Il corso fornisce le nozioni fondamentali sui metodi di misura e rilevamento applicabili in ambiente marino, con particolare riferimento ai sistemi remoti basati su satelliti e agli strumenti per monitoraggio in situ di tipo idraulico e meteomarino (boe, correntometri, anemometri, mareografi). Al termine del corso gli allievi conosceranno i concetti di base delle misure da satellite (fisica delle radiazioni elettromagnetiche, sistemi a sorgente attiva e passiva) e avranno sviluppato competenze di base sull’analisi delle immagini. Saranno fornite nozioni sulle orbite satellitari, sulle principali missioni e sulla disponibilità di dati. Gli allievi saranno in grado di ottenere e analizzare i prodotti del programma Copernicus e di sfruttare tali informazioni per la soluzione di problemi applicativi dell’ingegneria costiera e marina, con particolare riferimento allo studio dei campi idrodinamici e della qualità delle acque.
scheda docente materiale didattico
Caratteristiche di base del campionamento: intervallo, durata, accuratezza. Campionamento puntuale e campionamento continuo. Misura della temperatura. Profilatori di salinità/conduttività/temperatura-profondità (Sonde CTD). La scala pratica della salinità. Misure del livello del mare: manometri e galleggianti. Il caso della Rete Mareografica Nazionale (RMN). Misure di correnti euleriane: misuratore di corrente Doppler acustico (ADCP). Misure di correnti lagrangiane: drifter moderni, galleggianti sub-superficiali (ARGO flat), glider e veicoli subacquei autonomi (AUV). Misure di vento e onde: boe oceanografiche. Il caso della Rete Ondametrica Nazionale Italiana (RON). Traccianti chimici: ossigeno disciolto e nutrienti.
Definizione di telerilevamento. Orbite satellitari e loro applicazioni. Satelliti geosincroni e eliosincroni. Tecniche di imaging: scanner cross-track, cross-track ibridi e long-track. Risoluzione. La natura della radiazione elettromagnetica. Legge di Plank ed emissione del corpo nero. Proprietà atmosferiche e trasferimento radiativo: assorbimento, emissione e diffusione. Riflessione, trasmissione e assorbimento all'interfaccia atmosfera/oceano: proprietà di assorbimento e dispersione dell’acqua marina. Colore dell'oceano: assorbimento e dispersione del fitoplancton, particolato e materiale disciolto. Osservazione all'infrarosso della temperatura superficiale del mare (SST). Radar e backscatter oceanico. Altimetria satellitare. Radar per immagini satellitari: radar ad apertura sintetica (SAR) e radar a visione laterale (SLR).
Satelliti per l’osservazione della Terra del programma comunitario Copernicus: le missioni Sentinel e le Missioni Partecipanti. Servizi Copernicus: Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS). Accesso e utilizzo di prodotti e servizi CMEMS.
Integrazione dei sistemi di osservazione in situ e satellitare nella modellistica idrodinamica oceanica e costiera. Downscaling e upscaling. Pianificazione di programmi di monitoraggio in situ con integrazione dei prodotti CMEMS per la progettazione di infrastrutture costiere e off-shore.
[DAMPO] Thomson, R.E., Emery, W.J. (2014), Data Analysis Methods in Physical Oceanography, Third Edition, Elsevier
[ORS] Martin, S. (2014), An introduction to Ocean Remote Sensing, Second Edition, Cambridge University Press
Programma
Scale spazio-temporali tipici dei fenomeni fisici oceanografici. Forma e topografia dei bacini oceanici. Piattaforma continentale, inclinazione e pendio. Proprietà fisiche dell'acqua marina: pressione, temperatura, calore, salinità, densità. Equazione di stato.Caratteristiche di base del campionamento: intervallo, durata, accuratezza. Campionamento puntuale e campionamento continuo. Misura della temperatura. Profilatori di salinità/conduttività/temperatura-profondità (Sonde CTD). La scala pratica della salinità. Misure del livello del mare: manometri e galleggianti. Il caso della Rete Mareografica Nazionale (RMN). Misure di correnti euleriane: misuratore di corrente Doppler acustico (ADCP). Misure di correnti lagrangiane: drifter moderni, galleggianti sub-superficiali (ARGO flat), glider e veicoli subacquei autonomi (AUV). Misure di vento e onde: boe oceanografiche. Il caso della Rete Ondametrica Nazionale Italiana (RON). Traccianti chimici: ossigeno disciolto e nutrienti.
Definizione di telerilevamento. Orbite satellitari e loro applicazioni. Satelliti geosincroni e eliosincroni. Tecniche di imaging: scanner cross-track, cross-track ibridi e long-track. Risoluzione. La natura della radiazione elettromagnetica. Legge di Plank ed emissione del corpo nero. Proprietà atmosferiche e trasferimento radiativo: assorbimento, emissione e diffusione. Riflessione, trasmissione e assorbimento all'interfaccia atmosfera/oceano: proprietà di assorbimento e dispersione dell’acqua marina. Colore dell'oceano: assorbimento e dispersione del fitoplancton, particolato e materiale disciolto. Osservazione all'infrarosso della temperatura superficiale del mare (SST). Radar e backscatter oceanico. Altimetria satellitare. Radar per immagini satellitari: radar ad apertura sintetica (SAR) e radar a visione laterale (SLR).
Satelliti per l’osservazione della Terra del programma comunitario Copernicus: le missioni Sentinel e le Missioni Partecipanti. Servizi Copernicus: Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS). Accesso e utilizzo di prodotti e servizi CMEMS.
Integrazione dei sistemi di osservazione in situ e satellitare nella modellistica idrodinamica oceanica e costiera. Downscaling e upscaling. Pianificazione di programmi di monitoraggio in situ con integrazione dei prodotti CMEMS per la progettazione di infrastrutture costiere e off-shore.
Testi Adottati
[DPO] Talley, L.D. et al (2011), Descriptive Physical Oceanography, Sixth Edition, Elsevier[DAMPO] Thomson, R.E., Emery, W.J. (2014), Data Analysis Methods in Physical Oceanography, Third Edition, Elsevier
[ORS] Martin, S. (2014), An introduction to Ocean Remote Sensing, Second Edition, Cambridge University Press