Paolo Lazzari
Gruppo ECHO - Modellistica Ecologica e Idrodinamica, Dipartimento di Oceanografia, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale OGS, Trieste
Variazioni della clorofilla superficiale in Meditarraneo durante l'anno Clorofilla sulla superficie del Meditarraneo durante l'anno
Variazioni mensili della clorofilla superficiale nel Mediterraneo
Nell'arco dei mesi il colore del mare varia considerevolmente con il variare della quantità di energia rilasciata dal sole, della forza e della direzione delle correnti, dell'apporto di sostanze nutrienti (dai fiumi e dal fondo del mare) e della conseguente crescita di microalghe.
Le immagini, secondo una scala cromatica ad andamento logaritmico (visibile lungo la base delle immagini associate), evidenziano la variazione di concentrazione di clorofilla nello strato superficiale dell'ecosistema pelagico in Mediterraneo. La clorofilla superficiale è un parametro strettamente collegato all'abbondaza di microalghe planctoniche.
Le microalghe planctoniche sono la base di tutta la circolazione del carbonio nell'acqua del mare. Questi microrganismi (come dimensioni, vanno da dai 500 µm ai 10 µm) si moltiplicano infatti molto rapidamente in presenza di nutrienti e di luce.
Se sono disponbili sostanze nutrienti (come fosforo, azoto e carbonio e altre sostanze), le microalghe si moltiplicano costituendo una cospicua percentuale del particolato presente nell'acqua della zona eufotica, cioè negli strati più superficiali dell'acqua, dove riesce a penetrare la luce del sole. Questa zona varia molto a seconda della trasparenza dell'acqua e dell'incidenza dei raggi del sole. Nella parte sud-orientale del Mediterraneo, dove l'apporto di sedimenti da parte dei fiumi è molto ridotto, l'acqua è più trasparente, il sole più a picco e il plancton può quindi distribuirsi anche in strati più profondi del mare. Ne risulta un'acqua mediamente più povera di microalghe in superficie. Viceversa, nel bacino nord-occidentale, dove arrivano i maggiori fiumi europei e dove la luce del sole è più radente per la maggior parte dell'anno, l'acqua superficiale è generalmente più ricca di clorofilla e le differenze stagionali sono più marcate.
Nelle immagini si può notare sia la variazione stagionale, sia la forte differenza tra i due sottobacini mediterranei.
Modello empirico (OPA-BFM)
Le figure raccolte nell'immagine principale mostrano come, in quattro diversi mesi, vari la media della clorofilla presente negli strati più superficiali dell'acqua del mare nel bacino Mediterraneo come è calcolata con OPA-BFM, un modello di simulazione numerica dell'ecosistema marino messo a punto per il Mediterraneo dall'OGS di Trieste nell'ambito dei progetti europei MFSTEP e MERSEA. OPA (Ocean PArallelise) è la denominazione di una serie di modelli di circolazione generale degli oceani basati su un sistema di equazioni che vengono applicate su scala locale e su scala generale e che permettono di prevedere la circolazione orizzontale e verticale all'interno di un bacino di vaste dimensioni da un punto di vista fisico-chimico e climatologico. BFM (che sta invece per Biogeochemical Flux Model) è invece un tipo di modello che descrive la circolazione del carbonio nell'ecosistema marino, cioè gli spostamenti della biomassa nelle sue diverse trasformazioni all'interno della rete alimentare. Il modello OPA-BFM risulta così dall'accoppiamento di un modello di circolazione generale (parte fisica) che simula le correnti e le proprietà termoaline della massa d'acqua (a seconda della temperatura e della salinità l'acqua del mare si distribuisce su diversi strati a diverse profondità) e un modello di trasporto che contiene al suo interno la descrizione matematica delle relazioni alimentari (chi mangia cosa e quanto) tra i diversigruppi funzionali che aggregano specie con caratteristiche simili dal punto di vista trofico.
Il modello fisico determina le condizioni ambientali, il modello di trasporo definisce come queste influiscano sulla dispersione degli organismi rappresentati nel modello, il modello trofico di ecosistema definisce la risposta della componente biologica alle condizioni esterne.Le immagini prodotte dal modello mostrano bene le differenze di andamento tra i due principali bacini del Mediterraneo, quello nord-occidentale e quello sud-orientale. Le stesse differenze si riscontrano infatti anche nei dati acquisiti da satellite visualizzati secondo analoghe medie mensili.
Le immagini della clorofilla superficiale ottenute da immagini satellitari sono state rielaborate dall'OGS a partire da dati forniti dal Gruppo di Oceanografia Satellitare del ISAC-CNR di Roma. Queste immagini contengono anche i valori relativi al Mar Nero e alle zone costiere, che il modello di simulazione non era in grado di risolvere e che sono state perciò mascherate nell'immagine principale.

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Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.

La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.

Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.

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