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Caratteristiche Meteo Marine del paraggio




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Caratteristiche Meteo Marine del paraggio



1 Elaborazione dei dati per la determinazione del clima ondoso

 
Per la determinazione del clima ondoso di largo sono stati utilizzati i dati derivanti dalle misurazioni dirette di altezze donda significative, periodo di picco, periodo medio e direzione di provenienza registrati dalla boa ondametrica posta a Crotone.

Fig. 1 Riprogrammazione della boa triaxis tramite porta ad infrarossi.

Fig. 2 Esploso di una boa ondametrica triaxis

Tale stazione fa parte della Rete Ondametrica Nazionale (RON) gestita dal servizio Idrografico e  Mareografico della Presidenza del  Consiglio dei  Ministri. Attiva dal Luglio 1989 la RON originariamente era composta da 8 boe direzionali di tipo pitch-roll1; è stata ampliata portando il numero delle boe inizialmente a 10 (nel

1999) e poi a 14 unità tra il 2001 ed il 2003, modificando la strumentazione e passando alla nuova tecnologia triaxis.

Fig. 3 Potenziamento della RON: 2001-2003

N° 14 boe accelerometriche acquisizione dati semiorari in tempo reale

Nuovi siti: Chioggia Civitavecchia Siniscola Palermo

Potenziamento stazioni locali di ricezione e Centro di Controllo di Roma

Introduzione di servizi real-time (dal 2002)

Ciascun ondametro è costituito da due parti accoppiate tramite un flangia, fissata con bulloni ed una chiusura a vite stagna. La parte superiore, trasparente, è realizzata con un rivoluzionario materiale, il Cyrolon ZX antisfondamento e antiproiettile,   capace   di   superare   i   severi   test   ISO   6603-   L'impiego   di un'architettura senza appendici esterne diminuisce enormemente la probabilità di rotture accidentali o dolose degli elementi radianti, aumentando di conseguenza la disponibilità complessiva del sistema. La boa, ancorata al fondali, segue il profilo della superficie dell'acqua permettendo di determinare la direzione delle onde (mediante inclinometri) e l'altezza (integrando due volte i dati accelerometrici provenienti da un sensore sull'asse 'Z'). Le boe sono dotate di un sistema di localizzazione  utilizzante  il  sistema  satellitare  ARGOS  per  il  controllo  della posizione tramite triangolazione.

La boa di Crotone, di cui mi sono servito per lo studio meteo marino, è posta alle coordinate geografiche 39° 0.14 N e 17°13.2’ E, in un fondale di 80 metri e quindi in acque  alte. Le  registrazioni,  effettuate  durante tutto l’arco della giornata, avevano in un primo tempo cadenza trioraria. Dal 2002 sono disponibili rilevazioni ogni 30 minuti. Il settore di traversia principale dellondametro è compreso tra le direzioni 310° N (Punta Alice) e 190° N (Capo Rizzuto). Il settore di traversia secondario  risulta  schermato  dalla  costa  calabrese  e  pertanto  lo  strumento  non registra altezze donda rilevanti. I dati forniti dalla boa, risultano, quindi, idonei alla determinazione del clima ondoso di largo del paraggio rossanese.

Sono stati valutati inizialmente il numero e la frequenza degli eventi meteomarini, classificati per direzione di provenienza e per classi di altezza donda. I valori sono stati elaborati e riassunti nella tabella 3. Nelle tabelle 1 e 2 si sono volute evidenziare le persistenze e le frequenze degli eventi meteomarini, suddividendoli per classi di altezze donda e per classi di direzioni di provenienza tutte, però, appartenenti al settore di traversia.

Tab. 2 Eventi meteomarini per classi di altezze donda e direzione di provenienza

S

Hs (m) Dm (°N)

<

0.25

<

0.50

<

1.00

<

1.50

<

00

<

50

<

3.00

<

3.50

<

4.00

<

4.50

<

5.00

345/0

1631

1783

2049

1191

554

188

63

87

30

1

6

7583

0/15

1637

2831

3152

1204

383

63

20

18

5

8

11

9332

15/30

998

2499

2823

839

181

52

13

8

2

7415

30/45

414

818

981

274

76

40

12

9

2

2626

45/60

280

418

377

170

89

36

12

6

2

1390

60/75

281

348

334

140

80

22

11

8

2

1226

75/90

263

345

328

150

64

34

7

5

1196

S

5504

9042

10044

3968

1427

435

138

141

43

9

17

Tab. 3 Frequenza delle mareggiate nel settore di traversia2

S

Hs (m) Dm (°N)

