Descrizione 1
Andrea Bianco, Saverio Devoti, Sara Morucci, Gabriele Nardone, Arianna Orasi, Luca Parlagreco, Marco Picone, Giulio Settanta
L'upwelling è un fenomeno fisico dovuto all'azione di vento e correnti che possono generare una corrente di risalita, orientata verso il largo e ortogonale alla costa.
Questo fenomeno ha un notevole impatto sulla fauna ittica locale e per questo di grande interesse. L'individuazione delle aree più favorevoli al generarsi di questo fenomeno è stata realizzata utilizzando i dati di velocità e direzione del vento forniti dalla Rete Mareografica Nazionale (RMN) gestita da ISPRA. Questi dati opportunamente elaborati consentono di individuare le zone costiere che con più probabilità sono maggiormente esposte al fenomeno dell’upwelling come, ad esempio, la zona di Carloforte in Sardegna che si conferma essere tra le più favorevoli alla generazione di tale variabile.
L’upwelling costiero è un fenomeno di corrente fortemente influenzato oltre che dalle correnti marine, anche dall’intensità e dalla direzione del vento lungo la costa. Nella fattispecie, il vento che spira in direzione parallela alla costa può avere l’effetto, sotto alcune condizioni, di generare una corrente che viene deviata per effetto della forza di Coriolis, in direzione ortogonale alla costa e verso il largo. L’upwelling è proprio il fenomeno di corrente verticale che sposta acque più profonde e fredde che vanno a rimpiazzare l’acqua superficiale trascinata dal vento verso il largo. La corrente portante, che si origina soprattutto per variazioni di salinità, tende quindi a far risalire acqua dal fondo, acqua che risulta più fredda di quella presente in prossimità della superficie e ricca di nutrienti. Questo fenomeno ha un notevole impatto sulla fauna ittica locale. L’upwelling è un fenomeno estremamente interessante ai fini dell’individuazione di zone costiere con alta concentrazione di nutrienti e conseguente incremento della fauna ittica locale. I fenomeni di risalita hanno infatti una notevole influenza nel ricircolo di acque ricche di plancton. Pesci e organismi marini ne traggono quindi ottimo giovamento; ne scaturisce un notevole aumento della diversità ittica e della pescosità del braccio di mare interessato dal fenomeno. A causa della forte influenza del vento nella generazione del fenomeno di upwelling, l’individuazione delle aree più favorevoli allo sviluppo di tale processo è stata realizzata attraverso il calcolo delle frequenze di eventi ventosi in direzione parallela alla costa utilizzando i dati provenienti dalle stazioni mareografiche della Rete Mareografica Nazionale. Nel dettaglio sono stati utilizzati i dati di vento orari per quelle stazioni che presentassero un numero sufficientemente alto di dati registrati; sono stati selezionati gli episodi di vento compresi in un arco di 30 gradi centrato attorno alla direzione parallela alla costa nel punto di interesse, e con intensità superiore ai 3 m/s.
Individuare tratti di mare favorevoli al verificarsi del fenomeno e, quindi, dove è ragionevole attendersi una concentrazione maggiore di fauna ittica.
Non vi sono riferimenti normativi né obiettivi fissati dalla normativa.
Descrizione 2
Bakun, A. 1973. Coastal upwelling indices, west coast of North America, 1946-71. U.S. Dep. Commer., NOAA Tech. Rep., NMFS SSRF-67.
D’Ortenzio, F., D. Iudicone, C. de Boyer Montégut, P. Testor, D. Antoine, S. Marullo,R. Santoleri and G. Madec (2005). Seasonal variability of the mixed layer depth in the Mediterranean Sea as derived from in situ profiles. Geophysical Research Letters, 32, L12605, doi:10.1029/2005GL022463.
Ekman, V.W. 1905. On the influence of the earth’s rotation on ocean currents. Ark. Mat. Astron. Fys. 2(11):1-52.
Fong, D. A. and Geyer, W. R.: Response of a river plume during an upwelling favorable wind event, J. Geophys. Res., 106, 1067–1084, 2001. 4.
Inghilesi, R. , L. Ottolenghi, A. Orasi, C. Pizzi, F. Bignami, and R. Santoleri, Fate of river Tiber discharge investigated through numerical simulation and satellite monitoring, Ocean Sci., 8, 773-786, 2012.
ISPRA - RMN Stations: www.mareografico.it
Magaldi, M. G., T. M. Özgökmen, A. Griffa and M. Rixen, On the response of a turbulent coastal buoyant current to wind events: the case of the Western Adriatic Current, Ocean Dynamics, Volume 60, Number 1 (2010), 93-122.
Massetti L., 2004, Identificazione e Analisi degli Upwelling in Area Mediterranea, Tesi di Master in Meteorologia applicata, Facoltà di agraria, Università degli studi di Firenze.
