Back-Analisi dell’evento del Back-Analisi dell’evento del Dicembre 1999Dicembre 1999

Elaborazioni SWAN di Pino SpulsiElaborazioni SWAN di Pino Spulsi

Lavoro svolto nel quadro della Lavoro svolto nel quadro della

Misura 1.6 Attività a.6 –Gli scenari di rischio di erosione delle coste e relativi modelli

P.O.R. Campania 2000 ÷ 2006REGIONE CAMPANIA

Settore Programmazione Interventi di Protezione Civile sul territorio

• Modellazione del moto ondoso per le coste campane del’evento del dicembre 1999

• I dati di vento e di moto ondoso provengono dalla griglia di ECMWF, all’epoca con risoluzione di 0.5° x 0.5°

• Si è applicato un modello di calcolo del moto ondoso SWAN considerando una griglia e due sotto-griglie calcolo in prossimità del tratto costiero Salernitano.

• Lo scopo è quello di riprodurre gli effetti di un evento particolarmente intenso, in prossimità della costa, utilizzando come dati input il campo di vento (direzioni ed intensità) e di mare (altezza, periodo e direzione) ECMWF

• Moto ondoso in prossimità dei limiti della griglia SWAN (condizioni al contorno):• Per le coste la condizione al contorno di onda nulla è banale (Hs=0), mentre per i limiti

superiore ed inferiore (Nord, Ovest) si fa ricorso ai dati dell’ECMWF (campo di vento e di mare) che diventano quindi condizioni al contorno. Sempre i dati ECMW forniscono le condizioni iniziali (cioè i valori di E nei punti di griglia all’inizo del calcolo.

• La griglia rettangolare iniziale è caratterizzata da 105 maglie in direzione x, coincidente con la base della griglia, e 50 maglie in direzione y, ortogonale alla precedente. Le lunghezze delle maglie sono rispettivamente di 2 km lungo x, e di 1 km lungo y. La figura successiva rappresenta la griglia di base.

 •L’analisi successiva è fatta per una griglia di forma rettangolare più piccola innestata su quella base (i dati input relativi alla griglia base diventano le nuove condizioni al contorno). Tale griglia , denominata NG1, è caratterizzata da 110 maglie in direzione x, coincidente con la base della griglia, e 70 maglie in direzione y, ortogonale alla precedente. Le lunghezze delle maglie sono rispettivamente di 0.5 km lungo x, e di 0.5 km lungo y. •Per la griglia NG1 sono presi a riferimento i punti in prossimità di Torre del Greco (NA) e in prossimità di Salerno. I confronti tra le variazioni nel tempo dell’altezza significativa HS dei risultati ottenuti dal modello SWAN per i due punti di riferimento e per i dati ECMWF di un punto in prossimità della Penisola Sorrentina:•Le figure si riferiscono alla riproduzione dell’evento alle ore 18:00 del 28 Dicembre 1999 e alle ore 00:00 del 29 Dicembre 1999 che secondo il modello ha portato al valore massimo delle altezze d’onda con valori che variano tra i 4.5 metri ed i 6 metri.

Posizione boe di Ponza e di Cetraro

Ponza Cetraro

Origine dei dati:Dati Anemometro di PonzaDati RON della Boa di PonzaDati RON della Boa di CetraroDati griglia ECMWF

Napoli

Salerno

Confronto Boe di Ponza e Cetraro

0

100

200

300

400

500

600

700

800

23_0

0

23_0

9

23_1

8

24_0

3

24_1

2

24_2

1

25_0

6

25_1

5

26_0

0

26_0

9

26_1

8

27_0

3

27_1

2

27_2

1

28_0

6

28_1

5

29_0

0

29_0

9

29_1

8

30_0

3

Tempo

Hs

(cm

)

Boa di Cetraro Boa di Ponza

Napoli

Salerno

Confronto dati triorari Anemometro di Ponza e dati ECMWF prossimi a Ponza

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

23_0

9

23_1

5

24_0

6

24_1

2

24_1

8

25_0

9

25_1

5

26_0

6

26_1

2

26_1

8

27_0

9

27_1

5

28_0

6

28_1

2

28_1

8

29_0

9

29_1

5

30_0

6

30_1

2

30_1

8

Tempo

Inte

ns

ità

[m

/s]

Dati ECMWF Anemometro di Ponza

Napoli

Salerno

Vento

Visualizzazione vento ECMWF

Intensità e direzione nel giorno 26-12-1999 alle ore 12:00

OndeN

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Napoli

Salerno

Napoli

Salerno

N Vento

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 28-12-1999 alle ore 00:00

Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 28-12-1999 alle ore 06:00

N

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Vento Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 28-12-1999 alle ore 12:00

N

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Vento Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 28-12-1999 alle ore 18:00

N

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Vento Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 29-12-1999 alle ore 00:00

N

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Vento Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Intensità e direzione nel giorno 29-12-1999 alle ore 06:00

N

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

Vento Onde

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Vento

Intensità e direzione nel giorno 29-12-1999 alle ore 18:00

OndeN

0.05 [m/s] 22 [m/s]

