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Introduzione all'idrologia-l'informazione idrologica moderna

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This is part of the class of Hydrology at University of Trento. It contains some information about the global hydrological information

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Introduzione all'idrologia-l'informazione idrologica moderna

  1. 1. R. Rigon L’informazione idrologica moderna Riccardo RigonRiccardo Rigon LuigiGhirri,Infinito,1974
  2. 2. R. Rigon 2 http://www-cger.nies.go.jp/grid-e/gridtxt/prec_geo.html Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  3. 3. R. Rigon 3 http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/ #Global%20Water%20Balance Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  4. 4. R. Rigon 4 http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/ #Global%20Water%20Balance Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  5. 5. R. RigonR. Rigon 5 Scale di Analisi
  6. 6. R. RigonR. Rigon 6 Scale di Analisi
  7. 7. R. RigonR. Rigon 7 Scale di Analisi
  8. 8. R. RigonR. Rigon 8 Scale di Analisi
  9. 9. R. RigonR. Rigon 9 Scale di Analisi
  10. 10. R. Rigon 10 I mille fiumi più lunghi della Terra Sull'opera "i mille fiumi" di Arrigo Boetti e Anna-marie Sauzeau-Boetti La classificazione per ordine di grandezza e' il metodo più comune per organizzare l'informazione relativa ad una data categoria, nel caso dei fiumi, la grandezza si puo' intendere alla potrenza uno, due, o tre., cioè può essere espressa in km, km2 o m3 (lunghezza, bacino o portata), il criterio di lunghezza e' il più arbitrario e ingenuo, ma tutt'ora il piu' diffuso, eppure e' impossibile misurare la lunghezza di un fiume per le mille e piu' perplessita' che solleva la sua esistenza fluida (per i suoi meandri e i suoi passaggi attraverso i laghi, per le sue diramazioni attorno alle isole o i suoi spostamenti nella zona del delta,, per gli interventi dell'uomo lungo il suo corso, per i confini inafferrabili tra acqua dolce e acqua salata ...) molti fiumi non sono mai stati misurati perche' le loro rive o acque sono inacessibili, persino gli spiriti dell'acqua solidarizzano a volte con la flora e fauna per tenere gli uomini a distanza, di conseguenza alcuni fiumi scorrono senza nomi, innominati per la loro realta' intoccata, o innominabili per scongiura umana (alcuni mesi fa, un pilota che volava a bassa quota sopra la foresta brasiliana scopri' un "nuovo" affluente del rio delle amazzoni). altri fiumi non possono essere misurati perche' invece hanno un nome, un nome causale dato loro dagli uomini (nome uniforme lungo il corso intero quando il fiume, navigabile diventa veicolo di comunicazione umana; nomi diversi quando il fiume, temibile, visita gruppo umani isolati); ora l'entita' di un fiume si puo' stabilire o in riferimento al suo nome (traccia dell'avventura umana), o in riferimento alla sua integalita' idrografica (avventura dell'acqua dal punto sorgente piu' remoto fino al mare, l di fuori dei nomi assegnati ai vari tratti), il problema e' che le due avventure coincidono raramente, di solito l'avventura dell'esploratore va contro corrente, partendo dal mare; quella dell'acqua invece ci finisce, l'esploratore che risale il fiume deve fare testa o croce ad ogni bivio, perche' a monte di ogni confluenza tutto si rarefa: l'acqua, a volte l'aria, ma sempre la propria certezza, mentre il fiume che scende verso il mare condensa gradualmente le sue acque e la certezza della sua strada ineluttabile, chi puo' dire di se e' meglio seguire l'uomo o l'acqua? l'acqua, dicono i moderni geografi, obiettivi e umili, e cosi' si mettono a ricomporre l'identita' dei fiumi, un esempio: il mississipi di neworleans non e' proprio l'estensione del mississipi che sorge dal lago itasca nel minnesota, come s'impara a scuola, ma di un ruscello che sorge nel montana occidentale sotto il nome di jefferson red rock e poi diventa mississipi-missouri a st louis, il numero di chilometri a monte risulta maggiore dalla parte del missouri, pero' e' un fatto che questo metodo "scientifico" viene attuato soltanto a proposito dei grandi fiumi prestigiosi, quelli suscettibili di gareggiare per primati di lunghezza, il ripensamento metodologico non si spreca per i minori (meno di 800 km) i quali continuano a chiamarsi (e misurarsi) secondo il solo nome di battesimo, anche se, nel caso che abbiano due corsi sorgenti (dotati di altri due nomi) quello piu' lungo potrebbe essere giustamente incluso nel corso principale, la presente classificazione rispecchia questo doppio metodo, esso segue la legge dell'acqua e la legge degli uomini, perche' tale si presenta l'informazione a riguardo, in breve, rispecchia il gioco parziale dell'informazione piu' che la vita fluida dell'acqua, questa classificazione fu iniziata nel 1970 e terminata nel 1973, alcuni dati furono trascritti da pubblicazioni famose, numerosi