<

0.25

<

0.50

<

1.00

<

1.50

<

00

<

50

<

3.00

<

3.50

<

4.00

<

4.50

<

5.00

345/0

0,053

0,058

0,067

0,039

0,018

0,006

0,002

0,003

0,001

0,000

0,000

0,2465

0/15

0,053

0,092

0,102

0,039

0,012

0,002

0,001

0,001

0,000

0,000

0,000

0,3033

15/30

0,032

0,081

0,092

0,027

0,006

0,002

0,000

0,000

0,000

0,241

30/45

0,014

0,027

0,032

0,009

0,003

0,001

0,000

0,000

0,000

0,0853

45/60

0,009

0,014

0,012

0,006

0,003

0,001

0,000

0,000

0,000

0,0452

60/75

0,009

0,011

0,011

0,005

0,003

0,001

0,000

0,000

0,000

0,0398

75/90

0,009

0,011

0,011

0,005

0,002

0,001

0,000

0,000

0,0389

S

0,179

0,294

0,326

0,129

0,046

0,014

0,005

0,005

0,001

0,000

0,001



Dall’esame delle tabelle si evince che le massime frequenze degli eventi ondosi si verificano in corrispondenza del settore Nord-Nord Est (direzioni comprese nel settore 0-30 °N). Viceversa, risultano più modeste le frequenze relative alle direzioni che vanno da 30 °N a 60 °N.

Unulteriore considerazione è che le altezze donda più persistenti risultano quelle comprese nellintervallo 0.50-1.00 mt, mentre i valori massimi delle altezze donda, compresi nellintervallo 4.50-5.00 mt, sono relative alle direzioni comprese tra 345 °N e 15 °N.

Stazione di Crotone dal 14 Luglio 1989 al 24 Luglio 2006

Rilevamenti: 103800

Calme 17128 (16.5% del totale) Mancanti 13500 (13% del totale)

N

Settore di traversia geografico

15304560753303450330 °N - 80 °N

W

Settore 330°N:

4.39%

1.44%

0.81%

0.15%

E

Settore 345°N:

5.26%

1.68%

0.35%

0.007%

Settore 0°N:

7.34%

1.53%

0.10%

0.02%

Settore 15°N:

6.09%

0.98%

0.07%

0.00%

Settore 30°N:

13%

0.34%

0.06%

0.00%

Settore 45°N:

1.04%

0.25%

0.05%

0.00%

Settore 60°N:

0.93%

0.21%

0.04%

0.00%

Settore 75°N:

0.90%

0.21%

0.04%

0.00%

S

0 = Hs = 1 m                          1 = Hs = 2 m                           2 = Hs = 4 m                          4 = Hs = 6.5 m

 
Fig. 4 Diagramma di frequenza per classi di altezze donda significative


In fig. 4 viene rappresentato il diagramma riassuntivo delle tabelle finora commentate. E’ da riportare unimportante convenzione delle boe ondametriche. Al contrario dei venti, che prendono la denominazione dalla direzione di provenienza, il mare prende denominazione dalla direzione verso cui è diretto. Quindi gli angoli caratterizzanti vento e mare aventi la stessa direzione di provenienza, differiscono di

180°. Per avere una visione più immediata e disporre le direzioni allinterno del settore di traversia, in fig. 2 sono state riportate le direzioni ruotate di 180° ottenendo quindi la stessa convenzione dei venti (es: i mari dominanti che la boa fornisce sono quelli diretti verso la direzione 180 °N ma in tabella sono stati indicati con una direzione pari a 0 °N).

Dall’esame dei dati ondametrici si evincono, inoltre, le direzioni appartenenti ai mari regnanti (quelle da cui il mare proviene più frequentemente) ed a quelli dominanti:



      Mari Regnanti:        provenienti da       0 °N

      Mari Dominanti:    provenienti da  330 °N

2 Previsione degli eventi estremi con il modello di Gumbel

Allo scopo di determinare i valori di Hs3 relativi agli eventi estremi è stata effettuata unelaborazione probabilistica dei dati a disposizione utilizzando la legge di distribuzione di Gumbel che, come noto, si presta bene allinterpretazione di tali eventi.