Millot, C., Circulation in the Western Mediterranean Sea, Journal of Marine Systems, Volume 20, Issues 1–4, April 1999, Pages 423–442.
L'indicatore di upwelling necessita di uno studio approfondito della correlazione esistente con i dati di Temperatura Superficiale dell'Acqua (SST) onshore e offshore.
Definizione di un indice di upwelling più robusto e ottenuto combinando i dati di vento e di SST provenienti anche da remote sensing. Le azioni da pianificare riguardano, in particolare, l'introduzione dei dati ottenuti dagli scatterometri, dei dati di Ocean Color e/o dei dati provenienti da modelli numerici atmosferici.
Qualificazione dati
I dati sono presenti nel data base della Rete Mareografica Nazionale e sono reperibili all'indirizzo www.mareografico.it o in Linked Open Data (LOD) presso ISPRA - Dataset: http://dati.isprambiente.it/dataset/rmn-la-rete-mareografica-nazionale/
Mari italiani
2019-2023
Qualificazione indicatore
In primo luogo sono state realizzate le distribuzioni statistiche e le corrispondenti rose dei venti, presso ciascuna stazione della Rete Mareografica Nazionale (RMN) ISPRA, utilizzando i dati di velocità e direzione del vento dal 1° gennaio 2023 al 31 dicembre 2023. La velocità e la direzione del vento sono state selezionate allo scopo di individuare le aree più favorevoli al verificarsi del fenomeno di upwelling. Per tenere conto della forza di Coriolis, le direzioni parallele alla costa sono state scelte nel settore Nord Ovest per il Mar Tirreno e nel settore Sud Est per il Mare Adriatico. Ciascun settore direzionale ha un'ampiezza di 30°. Inoltre, sono stati scelti solo i venti con intensità superiore ai 3 m/s. Per ciascuna stazione è stato calcolato il rapporto tra il numero di eventi selezionati (secondo la procedura sopra descritta) e il numero totale di dati registrati, ottenendo una frequenza di upwelling (espressa in percentuale) che consente di individuare le zone costiere più potenzialmente esposte al fenomeno.
L'indicatore permette la caratterizzazione delle aree favorevoli al verificarsi del fenomeno di upwelling, non indicandone, tuttavia, direttamente una quantificazione.
L’aggiornamento dell’indicatore con i dati del 2023 ha evidenziato rispetto al 2022 una generale stazionarietà del numero di casi favorevoli allo sviluppo del fenomeno di upwelling lungo le coste italiane.
Come si evince dalla Tabella 1, le stazioni poste nell’area del Tirreno mostrano frequenze molto basse di venti favorevoli alla generazione dell'upwelling, mentre nel mare Adriatico, tali frequenze sono mediamente più elevate, grazie anche al contributo della Bora, forte vento che soffia da Nord-Est e che genera upwelling lungo la linea costiera a Est del bacino. Le stazioni poste nel Mar Ionio e nel Canale di Sicilia indicano tali aree come favorevoli alla generazione dell'upwelling. Un incremento importante si è registrato nel 2023, rispetto al 2022, presso la stazione di Porto Empedocle. L’area dello Stretto di Messina si conferma, poiché noto anche da letteratura, un’area fortemente interessata dall'upwelling dovuto principalmente a fenomeni idrodinamici, le acque ioniche dello Stretto risultano infatti più fredde di quelle dei bacini circostanti. Nel 2023, inoltre, rispetto al 2022 si è rilevato un ulteriore forte incremento di venti favorevoli alla generazione di upwelling nell'area ionica presso Crotone e un moderato decremento presso le stazioni di Ancona e Palermo. La stazione che in generale indica la zona più favorevole alla generazione di fenomeni di upwelling è sempre quella di Carloforte.
L’analisi dell’indicatore a partire dal 2019 consente una prima valutazione del trend a breve termine del fenomeno, che appare generalmente stazionario. Tuttavia, si osservano delle eccezioni nelle stazioni di Porto Empedocle e Crotone, dove sembra emergere un incremento nel tempo dei casi favorevoli alla generazione di episodi di upwelling. Questa tendenza richiede ulteriori conferme attraverso l’acquisizione e l’analisi di nuovi dati.
