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UPWELLING

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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: 
È di portata nazionale oppure applicabile a temi ambientali a livello regionale ma di significato nazionale
È semplice, facile da interpretare
Fornisce una base per confronti a livello internazionale
Misurabilità: 
Adeguatamente documentati e di fonte nota
Facilmente disponibili o resi disponibili a fronte di un ragionevole rapporto costi/benefici
Solidità: 
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
Riferimenti normativi: 
Non vi sono riferimenti normativi
Obiettivi fissati dalla normativa: 
Non vi sono 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 di vento ottenuti dallo scatterometro QuickScat, dai 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)
Unità di misura: 
Percentuale (%)
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 2018 al 31 dicembre 2018. Grazie alla nuova gestione e manutenzione della RMN, la maggiore disponibilità di dati nelle stazioni di misura ha consentito di elaborare per l'anno 2018, l'indicatore di upwelling, tuttavia considerando il solo anno e non la serie storica pregressa poiché interrotta da un lungo periodo di mancanza di dati.
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.
Core set: 
Non compilato  
Tipo rappresentazione: 
Grafico
Tabella
Periodicità di aggiornamento: 
Annuale
Copertura spaziale: 
Distribuita lungo le coste italiane
Copertura temporale: 
2018
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
Trend: 
Non definibile
Descrizione dello stato e trend: 
L'indicatore permette la caratterizzazione delle aree favorevoli al verificarsi del fenomeno di upwelling, non indicandone, tuttavia, direttamente una quantificazione.
Commenti: 
Le stazioni considerate nell’area occidentale dei mari italiani presentano direzioni del vento favorevoli alla generazione di fenomeni di upwelling prevalentemente da Nord. Per ogni stazione sono stati selezionati i seguenti settori direzionali (gradi N):
Imperia 255° – 285°
Genova 279° - 309°
Livorno 345° - 15°
Civitavecchia 303° - 333°
Salerno 300° - 330°

La frequenza degli eventi per le stazioni di Imperia (Figura 5), Genova (Figura 4) e Livorno (Figura 6) sono rispettivamente pari a 0,6%, 0,3% e 0,2%.
La frequenza invece per la località di Salerno (Figura 7) è pari a 2,1%.
L’aggiornamento dell’indicatore con i dati del 2018 (Tabella 1) non ha prodotto sostanziali differenze rispetto alla situazione analizzata negli anni precedenti (fino al 2015). Tuttavia, a causa dell’interruzione della manutenzione della Rete Mareografica Nazionale (RMN) gestita da ISPRA, le valutazioni di tale indicatore si fermano al 2015, e per questo ultimo aggiornamento é stato utilizzato il solo anno 2018 di dati di vento, per le stazioni in cui fossero disponibili. Dalle percentuali (Tabella 1) si evince ancora come il tratto di costa intorno a Genova e quello del Tirreno Meridionale siano più esposte a fenomeni di upwelling.

L’area intorno a Civitavecchia (Figura 3) ha una frequenza pari a: 1,24% confermando i risultati noti in letteratura che descrivono il Mar Tirreno Settentrionale come una della aree più favorevoli al generarsi di fenomeni di upwelling (Massetti, 2004, Inghilesi et al., 2012).

Il Mar Adriatico, nella parte 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, che ha la caratteristica di avere temperatura e salinità inferiore rispetto al mare ed essere ricca di nutrienti.
Tuttavia, nonostante queste preziose informazioni anche da letteratura, che riportiamo per completezza, nell'anno 2018 non sono stati registrati dati di vento sufficienti nelle stazioni Adriatiche, tali da permettere una valutazione dell'indicatore.
Analoga considerazione vale per il Mar Ionio e per il Mar di Sicilia.
In Sardegna infine, Cagliari (Figura 1) presenta una percentuale di eventi provenienti dal settore tra i 230° e i 260° pari allo 0,6%, mentre Carloforte (Figura 2) con una frequenza dell’11,05, è ancora una volta in assoluto la stazione con il maggior numero di eventi favorevoli riscontrati nel settore direzionale selezionato, compreso tra i 345° e i 15°.
Allegati: 
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