Caratterizzazione dell'ambiente marino

Titolo originale:

Marine Environmental Characterization

Contenuto del libro:

L'uso dei dati ambientali a supporto della scienza, della tecnologia e delle operazioni marine si è evoluto notevolmente grazie agli osservatori oceanici a lungo termine, alle piattaforme senza equipaggio, al telerilevamento satellitare e costiero, ai modelli numerici assimilabili ai dati e alle comunicazioni ad alta velocità. Le informazioni ambientali utilizzabili vengono regolarmente prodotte e comunicate grazie a misurazioni di qualità controllata e a previsioni accurate. La caratterizzazione dei processi oceanografici complessi è più difficile rispetto alle caratteristiche dell'entroterra, a causa della difficoltà di ottenere osservazioni da luoghi spesso remoti e pericolosi. Tuttavia, i progetti e le operazioni di ingegneria costiera e oceanica richiedono la raccolta e l'analisi di dati meteorologici e oceanografici per colmare le lacune informative e l'esecuzione di modelli numerici per caratterizzare le regioni di interesse. L'analisi dei dati è essenziale anche per integrare dati marini eterogenei provenienti da archivi nazionali, sensori in situ, immagini e modelli numerici per soddisfare i requisiti del progetto. La caratterizzazione olistica dell'ambiente marino è essenziale per prendere decisioni basate sui dati nell'intero ciclo di vita della scienza e dell'ingegneria (ad esempio, ricerca, produzione, operazioni, fine vita).

Molti progetti di scienza e tecnologia marina richiedono l'impiego di una serie di strumenti e modelli per caratterizzare i processi variabili nello spazio e nel tempo che possono avere un impatto sulle operazioni. Poiché alcune condizioni ambientali contribuiranno a causare danni strutturali o disturbi operativi, esse vengono descritte utilizzando parametri statistici standardizzati per scopi ingegneristici. La descrizione statistica deve descrivere le condizioni estreme e la variabilità a lungo e a breve termine. Questi dati possono essere utilizzati anche per verificare e convalidare modelli e simulazioni. La caratterizzazione ambientale riguarda la regione in cui si svolgono i progetti di ingegneria o le operazioni marittime. Per le navi che operano su diverse rotte marittime, i database e i modelli marini sono essenziali per descrivere le condizioni ambientali. I dati, utilizzati per la progettazione e le operazioni, devono coprire un periodo di tempo sufficientemente lungo per descrivere le variazioni stagionali e sub-stagionali, le variazioni pluriennali, decadali, multi-decadali e persino i fattori climatologici come l'innalzamento del livello del mare, i venti costieri, le onde e le temperature oceaniche globali. I tipi di dati combinati sono essenziali per il calcolo dei carichi ambientali per la regione di interesse. I fattori tipici includono venti, onde, correnti e maree. Alcune regioni possono richiedere la considerazione di biofouling, terremoti, ghiaccio, salinità, condizioni del suolo, temperatura, tsunami e visibilità.

Le osservazioni vengono utilizzate anche per le previsioni numeriche, ma possono esistere errori dovuti a ipotesi fisiche inesatte e/o a dati iniziali imprecisi, che possono far crescere gli errori a livelli inaccettabili con l'aumento dei tempi di previsione. In generale, gli strumenti di caratterizzazione dell'ambiente marino, dai dati osservativi alla modellazione numerica, sono fondamentali per le odierne discipline scientifiche, ingegneristiche e operative marine.