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sandra-bettini
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1. Modelli ecologici di popolazioni: dinamica temporale.
R. M Nisbet, W.S.C. Gurney, “Ecological Dynamics” http://www.stams.strath.ac.uk/ecodyn/
J.D. Murray, “Mathematical Biology”
Server web sulla modellistica ecologica: http://ecobas.org/www-server/index.html
2. Modelli ecologici di popolazioni: dinamica spaziale.
• Rappresentazione dei processi di reazione-diffusione (http://en.wikipedia.org/wiki/Reaction-diffusion_equation ) e trasporto:
• Studio di algoritmi di simulazione numerica: – 1. Metodo degli Elementi Finiti:
http://homepage.usask.ca/~ijm451/finite/fe_resources/fe_resources.html,
– Differenze Finite: http://math.fullerton.edu/mathews/n2003/finitediffpde/FiniteDifferencePDEBib/Links/FiniteDifferencePDEBib_lnk_1.html
• Stima dei parametri
dove
e’ la derivata temporale
e’ l’operatore laplaciano (diffusione)
u(x,y,t) rappresenta una densità o concentrazione,
D e’ il coefficiente di diffusione,
e’ il termine di reazione
E’ un esempio di modello di reazione-diffusione; può essere
considerato un'estensione dell'equazione logistica che tiene conto
della diffusione spaziale.
t
u
K
uru=uD
t
u1
vedi anche: http://it.wikipedia.org/wiki/Reazione-diffusione
2
2
2
2
y+
x=
K
uru 1
Interpretazione ecologica dell'equazione
• Se la densità u(x,y,t) rappresenta la densità di popolamento in un certo punto e in un certo istante, l'equazione di reazione e diffusione descrive la combinazione dei seguenti effetti :
• migrazioni verso regioni ancora disabitate o poco abitate (diffusione);
• aumento locale della popolazione (generazione malthusiana); • freno all'aumento della popolazione (effetto del secondo ordine
di saturazione) dato dalla disponibilità limitata di risorse, a causa del quale localmente la popolazione non può superare una certa soglia o densità di saturazione (K); al di sopra di questa soglia locale il termine non omogeneo di reazione diviene distruttivo.
Lotka-Volterra con diffusione
3. Analisi di serie storiche di dati ecologici.
• DITTY: www.dittyproject.org
• Bioreattori
4. Modelli di qualita' dell'acqua con ingressi esogeni stagionali.
• Identificazione di modelli con ingressi esogeni: Garulli A., Mocenni C., Tesi A. and Vicino A.: “Integrating identification and qualitative analysis for the dynamic model of a lagoon”, International Journal of Bifurcation and Chaos, vol. 13, N. 2, pp. 57-374, 2003 .
• Ruolo della stagionalita’• Laguna di Orbetello:
C. Mocenni and A. Vicino, “Modeling the ecological competition between seaweed and seagrass in an aquatic environment: a case study”, Proceedings of the IFAC SYSID 2006, pp. 732-737, 2006.
5. Telemonitoraggio. Analisi di dati provenienti da satellite.
• Distribuzione della clorofilla nell’oceano. Seadas: http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/
6. Modelli di inquinamento atmosferico.
• Gestione della qualità dell'aria. Modelli di simulazione e previsione, Finzi G., Pirovano G., Volta M. L. - McGraw-Hill Companies - 2000
7. Estrazione dei contorni degli ecosistemi: profilo di laghi e coste.
Studio di algoritmi per l'estrazione dei contorni (frattali)
Approssimazione periodica del bordo
8. Integrazione di modelli ecologici ed economici.
• Indicatori (vedi dispense C.Mocenni)
• Lagoon Water Quality Index (Tesi di Adelia Sabatino)
Test sites
Datacompilation
DatabaseSystem
GIS system
Modellingtools
End-users
Naturalscientists
Economic analysis tools
ScenarioAnalysis
Decisionsupport system
Socio-Economicscientists
WP1
WP2
WP3
WP4
WP6
WP8
WP7
Benchmarking
WP5
9. Cambiamento climatico e impatto sugli ecosistemi.
• Environmental Protection Agency: Technology Transfer Network (TTN)Air Quality System (AQS) http://www.epa.gov/ttn/airs/airsaqs/
10. Le reti elettriche del futuro• ADDRESS Active Distribution networks with full
integration of Demand and distributed energy RESourceS
• ADDRESS Target: “Active Demand” in the context of the smart grids of the future
• - Active participation of domestic and small commercial consumers (or prosumers) in power system markets and provision of services to the different power system participants.
• - Within ADDRESS, active demand concerns mainly equipment installed at the consumers (prosumers) premises : electrical appliances (“pure” loads), distributed generation (such as PV or micro-turbines) and thermal or electrical energy storage systems.
11. Produzione di energia da fonti rinnovabili.
12. Lo smaltimento dei rifiuti: inceneritori e discariche.
13. Analisi di problematiche derivanti dalla deforestazione
• gestione, modellistica, monitoraggio• http://video.google.it/videosearch?q=amazon+forest&oe=utf-8&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-
a&um=1&ie=UTF-8&sa=X&oi=video_result_group&resnum=4&ct=title#