Il sistema di previsioni del Mar Mediterraneo:a 10 anni dal suo inizio

C. Fratianni (INGV) M. Tonani, N. Pinardi, M. Adani, G. Coppini, S. Dobricic, M. Drudi, A. Grandi,

S. Lyubartsev, P. Oddo, D. Pettenuzzo

A partire dal Settembre del 1999 il sistema di previsione del Mar Mediterraneo produce operativamente le previsioni dello stato fisico del Mar Mediterraneo.Il sistema di previsioni del Mar Mediterraneo è stato sviluppato grazie a differenti progetti europei che si sono succeduti a partire dal 1999 ad oggi:

http://gnoo.bo.ingv.it/mfshttp://gnoo.bo.ingv.it/mfs/myocean

I maggiori aggiornamenti e miglioramenti del sistema MFS hanno riguardato:

Argomenti di discussione:

• dominio del modello e risoluzione della griglia (orizzontale e verticale)

• tempistica di produzione e rilascio della previsione

• complessità del sistema:

- sviluppo del modello

- schema e ciclo di assimilazione delle osservazioni

- disponibilità delle osservazioni e capacità operativa di pre-processing

• automatizzazione delle procedure e interfacce di controllo manuali e automatiche

• rilascio e disseminazione dei prodotti: messa a punto e miglioramento del servizio

• qualità del sistema

Dominio del modello e griglia orizzontale e verticale

MOM 1.11/8º x 1/8º griglia orizzontale

ca. 13km 31 Livelli verticali (5-3850m)

9 isole

1999-2004

OPA 8.2 – OPA 9.01/16º x 1/16º griglia orizzontale

ca. 6.5 km71 Livelli verticali (1.5-5000m)

49 isole

2004-2010Nord Adriatico

Box atlantica

Tempistica e rilascio della previsione:Il tempo che intercorre tra l’inizializzazione della previsione e il rilascio della stessa è passato da

3 giorni (1999) 14 ore (2009)

Questo netto miglioramento è essenzialmente legato a :

• disponibilità delle osservazioni e dei dati meteorologici: tutti vengono rilasciati in NRT, le osservazioni da satellite sono rilasciate su base giornaliera e non più settimanale;

• sviluppo del sistema in termini di modularità e automatizzazione: • Il sistema inizialmente manuale è ora completamente automatizzato in ogni sua parte;• le singole componenti del sistema sono meglio sincronizzate tra di loro.

• maggiore potenza di calcolo dedicata .

Previsioni meteo Dati in situ Dati da satelliteRaccolta dati

Produzione

Rilascio

Previsioni oceanografiche Mediterraneo

Servizio FTP e servizio WEB

Complessità del sistema:

Componente 2:Il sistema osservativo

Componente 1:Modello numerico di

previsione

Componente 3:assimilazione delle

osservazioni e produzione di condizioni iniziali per le previsioni

10 giorni di previsione

• rigid lid free surface• condizioni al contorno chiuse nell’ Atlantico a condizioni al contorno aperte• migliore parametrizzazione del flusso d’acqua alla superficie

• R&D: interazione onda-corrente• R&D: parametrizzazione dell’interazione aria-mare

Pettenuzzo, D., 2010. Sea Surface Temperature variability and air-sea interactions in the Mediterranean Sea, Ph. Thesis, Univ. of Bologna.Oddo P., M. Adani, N. Pinardi, C. Fratianni, M. Tonani and D. Pettenuzzo: A Nested Atlantic-Mediterranean Sea general circulation model for operational forecasting, Ocean Sci., 5, 461-473, 2009.Tonani M., N.Pinardi, S. Dobricic, I. Pujol and C. Fratianni: A High Resolution Free Surface Model on the Mediterranean Sea, Ocean Science, 4, 1-14, 2008. Pinardi N., I. Allen, E. Demirov, P. De Mey, G. Korres, A. Lascaratos, P.Y. Le Traon, C Maillard, G. Manzella and C. Tziavos 2003: The Mediterranean ocean Forecasting System: first phase of implementation (1998-2001), Ann. Geophys., 21, 3-20.