Dati
Figure 1: Wind station Ancona (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 2: Wind station Bari (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 3: Wind station Cagliari (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 4: Wind station Carloforte (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 5: Wind station Civitavecchia (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 6: Wind station Crotone (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 7: Wind station Genova (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 8: Wind station Imperia (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 9: Wind station Livorno (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 10: Wind station Messina (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 11: Wind station Napoli (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 12: Wind station Ortona (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 13: Wind station Otranto (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 14: Wind station Palermo (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 15: Wind station Palinuro (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 16: Wind station Porto Empedocle (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 17: Wind station Porto Torres (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 18: Wind station Ravenna (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 19: Wind station Reggio Calabria (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 20: Wind station Salerno (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 21: Wind station Taranto (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 22: Wind station Trieste (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 23: Wind station Venezia (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Figure 24: Wind station Vieste (2023)
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
Table 1: Wind frequency along the Italian coasts
ISPRA – National Mareographic Network (RMN)
La ripresa della manutenzione della Rete Mareografica Nazionale (RMN) avviata nel 2019 e gestita da ISPRA, ha consentito la valutazione dell'indicatore di upwelling per tutte le stazioni della rete di monitoraggio (Tabella 1).
Le stazioni considerate nell’area occidentale dei mari italiani presentano direzioni del vento favorevoli alla generazione di fenomeni di upwelling prevalentemente da Nord. Viceversa, per le stazioni dell'area orientale, prevalentemente da Sud.
Per le seguenti stazioni i settori direzionali selezionati, sono (gradi N):
Mar Tirreno Settentrionale:
Imperia 255° – 285° Genova 279° - 309° Livorno 345° - 15° Civitavecchia 303° - 333° Salerno 300° - 330°
La frequenza di eventi per le stazioni di Imperia (Figura 9), Genova (Figura 8), Livorno (Figura 10) e Civitavecchia (Figura 6) sono rispettivamente pari a 0,47%, 0,15%, 0,50% e 1,1%.
Mar Tirreno Meridionale:
Napoli 300° – 330°
Salerno 300° – 330°
Palinuro 279° – 309°
La frequenza di eventi per le stazioni di Napoli (Figura 25), Salerno (Figura 20) e Palinuro (Figura 15) sono rispettivamente pari a 0,5%, 1,85% e 0,52%.
Il Mar Adriatico, nell'area settentrionale, è battuto dalla Bora, forte vento che soffia da Nord-Est e che genera upwelling lungo la linea costiera a Est del bacino.
Questo tratto di mare è inoltre interessato da un grande afflusso d’acqua fluviale proveniente dal Po e dagli altri maggiori fiumi dell’Italia Nord Orientale, caratterizzata da temperatura e salinità inferiore rispetto al mare e maggiore ricchezza di nutrienti.
Le stazioni considerate sono:
Trieste 325° – 355°
Venezia 210° – 240°
Ravenna 144° – 174°
Ancona 99° – 129°
Ortona 99° – 129°
Vieste 90° – 120°
Bari 99° – 129°
Otranto 165° – 195°
Le frequenze registrate nell'area settentrionale sono rispettivamente per Trieste (Figura 22), Venezia (Figura 23), Ravenna (Figura 18), Ancona (Figura 1) pari a 0,85%, 2,1%, 4,66% e 1,88%.
Le frequenze nella parte meridionale dell'Adriatico, registrate presso le stazioni di Ortona (Figura 12), Vieste (Figura 24), Bari (Figura 2) e Otranto (Figura 13) sono pari a 0,69%, 1,04%, 4,57% e 0,38%.
Le frequenze calcolate nel Mare Ionio provengono dalle stazioni di Taranto (Figura 21) e Crotone (Figura 7), con valori pari a 1,75% e 10,16% e i seguenti settori direzionali:
Taranto 279° – 309°
Crotone 165° – 195°
Il fenomeno dell'upwelling in Sicilia è stato calcolato attraverso i dati delle stazioni di:
Catania 186° – 216°
Porto Empedocle 300° – 330°
Palermo 123° – 153°
La stazione di Catania nel 2023 ha avuto dei malfunzionamenti a partire dal mese di febbraio per tale motivo non è stato possibile calcolare la percentuale di fenomeni favorevoli. Le altre due stazioni hanno frequenze rispettivamente pari a 6,95% (Figura 16) e 0,72% (Figura 14).
Un caso particolare, per la natura fisica dei fenomeni mareali e idrodinamici locali, è rappresentato dallo stretto di Messina, monitorato attraverso le stazioni di:
Reggio Calabria 320° – 350°
Messina 230° – 260°
in cui sono state registrate rispettivamente frequenze pari a 5,56% (Figura 19) e 0,28% (Figura 11).
In Sardegna, infine, Cagliari (Figura 4) presenta una percentuale di eventi provenienti dal settore tra i 230° e i 260° pari allo 0,53%, Porto Torres (Figura 17) una frequenza del 3,73% nel settore direzionale 75° – 105°, mentre Carloforte (Figura 3) con una frequenza del 13,42% è ancora una volta in assoluto la stazione con il maggior numero di eventi favorevoli, riscontrati nel settore direzionale compreso tra i 345° e i 15°.