UPWELLING

Autori: 
Sara Morucci, Gabriele Nardone, Arianna Orasi, Marco Picone
Immagine abstract
Abstract: 
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.
Descrizione: 
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.
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.
Scopo: 
Individuare tratti di mare favorevoli al verificarsi del fenomeno e, quindi, dove è ragionevole attendersi una concentrazione maggiore di fauna ittica.
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.
RILEVANZA - L'indicatore: 
È di portata nazionale oppure applicabile a temi ambientali a livello regionale ma di significato nazionale
È in grado di descrivere il trend senza necessariamente fornire una valutazione dello stesso
È semplice, facile da interpretare
Fornisce una base per confronti a livello internazionale
MISURABILITÀ - I dati utilizzati per la costruzione dell’indicatore sono/hanno: 
Adeguatamente documentati e di fonte nota
Aggiornati a intervalli regolari e con procedure affidabili
Facilmente disponibili o resi disponibili a fronte di un ragionevole rapporto costi/benefici
Un’ “adeguata” copertura spaziale
Un’ “idonea” copertura temporale
SOLIDITÀ - L'indicatore: 
È basato su standard nazionali/internazionali e sul consenso nazionale/internazionale circa la sua validità
È ben fondato in termini tecnici e scientifici
Presenta attendibilità e affidabilità dei metodi di misura e raccolta dati
Comparabilità nel tempo
Comparabilità nello spazio
Principali riferimenti normativi e obiettivi: 
Non vi sono riferimenti normativi né obiettivi fissati dalla normativa.
DPSIR: 
Stato
Tipologia indicatore: 
Descrittivo (tipo A)
Riferimenti bibliografici: 
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 - Dataset: http://dati.isprambiente.it/dataset/rmn-la-rete-mareografica-nazionale/

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.
Limitazioni: 
L'indicatore di upwelling necessita di uno studio approfondito della correlazione esistente con i dati di Temperatura Superficiale dell'Acqua (SST) onshore e offshore.
Ulteriori azioni: 
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.
Frequenza rilevazione dati: 
Oraria e ad ogni 10 minuti
Accessibilità dei dati di base: 
I dati sono presenti nel data base della Rete Mareografica Nazionale e sono reperibili all'indirizzo www.mareografico.it
Fonte dei dati di base: 
ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale)
Descrizione della metodologia di elaborazione: 
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 2020 al 31 dicembre 2020. Grazie alla nuova gestione e manutenzione della RMN, la maggiore disponibilità di dati nelle stazioni di misura ha consentito di elaborare per l'anno 2020, l'indicatore di upwelling, considerando però il solo anno e non la serie storica pregressa poiché interrotta da un lungo periodo di mancanza di dati nella maggior parte delle stazioni di misura.
In secondo luogo, 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 (Tab.1).
Core set: 
Non compilato  
Periodicità di aggiornamento: 
Annuale
Copertura spaziale: 
Mari Italiani
Copertura temporale: 
2020
L'indicatore è in grado di descrivere con sufficiente dettaglio spaziale il fenomeno di upwelling. I dati sono comparabili e affidabili in quanto il monitoraggio è condotto in maniera standardizzata e sono previste procedure di validazione.
Stato: 
Non definibile
Descrizione/valutazione dello stato: 
L'indicatore permette la caratterizzazione delle aree favorevoli al verificarsi del fenomeno di upwelling, non indicandone, tuttavia, direttamente una quantificazione.
La Tabella 1 riporta i valori delle frequenze dei venti, nei settori direzionali selezionati, favorevoli alla generazione dell'upwelling presso le stazioni della Rete Mareografica Nazionale.
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 ad Est del bacino. Le stazioni poste nel Mar Ionio e nel Canale di Sicilia indicano tali aree come favorevoli alla generazione dell'upwelling.
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.
Trend: 
Non definibile
Descrizione/valutazione del trend: 
L’aggiornamento dell’indicatore con i dati del 2020 ha evidenziato una generale tendenza alla diminuzione del numero di casi favorevoli allo sviluppo del fenomeno di upwelling (fatta eccezione per le stazioni di Catania, Salerno, Taranto e Venezia), rispetto alla situazione analizzata nell'anno precedente.
Commenti: 
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.
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 (Fig. 10), Genova (Fig. 9), Livorno (Fig. 11) e Civitavecchia (Fig. 7) sono rispettivamente pari a 0,44%, 0,07%, 0,51% e 1,02%.

