Seminars

The climate system can be seen as a highly complex thermal engine, in which numerous processes continuously interact to transform heat into work and vice-versa. In this seminar, I will try to examine a few fundamental facts about the general circulation of the atmosphere, from the point of view of the basic laws of thermodynamics. I will review the concepts of available potential energy, lay down the connection between heat transports and enthalpy fluxes, discuss how energy conversions in mid-latitudes can be addressed in terms of a very intuitive conceptual framework, the Lorenz Energy Cycle. I will then focus on new results about the role of eddies in the meridional transport of heat across NH mid-latitudes, emphasizing the role of extreme events and the emergence of preferred weather regime patterns. In general, I will try to convey the message that extreme transports tend to follow recurrent paths of mid-latitudinal eddy atmospheric circulation, opening new possibilities on the detection and predictability of severe weather events and their impacts.

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Sand and dust storms (SDS) are an important threat to life, health, property, environment and economy in many countries, and play a significant role in different aspects of weather, climate and atmospheric chemistry. There is an increasing need for SDS accurate information and predictions to support early warning systems, and preparedness and mitigation plans. The DUSTCLIM project (Dust Storms Assessment for the development of user-oriented Climate services in Northern Africa, the Middle East and Europe) funded by the European ERA4CS initiative explored the way SDS affects society by producing and delivering an advanced dust regional model reanalysis for Northern Africa, Middle East and Europe, and by prototyping dust-related services tailored to specific socio-economic sectors (air quality, aviation and solar energy). The seminar will provide an overview of the main results of the project, achieved in synergy with the activities carried out within the COST Action inDust (International Network to Encourage the Use of Monitoring and Forecasting Dust Products). A particular focus will be given to the air quality applications, which were those more specifically developed by ISAC.

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A Dicembre 2021 è passato ad ISAC Il coordinamento di  SKYNET (https://www.skynet-isdc.org), una rete di oltre 100 fotometri che, attraverso la misura della radiazione solare, stimano le caratteristiche del particolato atmosferico e la quantità del vapor d'acqua lungo l'intera colonna d’aria. Gli strumenti sono disseminati in tutto il globo, Antartide incluso, ed operano in maniera automatica e continua fornendo dati verificati in tempo reale, scaricabili e accessibili liberamente. I dati della rete SKYNET hanno permesso di studiare negli anni, a livello europeo e nazionale, numerosi eventi importanti come l'individuazione del trasporto della polvere emessa dal vulcano Eyjafjallajökull nel 2010 lungo il suo percorso dall’Islanda fino all’Italia;  misure nel sito di Aosta nel 2019, in sinergia con altra strumentazione, hanno permesso di dimostrare che le regioni montuose, spesso considerate ambienti incontaminati, possono risentire degli inquinanti emessi nelle aree più popolate e industrializzate, come il bacino del Po, e trasportati dai venti regionali. In ultimo, uno studio sugli effetti del lockdown (nel 2020) sulle atmosfere urbane di alcuni città Italiane, si è avvalso anche di strumentazione SKYNET per studiare l’influenza delle condizioni meteorologiche sulla concentrazione dei PM, permettendo il riconoscimento di eventi di trasporto a lungo raggio. Verranno  descritte, in questo seminario, ulteriori applicazioni da sviluppare in sinergia con altre attività dell'Istituto.

CV Monica Campanelli https://www.isac.cnr.it/en/users/monica-campanelli

CV Adelaide Dinoi https://www.isac.cnr.it/en/users/adelaide-dinoi

CV Giampietro Casasanta  https://www.isac.cnr.it/en/users/giampietro-casasanta

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I Satellite Application Facilities (SAFs) dell’EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) sono centri di eccellenza che sfruttano le competenze dei centri di ricerca, università e agenzie regionali e locali degli Stati Membri per lo sviluppo, il processamento e la disseminazione di prodotti satellitari (https://www.eumetsat.int/about-us/satellite-application-facilities-safs). I SAF, che sono parte integrante dell’EUMETSAT Application Ground Segment, sono stati costituiti per creare un ponte tra scienza e ricerca, necessarie per lo sviluppo di prodotti satellitari di qualità, e i servizi operativi per gli utenti

H SAF (Satellite Application Facility in support to Operational Hydrology and Water Management) è l’ultimo dei SAF istituito nel 2005, dedicato allo sviluppo, distribuzione ed archiviazione di prodotti satellitari a sostegno dell'idrologia operativa, ovvero prodotti di precipitazione, umidità del terreno, e neve al suolo[1]. H-SAF vede la partecipazione di 11 Stati Membri (Austria, Belgio, Bulgaria, Francia, Finlandia, Italia, Germania, Polonia, Slovacchia, Turchia ed Ungheria) e dell’ECMWF, coordinati dall’Italia nella sua funzione di Host Country esercitata congiuntamente dall’Aeronautica Militare (Leading Entity), dal Dipartimento della Protezione Civile (Project Management), e dal CNR-ISAC (Science Management).