Riferimento vettori

1 [m] 7 [m]

Riferimento vettori

Napoli

Salerno

Napoli

Salerno

Napoli

Salerno

Confronto triorario dati ondametrici Boe (Ponza e Cetraro) e dati ECMWF (Ponza e Cetraro)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

23_0

0

23_0

6

23_1

2

23_1

8

24_0

0

24_0

6

24_1

2

24_1

8

25_0

0

25_0

6

25_1

2

25_1

8

26_0

0

26_0

6

26_1

2

26_1

8

27_0

0

27_0

6

27_1

2

27_1

8

28_0

0

28_0

6

28_1

2

28_1

8

29_0

0

29_0

6

29_1

2

29_1

8

30_0

0

Tempo

Hs

(cm

)

Dati Boa di Ponza Boa di Cetraro Dati ECMWF Ponza Dati ECMWF dati Cetraro

ERS-2 Orbita 24482 h9 ERS-2 Orbita 24532 h21

Dai risultati ottenuti in prossimità della boa di Ponza e di Cetraro si verifica la riproduzione dell’andamento nel tempo delle altezze d’onda

Griglia Swan («grande» e «innestata NG») e la Griglia ECMWF

Punto SWAN a largo di T.re del Greco

Punto ECMWF prossimità di Capri (41/14)

Punto SWAN a largo di Pontecagnano

N

Viene quindi costruita una griglia SWAN «grande» per tutta l’area, ed una ulteriormente innestata «NG1 » pe ottenere dati più accurati su due località costiere (Torre del Greco e Pontecagnano) Viene considerata un’ulteriore sottogriglia denominata NG1: 125 maglie in direzione x e 125 maglie in direzione y, ortogonale alla precedente. Le lunghezze delle maglie sono rispettivamente di 160 m lungo x, e di 160 m lungo y.

Confronto triorario Hs dati Boa di Ponza, ECMWF Ponza e Swan Ponza

0

100

200

300

400

500

600

700

800

23_0

0

23_0

9

23_1

8

24_0

3

24_1

2

24_2

1

25_0

6

25_1

5

26_0

0

26_0

9

26_1

8

27_0

3

27_1

2

27_2

1

28_0

6

28_1

5

29_0

0

29_0

9

29_1

8

30_0

3

Tempo

Hs

(cm

)

Dati ECMWF Dati Swan Ponza Boa di Ponza

Confronto complessivo dei dati dell’altezza significativa della boa di Ponza, i dati dell’ECMWF prossimo alla boa e il valore generato

da SWAN (Area grande)

Confronto complessivo dei dati dell’altezza significativa della boa di Cetraro, i dati dell’ECMWF prossimo alla boa e il valore generato

da SWAN (Area grande)

Confronto triorario Hs dati Boa di Cetraro, ECMWF Cetraro e Swan Cetraro

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Tempo

Hs

(cm

)

Boa cetraro Dati ECMWF Dati Swan Cetraro

Per le località di Torre del Greco e di Pontecagnano è stata poi considerata un’ulteriore sottogriglia denominata NG2; tale griglia è caratterizzata da 125 maglie in direzione x e 125 maglie in direzione y, ortogonale alla precedente. Le lunghezze delle maglie sono rispettivamente di 160 m lungo x, e di 160 m lungo y. (in figura, il caso di Pontecagnano)

Rappresentazione delle Hs alle ore 12.00 del 26/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area grande

Boa di Ponza

Boa di Cetraro

800000 850000 900000 950000 1000000 1050000 1100000

4350000

4400000

4450000

4500000

4550000

0

1

2

3

4

5

6

7

N

Hs ECMW F Sapri = 2.13 mVento ECMW F Sapri = 7.5 m /sDirezione ECMW F Sapri = 220°Hs Swan Sapri = 2.64 mHs ECMW F Agropoli = 1.6 mVento ECMW F Agropoli = 7.5 m /sDirezione ECMW F Agropoli = 232°Hs Swan Agropoli = 1.3 m

Napoli

Salerno

Agropoli

Sapri

800000 850000 900000 950000 1000000 1050000 1100000

4350000

4400000

4450000

4500000

4550000

0

1

2

3

4

5

6

7

N

Hs ECMW F Sapri = 4.43 mVento ECMW F Sapri = 6 m /sDirezione ECMW F Sapri = 248°Hs Swan Sapri = 5 mHs ECMW F Agropoli = 5.7 mVento ECMW F Agropoli = 5.6 m /sDirezione ECMW F Agropoli = 265°Hs Swan Agropoli = 4.13 m

Rappresentazione delle Hs alle ore 18.00 del 28/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area grande