Occorre suddividere il settore di traversia in settori parziali allinterno dei quali possono giungere mareggiate aventi caratteristiche molto prossime. Tali settori avranno caratteristiche omogenee di fetch e vento; nel nostro caso, essendo in possesso dei dati mareografici, la scelta dei settori parziali sarà effettuata in base alle

caratteristiche delle onde stesse:

 

Settore I:

330 °N 0 °N

 

Settore II:

0 °N 30 °N

 

Settore III:

30 °N 60 °N

 

Settore IV:

60 °N 80 °N

 
3  Con il pedice s si indica laltezza donda significativa, quella, cioè, il cui valore coincide con la media del 33% delle altezze delle onde p alte registrate dallondametro.


Tramite l’elaborazione delle serie dei massimi annuali di altezze donda significative, per ciascuna delle direzioni di largo appartenenti ai settori parziali, si determinano i valori delle Hs (TR).

Altezza donda estrema in funzione del tempo di ritorno


Fissando un tempo di ritorno di 100 anni è possibile, quindi, prevedere quale sarà l’evento estremo che pot verificarsi5. Nella tabella 5 è riportata la serie dei massimi valori annuali (espressi in mt) mentre in tabella 6 si sono evidenziati i passaggi attraverso i quali, per ciascun sotto settore, è stato calcolato un valore dell’onda relativa ad un tempo di ritorno di 100 anni.


Tab. 5 Serie dei massimi valori annuali allinterno dei sotto settori scelti

Anni

Sotto settori

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

00

01

02

03

04

05

06

1 - 330/0 °N

2,8

3,9

4,8

4,5

3,3

3,7

4,8

3,8

3,4

2,7

3,5

3,5

4,3

3,8

3,6

4,7

3,9

4,1

2 - 0/30 °N

2,6

2,1

2

2,6

3,1

2,1

2

2,2

1,8

1,7

3,3

3,3

3,4

2,9

3,3

1,9

2,9

2,8

3 - 30/60 °N

1,8

1,6

1,2

1,4

1,5

1,2

1,1

1,6

1,4

1,4

1,8

2,1

2,9

2,4

2,2

1,2

2,4

2,2

4 - 60/80 °N

1,1

1,5

1,3

1,9

2,1

2

2

1,4

1

1,1

2,3

1

1,1

1,6

1,1

1

1,2

1,5

 

 
Tab. 6 Calcolo di Hs100 con il modello previsionale di Gumbel

Sotto settori

°N

Media

(M)

SQM (s)

Norma

(N)

1/a

(0,7797*s)

y  (Tr=100)

(-ln(-ln(1-1/Tr)

Hs(100)

1 - 330/0 °N

3,839

0,618

3,561

0,481

4,600

5,776

2 - 0/30 °N

2,556

0,587

2,291

0,458

4,600

4,398

3 - 30/60 °N

1,744

0,515

1,513

0,401

4,600

3,359

4 - 60/80 °N

1,456

0,431

1,261

0,336

4,600

2,809

3 Determinazione dei Fetch geografici ed efficaci

Le direzioni dei mari dominanti non coincidono necessariamente con quelle dei venti dominanti, perché la forza del mare dipende sia dalla direzione e dalla durata del  vento  ma  anche  dallo  spazio  di  mare  libero  su  cui  il  vento  può  insistere generando moto ondoso.

Si definisce fetch secondo una data direzione la lunghezza di mare libero da ostacoli sul quale il vento insiste cedendogli energia.

Queste lunghezze si associano ad ogni direzione interna al settore di traversia che è stato suddiviso in porzioni omogenee relativamente alle caratteristiche delle onde e alle lunghezze di fetch.

Per comprendere le caratteristiche degli eventi finora descritti occorre fornire alcune informazione sulla formazione e propagazione delle onde in acque alte. Il vento insiste, in generale, su una parte del fetch denominata area di generazione” in cui si formano le onde. Quando queste, muovendosi, escono da tale area per entrare in   un’altra  non   battuta  da   vento,  subiscono  un’attenuazione:  si   registra  la diminuzione dell’altezza donda e l’aumento del periodo fino a giungere, in prossimità della costa, in acque basse.


In genere, durante un evento anemometrico, la direzione del vento oscilla allinterno di un settore di ampiezza dellordine dei 30°, da cui deriva la scelta fatta per i quattro settori parziali di cui si è detto in

In realtà i fetch geografici non tengono conto della effettiva porzione di mare interessata dall’evento anemometrico che genera lagitazione ondosa. Da studi effettuati su fotografie di treni donda si è notato che onde di notevole altezza si propagano non solo nella direzione del vento, ma anche in direzioni prossime a questa.  E ragionevole  pensare  che  il  vento  ceda  il  massimo  di  energia  nella direzione secondo cui spira e che, allinterno di un cuneo di 90°, ne ceda sempre meno nelle direzioni che si allontanano dalla bisettrice del cuneo che rappresenta la direzione stessa del vento. In genere si fa lipotesi che il peso della cessione di energia dal vento al mare secondo una certa direzione sia pari al coseno dell’angolo che tale direzione forma con quella del  vento. In  pratica la  media pesata delle lunghezze di fetch va fatta assumendo come pesi ivalori deicos(cos i) secondo le varie direzioni.


