic analysis tools

ScenarioAnalysis

Decisionsupport system

Socio-Economicscientists

WP1

WP2

WP3

WP4

WP6

WP8

WP7

Benchmarking

WP5

9. Cambiamento climatico e impatto sugli ecosistemi.

• Environmental Protection Agency: Technology Transfer Network (TTN)Air Quality System (AQS) http://www.epa.gov/ttn/airs/airsaqs/

10. Le reti elettriche del futuro• ADDRESS Active Distribution networks with full

integration of Demand and distributed energy RESourceS

• ADDRESS Target: “Active Demand” in the context of the smart grids of the future

• - Active participation of domestic and small commercial consumers (or prosumers) in power system markets and provision of services to the different power system participants.

• - Within ADDRESS, active demand concerns mainly equipment installed at the consumers (prosumers) premises : electrical appliances (“pure” loads), distributed generation (such as PV or micro-turbines) and thermal or electrical energy storage systems.

11. Produzione di energia da fonti rinnovabili.

12. Lo smaltimento dei rifiuti: inceneritori e discariche.

13. Analisi di problematiche derivanti dalla deforestazione

• gestione, modellistica, monitoraggio• http://video.google.it/videosearch?q=amazon+forest&oe=utf-8&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-

a&um=1&ie=UTF-8&sa=X&oi=video_result_group&resnum=4&ct=title#