30/01/2018
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Lo sfruttamento, la gestione e la protezione delle regioni marine costiere richiede una capacità previsionale sempre più accurata e per scale spaziali finora considerate proibitive a causa delle notevoli problematiche computazionali correlate. Dal progetto ROMEO, il nuovo progetto PRACE coordinato dalla ricercatrice Dorotea Iovino, una rappresentazione ad altissima risoluzione spaziale dell’oceano globale per comprenderne dinamiche e processi, e approfondire il suo ruolo nell’evoluzione del clima. Il progetto apre la strada a un nuovo modo, più preciso e accurato, di fare previsioni marine, e andrà a costituire un valido supporto per le diverse attività industriali nell’ambiente marino, come le attività offshore per la produzione di energia dal vento e dalle maree, o le attività legate alla pesca, ma anche per l’implementazione delle politiche marittime e ambientali dell’Unione europea (come per esempio la Direttiva quadro sulla Strategia per l’ambiente marino, MSFD – Marine Strategy Framework Directive) o lo sviluppo di strumenti per la mappatura del rischio nelle aree costiere.

Molte questioni ancora aperte sui cambiamenti climatici sono in qualche modo legate alle dinamiche e alle caratteristiche dei nostri oceani.
In particolare, il clima è influenzato dai cosiddetti processi di mesoscala, ovvero da quei fenomeni fondamentali che avvengono alle piccole scale (dai 200 Km ai tropici, per arrivare a pochi km alle alte latitudini e sulla piattaforma continentale), a tutte le latitudini. Le immagini provenienti dai satelliti e dalle osservazioni sul campo ci mostrano come l’oceano sia un sistema turbolento alla maggior parte delle scale spaziali e temporali prese in esame.
In che modo le strutture e i processi di mesoscala (eddies, vortici, fronti e gradienti della temperatura marina superficiale) regolano la variabilità dell’oceano e il suo stato medio? E quali sono i fattori più importanti per una rappresentazione accurata della circolazione oceanica superficiale, intermedia e profonda?

Il progetto ROMEO – Understanding the ROle of Mesoscale Eddies in the global Ocean consente di effettuare una lunga simulazione del sistema oceanico globale a una risoluzione di pochi km, allo scopo di migliorare la comprensione del ruolo delle dinamiche di mesoscala, perfezionando la loro rappresentazione numerica e l’interazione con il sistema climatico.
Il progetto è coordinato dalla ricercatrice CMCC Dorotea Iovino, oceanografa esperta di modellistica degli oceani e del ghiaccio marino. Membro del Gruppo di Lavoro NEMO sul ghiaccio marino dal 2016, in qualità di NEMO Officer guida il lavoro del CMCC all’interno del NEMO System Team.
Altri ricercatori CMCC che partecipano al progetto sono Simona Masina, Andrea Cipollone, Pier Giuseppe Fogli, ed Enrico Scoccimarro.
Il progetto ROMEO è stato selezionato dalla Partnership for Advanced Computing in Europe (PRACE), che mette elevatissime capacità di calcolo a disposizione di progetti scientifici allo scopo di favorire l’avanzamento nella ricerca attraverso il supporto di infrastrutture tecnologiche di ultimissima generazione. Il nuovo progetto utilizzerà la potente infrastruttura di calcolo delle macchine MARCONI Broadwell e MARCONI KNL (presso il CINECA di Bologna), grazie alla collaborazione e al supporto del gruppo di ricerca CINECA.

Scendendo nel dettaglio, nell’ambito del progetto ROMEO sarà impiegato il modello CMCC per l’oceano globale ad altissima risoluzione, GLOB16, un’ulteriore implementazione del modello NEMO – Nucleus for European Modelling of the Ocean, per realizzare una simulazione del sistema globale oceano / ghiaccio marino forzato dalla nuova rianalisi atmosferica giapponese JRA-55, seguendo il protocollo CORE-II deciso dal CLIVAR Working Group on Ocean Model Development (WGOMD). Il protocollo fornirà in particolare un quadro di riferimento fondamentale per valutare la performance del modello, e studiare i fenomeni oceanici e la loro variabilità alle diverse scale temporali.

Le simulazioni realizzate nell’ambito delle attività del progetto si prestano particolarmente allo studio delle dinamiche della circolazione oceanica 3D, e in particolare allo studio dell’evoluzione nel lungo periodo delle masse d’acqua dell’oceano profondo. Il progetto consentirà inoltre al team di ricerca CMCC di analizzare i meccanismi alla base della variabilità oceanica stagionale, interannuale e decennale.

La Fondazione CMCC ha una lunga esperienza nello sviluppo di modelli numerici e nella realizzazione di simulazioni numeriche in grado di rappresentare in maniera realistica i principali processi oceanici e climatici.
Il CMCC fa parte del consorzio NEMO e contribuisce al continuo miglioramento della sua modellistica.

La Divisione scientifica ODA ha già partecipato alle attività di PRACE con Ens4Ocean – ENSemble-based approach for global OCEAN forecasting, un progetto coordinato dalla ricercatrice CMCC Simona Masina.
I risultati della prima implementazione del modello con risoluzione eddy-resolving sono stati presentati in uno studio pubblicato su Geoscientific Model Development.
GLOB16, che rappresenta la configurazione globale del modello NEMO a più alta risoluzione spaziale in uso al momento, costituisce la base per la realizzazione di sistemi operativi di previsione a breve termine, e per applicazioni e servizi per il downscaling costiero e regionale.

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