Mar Tirreno Meridionale:
Napoli 300° – 330°
Salerno 300° – 330°
Palinuro 279° – 309°
La frequenza di eventi per le stazioni di Napoli (Fig. 13), Salerno (Fig. 20) e Palinuro (Fig. 17) sono rispettivamente pari a 0,3%, 2,15% e 0,34%.


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 ad 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 (Fig. 23), Venezia (Fig. 24), Ravenna (Fig. 19), Ancona (Fig. 1) pari a 0,74%, 3,38%, 5,02% e 2,17%.
Le frequenze nella parte meridionale dell'Adriatico, registrate presso le stazioni di Ortona (Fig. 14), Vieste (Fig. 25), Bari (Fig. 2) e Otranto (Fig. 15) sono pari a 0,77%, 1,4%, 3,91% e 0,19%.


Le frequenze calcolate nel Mare Ionio provengono dalle stazioni di Taranto (Fig. 21) e Crotone (Fig. 8), con valori pari a 2,12% e 3,19% 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°
con frequenze rispettivamente pari a 0,72% (Fig. 6), 2,38% (Fig. 18) e 1,38% (Fig. 16).

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 3,97% (Fig. 4) e 0,2% (Fig. 12).
Questa area, come noto da letteratura è fortemente interessata dall'upwelling dovuto principalmente a fenomeni idrodinamici: le acque ioniche dello Stretto risultano infatti più fredde di quelle dei bacini circostanti.

In Sardegna infine, Cagliari (Fig. 3) presenta una percentuale di eventi provenienti dal settore tra i 230° e i 260° pari allo 0,32%, Porto Torres (Fig. 22) una frequenza del 1,58% nel settore direzionale 75° – 105°, mentre Carloforte (Fig. 5) con una frequenza del 13,46% 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°.

  • Titolo Figura 1: Vento stazione Ancona (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 2: Vento stazione Bari (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 3: Vento stazione Cagliari (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 4: Vento stazione Reggio Calabria (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 5: Vento stazione Carloforte (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 6: Vento stazione Catania (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 7: Vento stazione Civitavecchia (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 8: Vento stazione Crotone (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 9: Vento stazione Genova (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 10: Vento stazione Imperia (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 11: Vento stazione Livorno (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 12: Vento stazione Messina (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 13: Vento stazione Napoli (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 14: Vento stazione Ortona (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 15: Vento stazione Otranto (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 16: Vento stazione Palermo (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 17: Vento stazione Palinuro (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 18: Vento stazione Porto Empedocle (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 19: Vento stazione Ravenna (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 20: Vento stazione Salerno (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 21: Vento stazione Taranto (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 22: Vento stazione Porto Torres (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 23: Vento stazione Trieste (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 24: Vento stazione Venezia (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • Titolo Figura 25: Vento stazione Vieste (2020)
    Fonte ISPRA - Rete Mareografica Nazionale (RMN)

  • STAZIONE DIREZIONE (30°) FREQUENZA 2019 (%) FREQUENZA 2020 (%)
    Ancona 99-129 4.052 2.174
    Bari 99-129 5.943 3.917
    Cagliari 230-260 0.612 0.319
    Carloforte 345-15 13.53 13.466
    Catania 186-216 0.545 0.717
    Civitavecchia 303-333 1.004 1.025
    Crotone 165-195 5.133 3.195
    Genova 279-309 0.11 0.068
    Imperia 255-285 0.462 0.444
    Livorno 345-15 0.667 0.512
    Messina 230-260 0.242 0.206
    Napoli 300-330 0.51 0.297
    Ortona 99-129 1.425 0.774
    Otranto 165-195 0.513 0.194
    Palermo 123-153 2.229 1.378
    Palinuro 279-309 0.383 0.342
    Porto Empedocle 300-330 2.567 2.379
    Porto Torres 75-105 1.989 1.582
    Ravenna 144-174 5.834 5.02
    Reggio Calabria 320-350 4.36 3.974
    Salerno 300-330 1.548 2.152
    Taranto 279-309 1.558 2.118
    Trieste 325-355 1.284 0.744
    Venezia 210-240 2.959 3.382
    Vieste 90-120 3.451 1.412