Il CNR-ISAC è coinvolto da sempre nello sviluppo di prodotti di precipitazione basati sull’utilizzo di misure da radiometri alle microonde (MW) a bordo dei satelliti ad orbita bassa (LEO), e di prodotti combinati MW/IR in cui si sfrutta l’elevata risoluzione spaziale e temporale delle misure nell’infrarosso da satellite geostazionario (GEO). Tali prodotti hanno visto un notevole avanzamento nella fase corrente (CDOP-3, 2017-2022) grazie allo sviluppo di algoritmi per la stima di precipitazione liquida e solida basati su tecniche di intelligenza artificiale e allo sfruttamento di tutti i satelliti LEO che contribuiscono alla missione Global Precipitation Measurement (GPM). Inoltre, le misure della precipitazione dai radar montati sui satelliti GPM Core Observatory e CloudSat hanno permesso di superare gli approcci precedentemente basati unicamente sull’utilizzo di modelli.

Durante la prossima fase CDOP-4 (2022-2027), H SAF mira a consolidare i prodotti operativi esistenti e a sviluppare nuovi prodotti per le future missioni satellitari europee, Meteosat Third Generation (MTG) e l’EUMETSAT Polar System - Second Generation (EPS-SG) per il Ground Segment di EUMETSAT. In particolare, durante la CDOP 4 CNR-ISAC è incaricato di sviluppare nuovi prodotti di precipitazione per MTG, combinando misure del Flexible Combined Imager (FCI) con misure di fulminazione del Lightning Imager (LI), e per i radiometri MWI/ICI e MWS a bordo dei satelliti MetOp-SG.

Nel corso del seminario verrà presentata l’attività scientifica del CNR-ISAC nell’ambito di H SAF e della collaborazione scientifica tra H SAF e la missione GPM, di cui CNR-ISAC è stato promotore e artefice, discutendo le sfide e le prospettive future, e mostrando esempi di applicazioni in ambito idro-meteorologico.

[1] I prodotti H SAF sono distribuiti in NRT via EUMETcast e via ftp, e sono visibili sia sul tool EUMETview (https://view.eumetsat.int/productviewer?v=default) sia sul sito H SAF (https://hsaf.meteoam.it/).

GUARDA SU YOUTUBE: https://youtu.be/AHndupzQhpY

Giulia Panegrossi CV: https://www.isac.cnr.it/en/users/giulia-panegrossi

In this talk, I would like to introduce my research to the institute, as I am still rather new (although already a year has passed since I arrived!).  My research aims to predict how different terrestrial ecosystems actively respond to global environmental change. I focus mostly on plant ecosystems in drylands, savannas and Mediterranean forests. I am interested in studying the complex ecosystem dynamics emerging from plant-plant and plant-environment interactions, including wildfires and vegetation-climate feedbacks.

I will illustrate some works a bit more in detail. With the help of simplified mechanistic models (specifically, pulse stochastic differential equations), we studied how wildfires and climate change may influence Mediterranean forests in the future, including their possible shift to an alternative ecosystem state, namely an open shrubland, which is generally an undesirable state from a human perspective. Furthermore, I will talk about a  study where we evaluated the effect of land-use and deforestation in the Amazon on precipitation, which has likely been underestimated so far.

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Mara Baudena's CV: https://www.isac.cnr.it/en/users/mara-baudena

Si segnala il workshop organizzato da IAEG (International Association for Engineering Geology and the Environment) dal titolo “Eventi meteo-climatici estremi e gestione del rischio nel territorio – esperienze recenti e nuove sfide”.

Anche Silvio Davolio (CNR-ISAC) tra gli speaker dell'eveno.

Il corso sarà tenuto il giorno 22 febbraio 2022 presso l’Aula Magna, Pentagono, Università di Padova, campus Agripolis, Legnago (PD).

