Individuazione delle mareggiate nei dati rilevati dalla boa di Cesenatico

La serie temporale dei dati ondametrici rilevati dalla boa di Cesenatico nel periodo Maggio 2007-Giugno 2011 è stata analizzata per identificare i singoli eventi di mareggiata.

La mareggiata può essere definita come “una successione di stati di mare durante la quale )

(t

H_s supera una soglia critica h_crit e non scende al di sotto di tale soglia per durate di tempo superiori ad un valore Δt_crit prefissato” (Boccotti, 1997). Risulta evidente che i valori dei parametri che concorrono alla sua definizione non possono essere fissati in maniera assoluta, ma devono riflettere il preciso contesto climatico ed ambientale di applicazione. Secondo Boccotti (1997) il valore Δt_crit può essere fissato pari a 12 ore e la soglia critica

crit

h , nel Mediterraneo, in 1.5 m. Nell’Atlante delle onde nei mari italiani (Corsini et al., 2004) si considera come mareggiata la successione temporale degli stati di mare caratterizzati da: persistenza dell’altezza d’onda sopra la soglia di 1 m maggiore di 12 ore consecutive, attenuazione dell’agitazione ondosa sotto la soglia di 1 m per meno di 6 ore consecutive, appartenenza della direzione di provenienza ad un determinato settore angolare (±30° rispetto alla direzione iniziale ovvero rotazione della direzione media della mareggiata inferiore a 60°), intervallo temporale tra due picchi indipendenti superiore a 48 ore (tale scelta è derivata sia dall’analisi della funzione di autocorrelazione dei dati di altezza d’onda sia dalle indicazioni sulla durata media delle tempeste nei mari italiani). Questa stessa definizione, con la sola esclusione dell’ultima condizione, viene utilizzata da Preti (2009) per caratterizzare gli eventi di mareggiata per il litorale emiliano-romagolo sulla base delle osservazioni disponibili per la boa di Ancona nel periodo Gennaio 2000-Marzo 2006. Un’altra definizione per l’area Nord adriatica si può trovare in Bertotti et al. (1996), dove una mareggiata viene ritenuta indipendente rispetto all’evento precedente e a quello successivo se risultano soddisfatte tre condizioni, ovvero l’altezza d’onda significativa massima Hs risulta superiore a 2 m, l’intervallo temporale fra due picchi successivi è di almeno 24 ore e nel periodo di tempo che intercorre fra due picchi consecutivi Hs si riduce a meno del 50% del valore del primo picco. Nell’ambito del Catalogo delle mareggiate e degli impatti associati sulla costa prodotto all’interno del progetto MICORE (Perini et al., 2011) vengono identificate come mareggiate gli eventi in cui l’altezza d’onda significativa supera per almeno 6 ore il valore minimo di 1.5 m. Due eventi sono considerati separati se Hs rimane al di sotto del valore soglia di 1.5 m per non meno di 3 ore consecutive. Non vengono introdotti filtri sulla direzione dell’onda in quanto alcune serie temporali utilizzate per ricostruire l’informazione