dati furono elaborati sulla materia fornita dagli istituti geografici non europei, governi, universita', centri di studi privati e singoli studiosi di tutto il mondo, questa convergenza di documentazione costituisce la sostanza e il significato del lavoro, gli innumerevoli asterischi contenuti in queste mille schede pongono innmerevoli dubbi e fanno da contrappunto al rigido metodo di classificazione, sia l'informazione parziale esistente sui fiumi, sia i problemi linguistici legati alla loro identita', sia la natura irrimediabilmente sfuggente delle acque, fanno che questa classifica come tutte le precedenti o successive sara' sempre provvisoria e illusoria Anne-marie Sauzeau-Boetti (n.d.t il testo e' pubblicato senza alcuna lettera maiscola) Il ciclo idrologico globale R. Rigon
  11. 11. R. Rigon 11 http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/ #Global%20Water%20Balance Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  12. 12. R. Rigon 12 http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/ #Global%20Water%20Balance Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  13. 13. R. Rigon 13 Marco Mancini E’ possibile chiudere il bilancio idrologico co misure satellitari ? Next future (2016) TRMM/CMORPH PERSIAN, GPM CERES/MODIS/ AIRS Land Flux T O P E X / POSEIDON/ J A S O N , SWOT GRACE Wood et al., Closing the Terrestrial water Budget from satellite Remote sensing, GRL, 2009 L’informazione idrologica moderna
  14. 14. R. Rigon 14 1652 1653 Figure 2. Optimized annual mean fluxes for North America (including Greenland), South1654 America, Africa, Eurasia, the Islands of Australasia and Indonesia, mainland Australia, and1655 Antarctica: precipitation (blue), evapotranspiration (red), runoff (green), and annual amplitude of1656 terrestrial water storage (yellow), in 1,000 km3 /yr. The background image shows GRACE-based1657 amplitude (maximum minus minimum) of the annual cycle of terrestrial water storage (cm).1658 1659 Rodell,M.(2014).Theobservedstateofthewtercycleintheearly21stcentury.JournalofClimate,1–80.
  15. 15. R. Rigon 15 FIG. 2. Annual mean surface energy fluxes for each of the seven continents and nine ocean basins adopted in this study. (a) Net downwelling surface radiation (downwelling minus upwelling LW 1 SW radiation). (b),(c) Latent and sensible turbulent heat fluxes. (d) The resulting net surface en- ergy imbalances defined as the difference between radiation and the two turbulent heat fluxes. Corresponding global (GLB), continental (LND), and ocean-basin (SEA) means are summarized on the right side of the figure (in W m22 ). The numerical labels on each continent and basin in (d) reference the identifiers used in Tables 2 and 4. 1 NOVEMBER 2015 L ’ E C U Y E R E T A L . 8329 The apparent contradiction between Figs. 2 and 3 may be partially explained by differences in the way turbu- lent heat fluxes are derived over land relative to over oceans. Satellite-based land flux algorithms like the Princeton ET approach directly incorporate closure constraints and ingest surface radiative fluxes, while the SeaFlux turbulent heat fluxes are derived independent of surface radiation with the exception of a diurnal cycle correction based on diurnal variations in solar in- solation. Thus, despite the large structural biases that FIG. 3. Estimated uncertainties in observed annual mean surface (a) radiative fluxes, (b) sensible heat fluxes, and (c) latent heat fluxes for all major continents and ocean basins. (d) The uncertainty in net surface–atmosphere energy exchange is computed assuming that the errors in the component fluxes are independent [i.e., d(x1 1 x2 1 Á Á Á 1 xN) 5 ffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffiffi å N i51dx2 i q ]. 8330 J O U R N A L O F C L I M A T E VOLUME 28 L’Ecuyer,T.S.,Beaudoing,H.K.,Rodell,M.,Olson,W.,Lin,B.,Kato,S.,etal.(2015).TheObservedStateoftheEnergy BudgetintheEarlyTwenty-FirstCentury.JournalofClimate,28(21),8319–8346.http://doi.org/10.1175/JCLI- D-14-00556.1
  16. 16. R. Rigon 16at the basin scale and the associated groundwater requirement expressed as a uniform fraction of total recharge (see Methods Summary and Supplementary Fig. 2). This basin-scale fraction was then multiplied with the grid-based recharge to obtain E. We derived often acutely affect smaller regions within aquifers, although we partly account for this heterogeneity by using the highest available resolution of regional aquifers20 as the basis for aggregation. A few aquifers with well-documented histories of groundwater depletion have large Upper Ganges <1 1–5 5–10 10–20 >20 aquifer area (AA) Persian Groundwater stress North Arabian Western Mexico North China plain High Plains groundwater footprint (GF) GF/AA 0–0.50.5–11–5 5–1010–20>20 0 200 400 600 Aquifers GF/AA Figure 1 | Groundwater footprints of aquifers that are important to agriculture are significantly larger than their geographic areas. Aquifers are