Oceanografia
"Devo vedere una cosa laggiu'", mi disse.
Quale cosa?" Non voleva dirla, e si puo' anche capire perche' quando alla fine la disse, quel che disse fu: "Il mare". "Il mare?". "Il mare". Pensa te, a tutto potevi pensare ma non a quello. Non volevo crederci, sapeva di presa per il culo bell'e buona. Non volevo crederci, era la cazzata del secolo.
"Sono trentadue anni che lo vedi il mare, Novecento!"
"Da qui. Io lo voglio vedere da la'. Non e' la stessa cosa". Sant'Iddio, mi sembrava di parlare con un bambino.
"Va beh, aspetta di essere in porto, ti sporgi e lo guardi per bene. E' la stessa cosa".
"Non e' la stessa cosa".
Alessandro Baricco, Novecento
La missione Vive-BB
Durante la prima settimana d'aprile 2003 ho preso parte alla mia prima missione in mare per lo studio dell'oceanografia fisica.
Siamo partiti da Nizza a bordo della barca del CNRS "Tethys II" la sera del 31 marzo, dopo aver testato alcune strumentazioni per misurare il tenore in ossigeno delle acque nel mare di fronte la città. Dopo venti ore di navigazione abbiamo raggiunto la zona dove in settembre erano stati installati gli strumenti, a circa sessanta miglia est dalle Bocche di Bonifacio. Recuperata con successo tutta la strumentazione abbiamo fatto rotta inversa per rientrare a Tolone circa 25 ore più tardi.
Formazione di acque di fondo
La dinamica dell'oceano è controllata essenzialmente dalla densità delle acque. Da un punto di vista di correnti verticali si può dire schematicamente che se la densità dell'acqua aumenta con la profondità non si avranno spostamenti verticali di masse d'acqua, perché quella superficiale è più leggera e quindi "galleggia" sugli strati sottostanti. Se al contrario l'acqua in superficie è più densa che in profondità la situazione è instabile e l'acqua di superfice tende a scendere verso il basso in un processo tipicamente convettivo.
La densità dell'acqua è funzione di due grandezze: temperatura e salinità. L'acqua più è salata più è densa e più è calda più è leggera.
L'unico modo di fare aumentare la salinità è avere un'evaporazione elevata dell'acqua, quindi per avere densità elevate dell'acqua di superficie è necessaria una forte evaporazione a basse temperature. Queste due condizioni possono essere verificate d'inverno quando la temperatura atmosferica è molto bassa e in zone in cui il vento raggiunge velocità elevate, in modo da favorire l'evaporazione.
Se la densità in superficie è abbastanza elevata e rimane tale per un periodo sufficiente di tempo, l'acqua superficiale si inabissa fino a raggiungere il fondo oceanico. In tal caso facendo un profilo verticale di temperatura e salinità nella zona di formazione di acqua di fondo, le due grandezze sono costanti ad ogni profondità, visto che l'acqua di superfice è scesa fino a mescolarsi con tutti gli strati sottostanti. A questo punto, grazie alla sua densità elevata l'acqua scorre tappezzando tutto il fondo oceanico e arrivando in profondità anche in zone molto lontane dalla zona di formazione.
L'acqua lontana dalla superfice è piuttosto isolata, infatti gli unici scambi termici incisivi sono quelli oceano-atmosfera a livello della superficie. In profondità gli scambi di calore e sali con le acque circostanti sono troppo lenti, e quindi una certa massa d'acqua conserva le sua identità, e le caratteristiche che aveva in superficie, più o meno fino all'inverno successivo. Quindi se si misura temperatura e salinità dell'acqua superficiale in una zona di formazione e sul fondo di tutto il resto del bacino marino si trovano valori uguali anche diversi mesi dopo la formazione stessa dell'acqua. In questo modo si può scoprire dove sono le zone di formazione di acque profonde.
Scopo della missione
Nel mediterraneo sono conosciute solo due zone di formazione d'acque di fondo: il golfo di Lione e il golfo di Trieste. Entrambe le zone sono caratterizzate da venti molto forti incanalati dalle montagne circostanti, rispettivamente il Mistral e la Bora.
Le acque formate in queste due zone hanno caratteristiche diverse. Il fondo del mediterraneo è diviso in due bacini senza comunicazione profonda da una soglia rocciosa che congiunge la Sicilia all'Africa. Su tutto il fondo del bacino occidentale si trovano acque con caratteristiche molto simili a quelle del golfo di Lione, mentre su tutto il fondo del bacino orientale le acque sono simili quelle a di Trieste.
Nel bacino Tirrenico però le acque di fondo hanno salinità e temperatura leggermente diverse dal resto del mediterraneo occidentale e da quelle del golfo di Lione, si ipotizza quindi l'esistenza nel mar Tirreno di un'ulteriore zona di formazione d'acque di fondo.
La zona candidata è quella delle Bocche di Bonifacio, visto che è la zona del Tirreno dove i venti soffiano più forte.
La missione vive-BB ha il proposito di verificare tale ipotesi.
Strumentazione
Nel settembre del 2002 sono stati installati a circa 60 miglia est dalle Bocche di Bonifacio diversi strumenti, tutti per evidenziare l'eventuale formazione di acque profonde.
Senza entrare in dettagli tecnici sono stati piazzati strumenti di vario tipo per dare il profilo verticale di temperatura, salinità, e velocità circa fra 400 e 1600 metri dalla superficie. I dati vengono registrati ogni due ore.