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ondametrica per il litorale regionale non contengono dati direzionali dell’onda. Gli eventi così identificati vengono poi classificati sulla base del loro contenuto di densità di energia, calcolato integrando il quadrato dell’altezza d’onda significativa sulla durata della mareggiata. La scala d’intensità degli eventi di mareggiata prevede una suddivisione in cinque classi, da I-debole (≤ 58.4 m2∙ore) a V-estrema (> 706.9 m2∙ore). Applicando questa definizione vengono identificati complessivamente 225 eventi nel periodo 1992-2010 su una serie temporale di dati ondametrici opportunamente ricostruita per tenere conto di tutte le possibili sorgenti di informazione d’interesse per la costa regionale (Armaroli et al., 2011b). Tale criterio di selezione è derivato da una riformulazione della procedura proposta da Armaroli et al. (2006), in cui, pur considerando un valore soglia di 1.5 m per Hs, vengono fissati un intervallo massimo di 12 ore per riunire in un unico evento fenomeni ravvicinati ed una variazione di direzione massima di 45° tra dati di onda successivi, e rappresenta un adattamento alle condizioni della fascia costiera emiliano-romagnola dello studio proposto da Mendoza e Jiménez (2004) per la costa catalana. Le mareggiate vengono identificate da questi Autori sulla base del superamento di un valore soglia di altezza d’onda di 1.5 m (superiore al doppio dell’altezza d’onda significativa media annua nell’area in esame) e di una durata minima pari a 6 ore (in modo da considerare l’occorrenza dell’evento solo oltre l’attacco di circa 3000 onde con un periodo medio di 7-8 secondi). Viene inoltre considerato un intervallo di tempo massimo di 12 ore per evitare di ritenere differenti mareggiate associate invece alla stessa perturbazione meteorologica. L’intensità della mareggiata viene caratterizzata attraverso il suo contenuto energetico

2 1 2 t t s dt H E ] [m2 ore , (3.37)

ove t1 e t2 definiscono l’intervallo di tempo durante il quale Hs risulta superiore al valore minimo fissato, e classificata secondo una scala che prevede cinque livelli, in maniera del tutto analoga all’approccio seguito da Dolan e Davis (1992) per la classificazione delle tempeste extratropicali lungo la parte centrale della costa atlantica degli Stati Uniti. Successivamente Mendoza e Jiménez (2006), analizzando i risultati della loro analisi, osservano come esista un elevato numero di eventi che, pur soddisfacendo i criteri indicati, non induce in realtà una significativa risposta del profilo della spiaggia. Poiché l’obiettivo principale dello studio di questi Autori è volto alla classificazione delle tempeste in funzione dell’impatto morfodinamico da esse causato sulla costa, viene innalzata a 2 m la soglia minima per Hs, intesa come quella condizione che, durante un periodo minimo di 6 ore, è in

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grado di indurre una significativa risposta della spiaggia. Osservando come non siano rari per le coste nord-occidentali del Mar Mediterraneo eventi di tempesta che oscillano e ritornano nella stessa posizione, Mendoza e Jiménez (2006) introducono nella definizione di mareggiata precedentemente adottata uno step aggiuntivo da applicare esclusivamente a quelle condizioni che risultano caratterizzate dalla presenza di un doppio picco. In queste particolari situazioni, due eventi vengono considerati successivi quando separati da un intervallo di almeno tre giorni. Le tempeste vengono ritenute due eventi separati anche quando, nell’intervallo di tempo che intercorre fra di esse, l’altezza d’onda si mantiene al di sotto di un’ulteriore soglia di 1.5 m per un periodo superiore a 12 ore.