E’ da notare che, per quanto detto, appare evidente che anche venti di terra possono generare moto ondoso, purc la direzione di provenienza di tali venti formi con il limite di traversia geografico un angolo minore o al limite uguale a 45°. Quindi il settore di traversia effettivo (inteso come settore comprendente tutte le direzioni di vento che possono generare moto ondoso) risulterà più ampio del settore di traversia geografico.

Nelle tabella 7 viene riportato un esempio di calcolo del fetch efficace per alcune direzioni. Nella tabella 8, invece, sono stati riassunti i fetch geografici ed efficaci relativi al settore di traversia con le località corrispondenti.


Tab. 8 Riassuntivo del Fetch Efficace per ogni direzioni del settore di traversia

Direzione di

provenienza (°N)

Fetch Geografico

(Km)

Fetch Efficace

(Km)

Località

corrispondente

250

0

1

Rossano (Cs)

255

0

2

Rossano (Cs)

260

0

3

Rossano (Cs)

265

0

4

Rossano (Cs)

270

0

5

Rossano (Cs)

275

3

6

Rossano (Cs)

280

5

7

Rossano (Cs)

285

7

9

Corigliano (Cs)

290

9

10

Corigliano (Cs)

295

14

12

Corigliano (Cs)

300

15

14

Corigliano (Cs)

305

16

15

Corigliano (Cs)

310

17

18

Corigliano (Cs)

315

18

21

Corigliano (Cs)

320

27

24

Corigliano (Cs)

325

29

28

Corigliano (Cs)

330

31

32

Villapiana (Cs)

335

33

37

Villapiana (Cs)

340

35

43

Trebisacce (Cs)

345

37

48

Trebisacce (Cs)

350

40

54

Capo Spulico (Cs)

355

44

59

Montegiordano (Cs)

0

66

65

Rocca Imperiale (Cs)

5

75

71

Policoro (Pz)

10

95

76

Metaponto

15

116

84

Castellaneta (Ta)

20

125

90

Palagiano (Ta)

25

126

95

Taranto

30

118

101

Taranto

35

119

107

Maruggio (Ta)

40

122

108

Maruggio (Ta)

45

126

107

Campomarino (Ta)

50

140

105

Avetrana (Ta)

55

150

102

Porto Cesareo (Le)

60

147

97

Copertino (Le)

65

151

91

Nardò (Le)

70

143

84

Gallipoli (Le)

75

148

77

Torre S. Giovanni (Le)

80

162

70

Leuca (Le)

85

10

62

Capo Trionto (Cs)

90

2

54

Toscano Nubrica (Cs)

95

0

46

Rossano (Cs)

100

0

38

Rossano (Cs)

105

0

30

Rossano (Cs)

110

0

23

Rossano (Cs)

115

0

17

Rossano (Cs)

120

0

11

Rossano (Cs)

125

0

6

Rossano (Cs)


Fig. 5 Settore di traversia e lunghezze di fetch efficaci del litorale rossanese

Lo studio condotto porta a rappresentare la situazione come in fig. 5: tra parentesi sono indicati i fetch efficaci con le relative direzioni, confrontati con i fetch geografici. Si nota, inoltre, il settore di traversia efficace, più ampio di quello geografico. Infatti il settore di traversia geografico si rappresenta su carte nautiche costiere con scala relativamente piccola (da 1:100.000 fino a 1:250.000), salvo poi controllare su scala più grande e più dettagliata (1:20.000) se le onde che si generano secondo una certa direzione, escluse in un primo momento, sono influenti o meno. Inoltre,  per  i  motivi  di  cui  si  è  già  detto  nella  descrizione  dei  fetch  efficaci, competono alla formazione delle onde anche altre direzioni (che differiscono di  45° con ciascuna direzione) che vanno ad aumentare il settore di traversia efficace che, nel caso in questione, coincide con il settore 250 - 125 °N (si ricorda che quello geografico coincide con il settore 330 - 80 °N).

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