Mediterraneo - Lampedusa
La stazione di Osservazioni Climatiche ENEA sull'isola di Lampedusa è una infrastruttura di ricerca nel Mediterraneo dedicata alla misura di parametri di rilevanza per il clima e coordinata dal personale del Laboratorio Modelli e Misure per la Qualità dell’Aria ed Osservazioni Climatiche dell’ENEA. Lampedusa è un osservatorio integrato composto da tre sezioni:
- un Osservatorio Atmosferico situato sull'isola, operativo dal 1997 e dedicato alla ricerca dei cambiamenti nella struttura e composizione dell'atmosfera e dei loro effetti sulla radiazione superficiale.
- un Osservatorio Oceanografico situato in mare aperto, operativo dal 2015 e composto da una boa strumentata con vari sensori dedicati alla ricerca delle interazioni aria-mare e alla validazione di osservazioni satellitari
- un Osservatorio Ecosistemico situato sull'isola, operativo dal 2023 e dedicato alla misura di concentrazione atmosferica e flussi vegetazione-atmosfera di CO2, parametri meteorologici, radiazione solare ed infrarossa
L’Osservatorio Atmosferico “Roberto Sarao” ha lo scopo di definire la composizione dell'atmosfera a lungo termine. E’ dedicato sia al monitoraggio dei principali gas serra come anidride carbonica (CO2), metano (CH4), protossido di azoto (N2O) e vari altri gas, sia allo studio del bilancio radiativo (componente verso l'alto e verso il basso della radiazione ad onda corta e lunga, radiazione spettrale nell'ultravioletto, radiazione globale, diretta e diffusa in alcune bande selezionate) e di alcuni importanti parametri che possono influenzarlo (ozono e vapore acqueo totali, spessore ottico dell'aerosol, parametri fisici e micro-fisici delle nubi). Lo studio è condotto combinando misurazioni a lungo termine e campagne intensive.
Durante campagne intensive vengono aggiunti ulteriori strumenti (palloni meteorologici, lidar, radiometri e spettroradiometri in diverse bande spettrali) per ottenere una caratterizzazione più dettagliata della struttura e composizione atmosferica e dei flussi radiativi in superficie. Se disponibili, vengono utilizzate anche osservazioni compiute da satelliti o da aerei. Le misurazioni raccolte vengono analizzate in maniera integrata, anche mediante l'uso di un dettagliato modello di trasferimento radiativo sviluppato specificamente per descrivere con precisione la struttura verticale atmosferica e le proprietà dell'aerosol e delle nubi.
- Lidar [profili di backscattering e depolarizzazione degli aerosol e di vapor acqueo, in collaborazione con Università di Roma “LaSapienza”] - dal 1999.
- Stazione meteorologica [pressione, temperatura, umidità, velocità e direzione del vento, precipitazione (Vaisala)] - dal 1999.
- Analizzatore CRDS [concentrazione di CO2, CO, CH4 in atmosfera (Picarro G2401)] - dal 2012.
- Analizzatore CRDS [isotopi del carbonio in CO2 e CH4 (Picarro G2201i)] - dal 2022.
- Analizzatore NDIR [concentrazione di CO2] – 1992-2012.
- Gascromatografo con ECD e FID [concentrazione di CH4, N2O, CFC] – 1995-2012
- Spettrofotometro Brewer MKIII [ozono totale, irradianza spettrale UV, spessore ottico degli aerosol] - dal 1998.
- Radiometro Ultraviolet Multi Filter Rotating Shadowband Radiometer [spessore ottico degli aerosol a sette lunghezze d’onda,rapporto diffusa/diretta (Yankee Environmental Systems UV-MFR-7)]; 2004-2006, dal 2010.
- Fotometro solare/lunare [spessore ottico degli aerosol, distribuzione dimensionale, indice di rifrazione (Cimel CE-318-TP9)] -2000-2005, dal 2010.
- Fotometro solare a quattro canali, campo di vista largo [spessore ottico degli aerosol, vapor acqueo colonnare (Middleton SP02)]- dal 2013.
- Fotometro solare a quattro canali, campo di vista stretto [spessore ottico degli aerosol, vapor acqueo colonnare (MiddletonSP02-L)] - dal 2013.
- Campionatore di PM10/TSP [analisi chimiche sui campioni effettuate dall’Università di Firenze FAI Hydra/Dadolab Giano)] – dal2004.
- Piranometri [irradianza solare globale, diffusa e riflessa (Eppley PSP/Kipp and Zonen CMP21 e CMP22)] – dal 2004.
- Pirgeometri [irradianza infrarossa incidente ed emessa dalla superficie (Eppey PIR/Kipp and Zonen CGR4)] – dal 2004.
- Pireliometro [irradianza solare diretta (Kipp and Zonen CHP1)] - dal 2011.
- Sensore di quanto [radiazione fotosinteticamente attiva globale e diffusa (Li-cor Li190R)] - dal 2004.
- Attinometro [flusso attino spettrale, tassi di fotodissociazione (Metcon GmbH)] - dal 2004.
- Spettrometri UV-Vis-vicino IR [irradianza spettrale incidente (Satlantic HyperOCR, Trios Ramses)] - dal 2013.
- Sistema di radiosondaggi [profili di temperatura, pressione, umidità, vento (Vaisala Digicora III)] - dal 2004.