major groundwater basins with recharge of .2mmyr21 in the global inventory of groundwater resources20 (see Supplementary Information). At the bottom of the figure, the areas of the six aquifers (Western Mexico, High Plains, North Arabian, Persian, Upper Ganges and North China plain) are shown at the same scale as the global map; the surrounding grey areas indicate the groundwater footprint proportionally at the same scale. The ratio GF/AA indicates widespread stress of groundwater resources and/or groundwater-dependent ecosystems. Inset, histogram showing that GF is less than AA for most aquifers. RESEARCH LETTER Gleeson, T., Wada, Y., Bierkens, M. F. P., & van Beek, L. P. H. (2012). Water balance of global aquifers revealed by groundwater footprint. Nature, 488(7410), 197–200. http://doi.org/10.1038/nature11295
  17. 17. R. Rigon 17 I dati di quota derivanti dalla missione SRTM sono probabilmente il gruppo di dati globali più conosciuto Rabus et al. 2003. Dati Digitali Del Terreno Globali L’area coperta dal rilievo va dal 60° Nord al 58° Sud. E’ stata ottenuta con un radar in banda X (NASA and MIL, che copre il 100% dell’area) e da un Radar in banda C (DLR and ASI) che copre il 40%. http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  18. 18. R. Rigon 18 I dati, non pubblici, di DLR e ASI sarebbero disponibili con una risoluzione di circa 30 m (1 arcsec). Un modello della superficie terrestre, ETOPO1 Global Relief Model (che include dati di batimetria) è disponibile alla risoluzione di 1 km e scaricabile da NOAA's National Geophysical Data Center (Amante and Eakins, 2008). Dal sito worldclim, si possono invece scaricare DEM globali a a varie risoluzionim da 1 km to 2.5, 5 e 10 minuti di arc. Il DEM SRTM a 90 m pùo essere ottenuto da CGIAR - Consortium for Spatial Information. Dal Giugno 2009, è stato prodotto anche un DEM basato sul rilevamento del satellite ASTER (GDEM) alla risoluzione di 30 m. Il GDEM è stato ottenuto correlando stereoscopicamente 1.3 millioni di immagini ottiche ASTER, che ricoprono circa il 98% della superficie terrestre. Le immagini possono essere scaricate dal NASA's EOS data archive o dal Japan's Ground Data System. Dati Digitali Del Terreno Globali http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  19. 19. R. Rigon 19 L’inventario globale più accurato di risorse idriche è il Global Lakes and Wetlands Database (GLWD), che comprende laghi, bacini idrici, fiumi e varie zone umide. La mappa è in formato raster con pixel di 30-arcsec resolution (Lehner and Doll, 2004). Immagini vettoriali dei bacini nel mondo e simili dati vettoriali possono essere ottenuti dal RS GIS Unit of the International Water Management Institute (IWMI). Risorse Idriche Globali http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  20. 20. R. Rigon 20 Mappe climatiche WorldClim.org provides global maps of some 18 bioclimatic parameters derived (thin plate smoothing splines) using >15,000 weather stations (Hijmans et al., 2005). The climatic parameters include: mean, minimum and maximum temperatures, monthly precipitation and bioclimatic variables. All at ground resolution of 1 km. Temperatura media Annuale http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  21. 21. R. Rigon 21 Mappe climatiche Precipitazioni annuali http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  22. 22. R. Rigon 22 Mappe climatiche Coefficiente di variazione delle precipitazioni http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  23. 23. R. Rigon 23 Le mappe di suolo hanno un ruolo fondamentale in Idrologia e in Agrometeorologia. L’unica vera mappa globale di suoli è quella fornita dal USGS Global Soil Regions alla risoluzione di 60 secondi d’arco (FAO- UNESCO, 2005). Le mappe geoologiche sono integrate ora dal progetto OneGeology. La divisione dei suoli dell’ USDA Soil Survey Division distribuisce anche la mappa globale delle zone umide (che includon: upland, lowland, organic, permafrost and salt affected wetlands). ISRIC mantiene un database globale dei profili di suolo con oltre 12000 12,000 profiles con descrizioni analitiche e parametri di 50 suoli (Batjes, 2008). Mappe geologiche http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  24. 24. R. Rigon 24 Mappe geologiche http://spatial-analyst.net/ Tomislav Hengl L’informazione idrologica moderna
  25. 25. R. Rigon http://sharaku.eorc.jaxa.jp/GSMaP/index.htm La pioggia su tutta la Terra in tempo reale 25 Riccardo Rigon L’informazione idrologica moderna
  26. 26. R. Rigon 26 http://abouthydrology.blogspot.it/2012/11/repertorio-nazionale-dei-dati.html http://abouthydrology.blogspot.it/2012/08/free-cartographic-italian-data-on-web.html http://nil-pipraen.blogspot.it/2012/04/hydrological-modeling.html Altri dati on the web R. Rigon Altri dati http://www.bafg.de/GRDC/EN/Home/homepage__node.html http://www.nwl.ac.uk/ih/devel/wmo/hhcdbs.html

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