Proprio per tenere conto delle mareggiate provenienti da Scirocco a cui sono associate altezze d’onda raramente superiori a 1.5 m (come indicato in Tabella 3.22), ma che sempre più frequentemente sono accompagnate da livelli marini eccezionali, si è adottata nel presente studio, per l’individuazione degli eventi ondosi, una soglia critica di 1 m. Per poter essere considerato “mareggiata”, l’evento ondoso deve presentare una persistenza minima, sopra la soglia indicata, pari ad almeno sei ore consecutive. Due eventi sono considerati separati se Hs si mantiene al di sotto del valore soglia per più di 3 ore successive. Non sono stati considerati vincoli sulla rotazione della direzione media della mareggiata in quanto l’evoluzione di diversi eventi meteomarini, anche di breve durata, osservati alla boa di Cesenatico, risulta caratterizzata da un’elevata variabilità nei valori misurati della direzione di provenienza delle onde (si osservino a tal riguardo i valori assunti dalla deviazione standard rispetto alla direzione del massimo, riportati nella terz’ultima colonna delle precedenti Tabelle 3.23). Sulla base del criterio indicato è stato dunque realizzato, a partire dai dati registrati dalla boa Nausicaa tra il 23 Maggio 2007 ed il 23 Giugno 2011, un elenco delle mareggiate. L’elenco, riportato nelle Tabelle 3.23 (A), (B), (C), (D), (E), suddivise per anni, comprende, oltre al numero d’ordine della mareggiata, sia sull’intera serie storica che nel particolare anno considerato, l’indicazione della data e dell’ora di inizio evento (considerato a partire da quando l’altezza d’onda significativa rilevata dalla boa supera il valore di un metro e per le sei ore successive non scende al di sotto di tale soglia); la data e l’ora della sua fine; la durata della mareggiata (espressa in ore); il valore dell’altezza d’onda significativa Hs, del periodo medio Tm e della direzione di provenienza dell’evento ondoso relativi alla registrazione corrispondente al valore massimo di Hs misurato durante la mareggiata; i valori medi di altezza d’onda significativa e periodo medio valutati sull’intera durata della mareggiata; la direzione di provenienza media delle onde; l’intensità della mareggiata valutata come

135 Intensità 2 1 ) ( t t crit s h dt H ] [m ore ; (3.38)

il valore della radice quadrata dello scarto quadratico medio dei valori di direzione di provenienza dell’onda rispetto alla direzione del valore massimo di altezza d’onda significativa (deviazione standard), dato da

1 ) ( 1 2 max N α α N i i _(3.39)

essendo (α_max α_i) il valore del minimo angolo di rotazione necessario a far coincidere i due valori (Corsini et al., 2004); lo scostamento massimo in valore assoluto della direzione media di provenienza delle onde rispetto alla direzione del valore massimo di Hs e alla direzione iniziale dell’evento.

Dall’applicazione del criterio indicato ai dati della boa di Cesenatico risulta che, durante il periodo tra il 23 Maggio 2007 ed il 23 Giugno 2011, sono stati individuati 120 eventi classificati come mareggiate, così come definito in precedenza.

Le mareggiate identificate hanno comportato circa 2˙806 ore (117 giorni teorici) di mare mosso. Nessuna delle 120 mareggiate individuate risulta caratterizzata da un valore medio della direzione di provenienza delle onde superiore a 91°N (II Quadrante) e solo 5 eventi presentano una direzione media pari a 90-91°N durante il periodo di tempo in cui l’agitazione ondosa si mantiene superiore alla soglia critica indicata. I valori di Hs al culmine di tre diverse mareggiate risultano associati ad una direzione di provenienza delle onde inferiore a 22.5°N (Tramontana) e solo un evento (peraltro non coincidente con nessuno dei tre indicati) presenta una direzione media di provenienza associata a tale settore direzionale.

80 e 73 eventi sui 120 individuati presentano, rispettivamente, una direzione di provenienza media delle onde e una direzione corrispondente al picco della mareggiata compresa tra 22.5 e 67.5°N, associata a venti di Bora.

La maggior parte degli eventi identificati (85 situazioni) è caratterizzata da una durata inferiore alle 24 ore. Solo 15 eventi presentano una persistenza superiore a tre giorni consecutivi. La durata massima osservata per un evento di mareggiata risulta di poco inferiore ai quattro giorni (94 ore).

Per quanto riguarda il dato sull’altezza media delle onde nei vari eventi del periodo in esame, la maggior parte delle mareggiate (85 casi) risulta caratterizzata da un valore inferiore a 1.5

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m, con 54 eventi che si attestano nell’intervallo tra 1.2 e 1.5 m. Solo in poco più di un terzo dei casi (43 eventi) l’altezza d’onda significativa raggiunge al picco valori superiori a 2 m. L’andamento stagionale dei massimi livelli di agitazione ondosa raggiunti conferma un regime tipicamente autunnale-invernale delle tempeste.