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Progetto Cubist - Prin 2005-2007
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Progetto Cubist - Prin 2005-2007

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Presentazione del sistema informativo del progetto CUBIST e di alcuni risultati ottenuti alla scala nazionale italiana. Palermo, Convegno Environment Including Global Change, Ott. 2009

Presentazione del sistema informativo del progetto CUBIST e di alcuni risultati ottenuti alla scala nazionale italiana. Palermo, Convegno Environment Including Global Change, Ott. 2009

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  • 1. Pierluigi Claps [claps@polito.it] Il progetto CUBIST: Ricerca e Costruzione di Sistemi Informativi per la caratterizzazione morfoclimatica ed idrologica del territorio italiano www.cubist.polito.lt E. Bartolini, M. Berardi, M. De Agostino, E. Gallo, G. Laguardia, F. Laio, G. Vezzù, A. Viglione
  • 2. Characterisation of Ungauged Basins by Integrated " ) uSe of hydrological " Techniques ) Finanziamenti MIUR PRIN (2005 e 2007) " ) " ) " ) www.cubist.polito.it Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 3. Specificità della ricerca  Integrazione tra indagini modellistiche e sperimentali sui processi idrologici ed analisi statistica di dati idroclimatologici su area vasta. Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 4. Obiettivi:  Miglioramento della previsione probabilistica delle portate caratteristiche (medie o estreme) in bacini non strumentati del territorio italiano.  Miglioramento della capacità di ricostruzione di scenari idrologici a partire da scenari climatologici Per entrambi: Necessaria una rappresentazione quantitativa della variabilità spaziale di grandezze morfo-climatiche, per la caratterizzazione dei bacini idrografici Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 5. Necessità di una base-dati nazionale Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 6. Banca Dati Idrologica Fonti: Pubblicazione n. 17 del Servizio Idrografico Italiano Annali Idrologici Progetto VAPI (GNDCI) Banca dati ENEA Banca dati UCEA Progetti operativi regionali  6000 stazioni pluviometriche (Estremi annui 1-24 h)  700 stazioni termometriche (medie mensili)  400 stazioni idrometriche (bacini idrografici) Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 7. Esempio: Portate al colmo di piena Serie storiche delle portate al colmo di piena ottenute dalla Pubblicazione 17 del S.I.M.N., con copertura temporale fino al 1970, integrate con i dati collezionati nel progetto VAPI- GNDCI Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 8. Analisi di DEM ed calcolo di parametri morfologici • DEM NASA-SRTM • Tools di GRASS,librerie Fluidturtle (R. Rigon) e librerie statistiche di R • Ambiente Linux e software Open- Source Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 9. parametri geomorfologici Rete di drenaggio DEM Direzioni di drenaggio Aree contribuenti Ordini di Strahler Parametri topologici delle reti idrografiche Caratteristiche altimetriche, di forma, geografiche Distanze dalla Fino a 40 diversi parametri, alcuni complessi sezione di Chiusura Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 10. ALTRE CARATTERISTICHE DEL TERRITORIO (ES. NDVI MEDIO) Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 11. ENTITY-RELATIONSHIP MODEL • Portate medie e di piena per circa 400 bacini • circa 50 parametri morfoclimatici per ogni bacino Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 12. Accesso e manipolazione dati Sistemi client e web-based permettono accesso pieno e diretto ai dati I DB geografici possono essere navigati ed interrogati attraverso sistemi GIS desktop e web-based È stato implementato un potente ambiente OLAP finalizzato all’esplorazione di cubi di dati e all’applicazione di tecnologie di Business Intelligence in idrologia Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 13. I DB geografici possono essere navigati ed interrogati attraverso sistemi GIS desktop e web-based Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 14. I 20 massimi pluviometrici più severi dal 1922 al 1992 Stazione Compartimento data descrizione valore um GIFFONE Catanzaro 1-gen-59 Pioggia breve 3h 360 mm SALERNO Napoli 1-gen-54 