Satellite and in situ data integrated analysis to  study the upper ocean an coastal environment of the Italian seas
Studio della fascia costiera e dei mari italiani mediante l'analisi integrata di dati da satellite e in situ
Creators: name: Rinaldi, Eleonora <1981>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2012
Subjects: GEO/12 Oceanografia e fisica dell'atmosfera

description: The thesis objectives are to develop new methodologies for study of the space and time variability of Italian upper ocean ecosystem through the combined use of multi-sensors satellite data and in situ observations and to identify the capability and limits of remote sensing observations to monitor the marine state at short and long time scales. Three oceanographic basins have been selected and subjected to different types of analyses. 
The first region is the Tyrrhenian Sea where a comparative analysis of altimetry and lagrangian measurements was carried out to study the surface circulation. The results allowed to deepen the knowledge of the Tyrrhenian Sea surface dynamics and its variability and to defined the limitations of satellite altimetry measurements to detect small scale marine circulation features. Channel of Sicily study aimed to identify the spatial-temporal variability of phytoplankton biomass and to understand the impact of the upper ocean circulation on the marine ecosystem. An combined analysis of the satellite of long term time series of  chlorophyll, Sea Surface Temperature and Sea Level field data was applied. The results allowed to identify the key role of the Atlantic water inflow in modulating the seasonal variability of the phytoplankton biomass in the region. Finally, Italian coastal marine system was studied with the objective to explore the potential capability of Ocean Color data in detecting chlorophyll trend in coastal areas. The most appropriated methodology to detect long term environmental changes was defined through intercomparison of chlorophyll trends detected by in situ and satellite. Then, Italian coastal areas subject to eutrophication problems were identified. This work has demonstrated that satellites data constitute an unique opportunity to define the features and forcing influencing the upper ocean ecosystems dynamics and can be used also to monitor environmental variables capable of influencing phytoplankton productivity.
description: L'obiettivo di questa tesi è lo studio della variabilità spazio temporale dei parametri chiave (temperatura, clorofilla e correnti) che descrivono lo stato dell'ecosistema marino dei mari Italiani attraverso un uso integrato di dati satellitari multi sensore e osservazioni in situ. Diversi tipologie di approcci e differenti dataset sono stati utilizzati per studiare la circolazione marina, l'impatto dei forzanti fisici sulla variabilità della biomassa fitoplantonica, e per definire una possibile metodologia di utilizzo di dati satellitari per lo studio della qualità delle acque. Sono stati scelti tre sottobacini dei Mari italiani su cui effettuare differenti tipologie di analisi. L'analisi comparata di misure altimetriche e dati lagrangiani condotta nel Mar Tirreno ha permesso di ridisegnare la circolazione del bacino e di dimostrare la presenza di ricolazioni semipermantenti e di strutture transienti che dominano la dinamica di questo mare. Inoltre è stata evidenziata l'importanza dell'uso congiunto di dati altimetrici e lagrangiani per l'identificazioni di strutture della circolazione di piccola scala. Nel Canale di Sicilia sono state invece analizzate lunghe serie temporali di clorofilla, di temperatura superficiale del mare e livello del mare utilizzando tecniche statistiche avanzate. Lo studio ha permesso identificare la variabilità spazio-temporale del fitoplancton e di comprendere l'impatto della circolazione marina sull’ecosistema costiero siciliano.  Infine sull’intero sistema marino costiero Italiano è stata sviluppata una procedura per la definizione di trend di clorofilla da dati di Ocean Color. Diversi metodi per la stima del trend sono stati testati sia su serie temporali di dati OC che su serie temporali di misure in situ di clorofilla effettuate dalle Agenzie Regionali per la Protezione ambientale. Il confronto tra le stime ottenute ha permesso di individuare il metodo che meglio si adatta ai dati satellitari. Tale metodo è stato poi applicato  per identificare le aree costiere Italiane soggette ad eutrofizzazione.