La missione alla quale ho preso parte aveva come scopo il recupero, andato a buon fine di tali strumenti, il controllo che i dati fossero stati registrati correttamente e il loro stoccaggio in file numerici adatti ai successivi trattamenti di analisi e infine il riordino degli strumenti per missioni future.
Risultati
Per il momento i dati registrati sono in corso di analisi e non sono noti risultati certi. Durante l'estate 2003 mi sono occupato dell'analisi di tali dati durante uno stage alla stazione di sottomarini dell'IFREMER a Tolone, ma soprattutto per quanto riguarda la validazione e l'analisi strumentale.
Del mio stage è disponibile il rapporto che ho scritto (in formato pdf - 1935Kb, o in un file compresso .zip che contiene un PS).
Per quanto riguarda l'ipotesi di formazione d'acqua densa purtroppo l'inverno è stato particolarmente mite e quindi il fenomeno potrebbe essere stato di entità modesta o inesistente. E' quindi necessario aspettare i risultati delle analisi ulteriori e i dati che verranno raccolti durante l'inverno 2003-2004 durante la missione Vive-BB2.
La missione Golts3
La missione è cominciata la mattina di mercoledì 11 giugno 2003 (un giorno più tardi del previsto a causa di una delle numerose manifestazioni sindacali che hanno bloccato la Francia durante tutta la primavera 2003) con partenza dal vecchio Porto di Marsiglia. La zona di analisi è stata un triangolo di circa 45 miglia di lato nella parta est del golfo di Lione, con un lato parallelo alla costa francese grossomodo fra Marsiglia e Tolone.
Scopo della missione
La missione Golts, Golf of Lion Time Series, ha come scopo la messa in evidenza di intrusioni della corrente Nord nel golfo di Lione e, eventualmente, la misura della frequenza del fenomeno.
La corrente Nord normalmente segue le linee isobatimetriche, ovvero segue le linee dove la profondità è costante, in un certo senso la conformazione della costa e del fondo marino. Nonostante questo, precedenti lavori, soprattutto di modellizzazione e analisi di immagini satellitari, sembrano suggerire che periodicamente parte della corrente smette di seguire le linee isobatimetriche e entra nel golfo di Lione vero e proprio, una zona dove la profondità è decisamente più flebile.
Un ulteriore scopo della missione è confrontare i risultati dell'adcp di bordo ottenuti con le correzioni del girocompasso di bordo e il GPS (che è il metodo normalmente utilizzato sul Tethys II) con quelli corretti grazie ad una stazione inerziale laser molto più precisa che è stata eccezionalmente prestata al LOB.
Strumentazione
Per lo studio di tale fenomeno sul triangolo suddetto viene utilizzato un ADCP posizionato nel punto evidenziato in rosso della mappa, e vengono effettuati diversi profili termici con sonde XBT e profili temperatura salinità con una sonda batimetrica CTD ad ogni stazione sui tragetti 4-9 e 6-7. In più sotto il Tethys II è montato un adcp che permette dei profili temporalmente puntuali ma spazialmente estesi che possono aiutare a posteriori nella comprensione dei dati dell'adcp fisso. Infine sono stati eseguite misure di clorofilla ad ogni stazione marina.
In ogni caso uno degli strumenti chiave messi in piazza per Golts nel giugno 2002 è l'ADCP immerso a circa 150 metri che misura tutti i 30 minuti la velocità dell'acqua nelle tre direzioni spaziali fino a circa 15 metri dalla superficie e con una risoluzione spaziale di 4 metri.
Tale strumento ha un'autonomia di circa otto mesi, per questo si è deciso di organizzare una missione ogni sei mesi per il ricondizionamento dell'adcp: rimpiazzo delle batterie, pulizia e controllo, rinnovamento degli anodi, prelevamento dei dati stoccati in memoria etc. Tali missioni hanno luogo in giugno, quando comincia la stratificazione delle acque e in dicembre, quando comincia invece la destratificazione. L'attuale missione Golts è la terza della serie iniziata nel 2002.
In figura si può vedere lo schema del mouillage. Dall'alto verso il basso: il grande galleggiante rosso che contiene al suo interno l'ADCP, la balise ARGOS che, in caso di rottura, nonappena arriva in superficie, invia un segnale che permette il posizionamento del mouillage e il recupero dell'attrezzatura, in seguito altri galleggianti che in caso di rottura al di sotto dell'ADCP permetto il recupero del largueur, ed in fine il largueur che permette il deancoraggio degli strumenti per il loro recupero.
Risultati
Alcuni risultati preliminare riguardanti i dati delle prime due missioni di giugno e dicembre 2002 sembrano mettere in evidenza fenomeni di intrusione nel golfo di Lione come previsto dei modelli e dalle immagini satellitari.
Occasionalmente sono stati messi in evidenza anche periodici movimenti d'acqua che vista la frequenza caratteristica del fenomeno sembrano corrispondere ad oscillazioni inerziali. Una delle ragioni dei tragetti andata-ritorno compiuti sui rami del triangolo è quello di cercare ottenere dati che permettano di filtrare tali oscillazioni inerziali.
Negli anni a venire è in progetto anche la messa in gioco di catene di sonde per profili termici, visto che questo sembra essere un parametro chiave per l'intrusione. Durante il 2004/2005 sono previste campagne per lo studio dell'interazione dell'intrusione della corrente con la circolazione all'interno del golfo di Lione.
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