È prevista anche una diretta streaming per la partecipazione da remoto:
per iscrizione https://forms.gle/FiyWsvM6iJRp8pgRA

È previsto l’accreditamento formativo all’ordine dei Geologi e dei Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali (5 CFU);
sarà data precedenza all’iscrizione ai soci IAEG

QUI la locandina dattagliata

Francesco Cairo, Lucia Paciucci, Pantaleone Carlucci

Si presenta una panoramica delle collaborazioni in atto tra il nostro Istituto e l’Aeronautica Militare. Il focus principale sarà sulle attività di Volo Suborbitale; brevi cenni saranno inoltre forniti sui progetti Aviolancio e Piattaforma Stratosferica.

L’Aeronautica Militare ha acquistato dalla Virgin Galactic un servizio di volo suborbitale da effettuarsi presso lo Spaceport America di Las Cruces, NM – Stati Uniti, ora tentativamente fissato al primo semestre del 2022.

Durante il volo verranno effettuati esperimenti di medicina aerospaziale, di combustione e capillarità in condizioni di microgravità, di controllo della qualità ambientale a bordo e di test di tecnologia aerospaziale. Il volo, al quale parteciperà il collega ISAC Pantaleone Carlucci, consentirà inoltre l’acquisizione d’informazioni tecniche essenziali per verificare fattibilità di i voli suborbitali dall’Italia, anche al fine di supportare l’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile (ENAC) nel progresso della regolamentazione degli spazioporti e degli spazi aerei suborbitali. Descriveremo l’esecuzione e la finalità di tali esperimenti, con particolare riguardo a quelli di maggior interesse per l’Istituto: la misura della qualità dell’aria in cabina e la spettrometria e dosimetria della radiazione cosmica.

Nel settore stratosferico, l’AM e il CNR hanno analizzato le potenziali prestazioni e applicazioni delle Piattaforme Stratosferiche ed hanno formulato un progetto unitario nazionale per una piattaforma in configurazione “ibrida” (a metà tra un pallone aerostatico ed un profilo alare).  Tale innovativa piattaforma intende integrare le attuali costellazioni satellitari di Osservazione della Terra; la prossimità, la capacità di osservazione in persistenza e la configurazione dinamica dei payload apriranno nuove prospettive nei settori di Pollution Detection, Enviromental Monitoring, Precision Agricolture, Homeland Security, Border Surveillance, Search & Rescue e Telecomunications.

Infine, il progetto Aviolancio intende verificare la realizzazione del trasporto in quota, tramite un velivolo appositamente adattato o progettato detto “velivolo carrier”, di un piccolo lanciatore, il quale una volta rilasciato, attiverà il suo sistema di propulsione fino all’inserimento in orbita di un satellite. Tale tecnica di lancio, innovativa ed economica, potrà implementarsi sulla base delle esigenze di un singolo cliente (“launch on demand”). I vantaggi e le economicità sono molteplici: non è  richiesto uno spazioporto con piattaforme di lancio, ma sono sufficienti una pista e una struttura per l’integrazione di tutti i componenti; le condizioni meteorologiche avverse non influenzano il lancio, evitando con ciò gran parte dei ritardi di natura meteorologica cui sono soggetti i vettori lanciati da terra; i parametri orbitali possono essere ridefiniti durante la fase di volo atmosferica, modificando in tempo reale il profilo di missione del velivolo carrier. Il crescente mercato dei nano- e dei microsatelliti (1-50 kg) ha dato maggiore impulso all’interesse verso le tecnologie di Aviolancio che mirano alla messa in orbita di sistemi con masse limitate.

The New European Green Deal and the new Horizon Europe program place sustainable development and health at the center of the political debate. Planetary health is an approach that allows us to understand how our health is connected with that of our planet. But what are the challenges in this area? Who can make the change? What is the role of communication among between the different actors involved, each one with different interest and knowledge?
 

Participants in the round table:
Vincenzo Lionetti, full professor at the School Sant'Anna of Advanced Studies where he directs the climatic medicine course,
Marie Studer, Senior Program Manager, Planetary Health Alliance, Samuel Myers, director of the Planetary Alliance
Sara Moraca, Phd student  UNIBO - CNR ISAC

The Event is realized in the framework of the EU Green Week 2021 and included in the European Researcher Night - Society Project 

YOUTUBE: https://www.youtube.com/watch?v=xdE0wgpLyqw