• disseminazione dei profili XBT: profili decimati trasmessi attraverso il sistema ARGOS profili continui trasmessi tramite GSM

• osservazioni di SLA lungo le tracce di tutti i satelliti disponibili

• OI-SST da settimanali con una risoluzione orizzontale di 1/8° a giornalieri con una risoluzione di 1/16°

• profili verticali: XBT ARGO, CTD

5

200

400

5

200

400

Full XBT profile

Decimated XBT profile

13.5 14 14.5 15 15.5 16

Temperature [°C]

Dep

th [

m]

• Ciclo di assimilazione: • dati in situ e da satellite separati stesso ciclo di assimilazione• settimanale giornaliero

• Schema di assimilazione: SOFA 3DVAR

R&D: traiettorie di gliders e di drifters

Dobricic S. and N. PInardi: An oceanographic three-dimensional variational data assimilation scheme, Ocean Modelling, 2008.Dobricic S., N. Pinardi, M. Adani, M. Tonani, C. Fratianni, A. Bonazzi, V. Fernandez: Daily oceanographic analyses by the Mediterranean basin scale assimilation system, Ocean Sci., 3, 149-157, 2007.Dobricic S., N. Pinardi, M. Adani, A. Bonazzi, C. Fratianni and M. Tonani: Mediterranean Forecasting System: a new assimilation scheme for sea level anomaly and it’s validation Q.J.R. Meteorol. Soc., 128, 1-12, 2004.Demirov E., N. Pinardi, C. Fratianni, M. Tonani, P. DeMey, 2003: Assimilation Scheme of Mediterranean Forecasting System: Operational implementation. Annales Geophisicae, 21, 1, 189-204.De Mey P. and P. Benkiran: A multivariate reduced-order optimal interpolation method and its application to the Mediterranean basin-scale circulation. In: Pinardi N., Woods J. (Eds.), Ocean Forecasting, Springer Verlag, pp281-306,2002

Prodotti e servizi per gli utenti

• I prodotti distribuiti sono :• Temperatura• Salinità• Correnti• Flusso di calore• Flusso d’acqua• Altezza della superficie del mare

• Ogni giorno viene rilasciata una previsione per i successivi 10 giorni

• Una volta a settimana vengono rilasciate le analisi dei precedenti 15 giorni con la migliore stima delle condizioni fisiche del Mar Mediterraneo

• I Prodotti sono distribuiti tramite server FTP agli:

- Utenti di ricerca (accesso libero)

- Utenti commerciali (contratti specifici)

http://gnoo.bo.ingv.it/mfs

• Ogni giorno le previsioni sono pubblicate sul sito web

I sistemi sub-regionali:

Modelli subregionali a 3 km Modelli di piattaforma a 1-2 km

Il progetto MyOcean

A livello europeo MFS è inserito nel progetto MyOcean che si pone i seguenti obiettivi:

• creare (definizione, progettazione, sviluppo e validazione) una capacità di integrazione pan-europea per il monitoraggio degli oceani e di previsione, utilizzando le competenze a livello nazionale e le risorse disponibili

• dimostrare l'operatività del sistema basato su una organizzazione "orientata al servizio", secondo gli standard qualitativi europei, e col fine di raggiungere una qualità operativa ed infine la qualità del servizio.

• portare un nuovo valore pan-europeo a vantaggio di coloro che forniscono il servizio marino a livello nazionale ed europeo

• contribuire alla sostenibilità a lungo termine della suddetta capacità pan-europea.

Controllo di qualità del sistema:Settimanalmente al mercoledì vengono pubblicati i risultati del controllo di qualità del sistema come serie temporali:

• Dati da satellite

• Dati in situ

MOM1.1 +SOFA OPA8.2 +SOFA (sys2b) OPA8.2 +3DVAR (sys3a2) NEMO+3DVAR (sys4a)

Conclusioni:

• Il sistema di previsione MFS è in funzione in modo operativo da oltre 10 anni.

• Il sistema viene continuamente aggiornato e nuove funzionalità vengono aggiunte per meglio rispondere alle esigenze degli utenti

• Il sistema è stato migliorato sia in termini di disponibilità che di accessibilità dei prodotti

• I prodotti di oceanografia operativa sono utilizzati da una vasta comunità di utenti finali che hanno contribuito alla valutazione della qualità del prodotto stesso.