Boa di Ponza

Boa di Cetraro

Napoli

Salerno

Agropoli

Sapri

800000 850000 900000 950000 1000000 1050000 1100000

4350000

4400000

4450000

4500000

4550000

0

1

2

3

4

5

6

7

NHs ECMW F Sapri = 4.43 mVento ECMW F Sapri = 7.6 m/sDirezione ECMW F Sapri = 265°Hs Swan Sapri = 6 mHs ECMW F Agropoli = 5.7 mVento ECMW F Agropoli = 6.5 m/sDirezione ECMW F Agropoli = 265°Hs Swan Agropoli = 4.48 m

Boa di Ponza

Boa di Cetraro

Napoli

Salerno

Agropoli

Sapri

Rappresentazione delle Hs alle ore 00.00 del 29/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area grande

Rappresentazione delle Hs alle ore 18.00 del 29/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area grande

Boa di Ponza

Boa di Cetraro

800000 850000 900000 950000 1000000 1050000 1100000

4350000

4400000

4450000

4500000

4550000

0

1

2

3

4

5

6

7

NHs ECMW F Sapri = 3.3 mVento ECMW F Sapri = 6.2 m /sDirezione ECMW F Sapri = 265°Hs Swan Sapri = 4 mHs ECMW F Agropoli = 2.7 mVento ECMW F Agropoli = 5.6 m/sDirezione ECMW F Agropoli = 295°Hs Swan Agropoli = 3.4 m

Napoli

Salerno

Agropoli

Sapri

950000 955000 960000 965000 970000 975000 980000 985000 990000 995000

4500000

4505000

4510000

4515000

4520000

4525000

4530000

0

1

2

3

4

5

6

7

Hs ECMW F Salerno = 5.51 mVento ECMW F Salerno = 7.22 m /sDirezione ECMW F Salerno = 245°Hs Swan Salerno = 3.7 mHs ECMW F Napoli = 4.5 mVento ECMW F Napoli = 7 m /sDirezione ECMW F Napoli = 255°Hs Swan Napoli = 3 m

N

T.re del Greco

Salerno

Rappresentazione delle Hs alle ore 18.00 del 28/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG1

950000 955000 960000 965000 970000 975000 980000 985000 990000 995000

4500000

4505000

4510000

4515000

4520000

4525000

4530000

0

1

2

3

4

5

6

7

Hs ECMW F Salerno = 5.18 mVento ECMW F Salerno = 5.27 m /sDirezione ECMW F Salerno = 248°Hs Swan Salerno = 3.2 mHs ECMW F Napoli = 4.8 mVento ECMW F Napoli = 4.7 m /sDirezione ECMW F Napoli = 253°Hs Swan Napoli = 3.2 m

N

T.re del Greco

Salerno

Rappresentazione delle Hs alle ore 00.00 del 29/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG1

Confronto totale dati ogni 6 ore (Boa Ponza - dati ECMWF prossimo a Capri - SWAN punti prossimi a Napoli e Salerno)

Area piccola NG1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Tempo

Hs (

cm

)

Ponza Punto Swan x Napoli

Punto Swan x Salerno Punto ECMWF (41/14)

Ponza Swan

Porto di Salerno

Pontecagnano

Griglia NG2

Griglia NG3

20

20

30

30

50

50

100

100

200

E la cosa può continuare per avere una migliore risoluzione innestando ulteriori aree

Sotto aree di calcolo per il codice SWAN NG2 e NG3

984000 986000 988000 990000 992000 994000 996000 998000 1000000 10020004500000

4502000

4504000

4506000

4508000

4510000

4512000

4514000

4516000

4518000

0

1

2

3

4

5

6

7

Hs ECMW F Salerno = 5.51 mVento ECMW F Salerno = 7.22 m/sDirezione ECMW F Salerno = 245°Hs Swan Pontecagnano = 4.06 m

N

Rappresentazione delle Hs alle ore 18.00 del 28/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG2

Salerno

Pontecagnano

Rappresentazione delle Hs alle ore 00.00 del 29/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG2

984000 986000 988000 990000 992000 994000 996000 998000 1000000 10020004500000

4502000

4504000

4506000

4508000

4510000

4512000

4514000

4516000

4518000

0

1

2

3

4

5

6

7

Hs ECMW F Salerno = 5.51 mVento ECMW F Salerno = 7.22 m/sDirezione ECMW F Salerno = 245°Hs Swan Pontecagnano = 3.50 m

N

Salerno

Pontecagnano

Confronto dati (ogni 6 ore) tra la Boa Ponza, i dati ECMWF del punto prossimo a Capri, i dati

dei punti prossimi a T.re Del Greco e Pontecagnano - Area piccola NG2

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Tempo

Hs (

cm

)

Ponza Punto Swan x T.re del Greco

Punto Swan x Pontecagnano Punto ECMWF (41/14)

punto NG2 Ponza Swan

0

1

2

3

4

5

Reference Vectors

0 5

N

Rappresentazione vettoriale delle Hs alle ore 18.00 del 28/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG2

Salerno

Pontecagnano

0

1

2

3

4

5

N

Reference Vectors

0 5

Rappresentazione vettoriale delle Hs alle ore 00.00 del 29/12/1999 ottenute dal codice SWAN per l’Area piccola NG2

Salerno

Pontecagnano