Pioggia breve 3h 277 mm BOLZANETO Genova 1-gen-70 Pioggia breve 3h 274 mm SELLA DI SAVONA Genova 1-gen-92 Pioggia breve 3h 271 mm CRETO Po 1-gen-69 Pioggia breve 3h 270 mm PIEDIMONTE D'ALIFE Napoli 1-gen-66 Pioggia breve 3h 259.6 mm CASTELLUCCIO Pisa 9-mag-84 Pioggia breve 3h 258.8 mm FLERI Palermo 1-gen-79 Pioggia breve 3h 254 mm SUCCISO Po 1-gen-72 Pioggia breve 3h 247 mm SERRA S. BRUNO Catanzaro 1-gen-35 Pioggia breve 3h 240 mm TIGLIOLO Genova 1-gen-82 Pioggia breve 3h 237.8 mm CORITIS Venezia 21-ago-69 Pioggia breve 3h 231 mm PADULI Diga Po 1-gen-72 Pioggia breve 3h 229.4 mm LAVAGNINA (Centrale) Po 1-gen-35 Pioggia breve 3h 225 mm S. LUCA Catanzaro 1-gen-64 Pioggia breve 3h 224 mm ARIIS Venezia 22-ago-65 Pioggia breve 3h 223.2 mm CISERIIS Venezia 26-set-91 Pioggia breve 3h 218.4 mm TAVARONE Genova 1-gen-70 Pioggia breve 3h 217.4 mm LENTINA (Contrada) Palermo 1-gen-65 Pioggia breve 3h 216 mm MUSI Venezia 26-set-91 Pioggia breve 3h 213.6 mm Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 15. Rappresentazione quantitativa della variabilità spaziale di grandezze morfo-climatiche • Temperature medie Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 16. Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 17. Definizione di variabili geografiche e morfologiche 8 2 tg" i Itop10 = 8 !10 i =1 Definisce quantitativamente la concavità del territorio, parametro definito empiricamente da Gentilli (1959) e identificato come indice topografico. La variabile permette di individuare le località allocate all’interno di valli o conche che possono influenzare notevolmente il regime termometrico. Le stazioni ad elevato Itop10 sono localizzate esclusivamente nelle strette vallate alpine. Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 18. Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 19. Analisi di grandezze climatiche – Temperatura media annua Ta= 39.94 – 0,0053 Z – 0,5739 Lat + 0,0011 MARE_MEDGEO + 0.068 ESPSEA + 0,1375 Itop10 + ereg Il gradiente termico è di 1°C per ogni 190 m di quota, e di 0.57 per ogni grado di latitudine, in buon accordo con i valori di letteratura. Claps, Giordano, Laguardia, ASCE JHE, 2008 Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 20. Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 21. Classificazione quantitativa di caratteri morfoclimatici dei bacini Italiani Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 22. Esempio 1: Morfologia Classificazione morfologica quantitativa del territorio tramite wavelet Slope classes 0° ÷ 1° 1° ÷ 3° > 3° Alluvial plain 0 ÷ 200 m Piedmont - Elevation classes (m (floodplain) 200 ÷ 600 m Gentle slope hill Hill - a.s.l.) Secondary mountain Steep secondary 600 ÷ 1700 m Plateau range mountain range Primary mountain > 1700 m Mountainous plateau Isolated peak range Claps, De Agostino, Laguardia, submitted, 2009 Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 23. esempio 2: Vegetazione Classificazione della vegetazione in base a tipo fenologico Stagionalità di NDVI riprodotta mediante serie di Fourier. Ampiezza e fase delle armoniche sono state riconosciute essere dipendenti da fattori climatici. Phase 1 - phase 2 density plot -4 Classification x 10 10 Not classified 9 2.5 Semiarid 8 2 Alpine 7 Padane 2 F 6 1.5 Subhumid 5 1 Evergreen 4 0.5 Humid 3 2 0 2 4 6 8 10 12 F1 1 Average NDVI time series for the clusters 0.8 0.6 I V D N 0.4 0.2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009 Arid Alpine Padane Subhumid Evergreen Humid
  • 24. Connessioni tra grandezze morfo-climatiche e deflussi fluviali Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009
  • 25. Applicazione: analisi regionale s n 20 del deflusso medio annuo o i 15 t a t 10 261 stazioni idrometriche italiane s con disponibilità di pioggia e % 5 deflusso medi annui. La 0 dimensione dei bacini sottesi ) m 0 1 2 3 log10(Area) 4 5 varia da 6 a 70910 km2. m ( f Annual rainfall and avg. temperature f o 2000 n u 1800 D1/3=-24.1123+4.8613*ln(A)+-0.15474*Ta R2=0.83571 r l 1600 a u 1400 n n a 1200 d e 1000 t a 800 m i t 600 s Arid E Alpine 400 Subhumid 200 Evergreen Humid 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Annual runoff (mm) Environment Including Global Change - Palermo - Ottobre 2009

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