- Radiometro a microonde [vapor acqueo colonnare, contenuto di acqua liquida nelle nubi, profili di temperature e vapor acqueo(RPG- HATPRO)] – 2009-2014, dal 2021.
- Pirometro [radianza/temperature di brillanza IR nella finestra atmosferica (Heitronics KT19.85)] – dal 2009.
- Analizzatore di ozono [rapporto di mescolamento dell’ozono superficiale; CNR-ISAC] - dal 2014.
- Campionatore automatico ICOS in flask [campioni settimanali per analisi di concentrazione di CO2, CO, CH4, altri gas serra edisotopi di C e O in atmosfera, analisi condotte presso i laboratori analitici di ICOS]– dal 2024.
- Campionatore di radon [livelli di radon in atmosfera (MIAM Pylon TEL1)] – dal 2022.
- Unità di campionamento di gas NOAA [campioni settimanali per analisi di concentrazioni di CO2, CH4, SF6, CO, 13C, H2, 18O, analisicondotte presso NOAA] - dal 2006.
- Radar Doppler per nubi/precipitazione [profili verticali di nubi e precipitazione (Metek MIRA 35C)] - dal 2023.
- Nefoipsometro [profili verticali di aerosol, altezza delle nubi (Luft CHM15K)] - dal 2020.
- Disdrometro [numero e distribuzione dimensionale delle idrometeore (Thies Clima Laser Precipitation Monitor)] - dal 2022.
- Pluviometro [precipitazione (OTT Pluvio2)], dal 2022.
- Imager per immagini del cielo [copertura nuvolosa (EKO Instruments ASI 16)] - dal 2024.
- Contatore ottico di particelle [numero e distribuzione dimensionale delle particelle nell’intervallo 0.25-30 micron (Grimm11-D)] -dal 2025.
- Etalometro [estinzione degli aerosol a sette lunghezze d’onda tra 370 e 950 nm (Magee A-33)] - dal 2025
L’Osservatorio Oceanografico si trova a circa 8 km dalla costa ovest dell’isola, su un fondale di circa 74 m. Si tratta di una meda elastica progettata per minimizzare le rotazioni e le oscillazioni dovute al moto ondoso. Vi sono installati strumenti in aria per la misura di parametri meteorologici e radiazione su diverse bande, strumenti in mare per la caratterizzazione di temperatura, salinità, ossigeno disciolto a diverse profondità da 1 a 32 m, concentrazione di CO2 disciolta, pH, clorofilla e torbidità, materia organica disciolta, radiazione fotosinteticamente attiva, rumore sottomarino, e per la misura delle correnti marine. Parte della strumentazione è di CNR-ISMAR e CNR-IAS. Il sito è particolarmente interessante per la verifica di osservazioni satellitari e di modelli numerici. Le analisi dei dati dell’osservatorio permettono tra l’altro di monitorare l’evoluzione degli scambi di CO2 tra atmosfera e mare e di rilevare e studiare le ondate di calore marine.
- Stazione meteorologica [pressione, temperatura, umidità (Vaisala)] - dal 2017.
- Anemometro sonico [direzione e velocità del vento (Gill)] - dal 2017.
- Pirgeometro [irradianza infrarossa incidente (Kipp and Zonen CGR4)] - dal 2015; [irradianza solare incidente (Kipp and Zonen CMP21)] - dal 2015.
- Sensore di quanto [radiazione fotosinteticamente attiva incidente (Li-cor Li190R)] - dal 2017.
- Spettrometro per irradianza solare [irradianza spettrale incidente (Satlantic HyperOCR); CNR-ISMAR] - dal 2018.
- WebCAM – dal 2023.
- Sensore di pressione/temperatura ad 1 m di profondità [pressione e temperatura (Seabird SBE39P)] - dal 2017.
- Sensore di pressione/temperatura a 2 m di profondità [pressione e temperatura (Seabird SBE39P)] - dal 2017.
- Sensore di pressione a 2.5 e 6 m di profondità [pressione (Seabird SBE50); CNR-ISMAR] - dal 2018.
- Radiometro PAR a 2.5 m di profondità [radiazione fotosinteticamente attiva in mare (Seabird PAR)] – dal 2021.
- Sensore triplet a 5 m di profondità [backscattering, clorofilla, F-DOM (Seabird EcoTriplet)] – dal 2018.
- Sensore di CO2 disciolta in mare a 5 m di profondità [pCO2 (ProOceanus Pro CO2 V)] – dal 2021.
- Sonda multiparametrica a 5 m di profondità [temperatura, pressione, salinità, ossigeno disciolto (Seabird SBE16) – dal 2021.
- Sensore di pH a 5 m di profondità [pH (Seabird SeaFET)] – dal 2021.
- 2 x spettrometri a 6 m di profondità [irradianza spettrale verso l’alto e verso il basso (Satlantic HyperOCR); CNR-ISMAR] – dal 2018.
- Spettrometro per radianza a 6 m di profondità [radianza spettrale verso l’alto (Satlantic HyperOCRS); CNR-ISMAR] – dal 2018.
- Sensore di pressione a 6 m di profondità [pressione (Seabird SBE50); CNR-ISMAR] – dal 2018.
- Sonda multiparametrica a 18 m di profondità [temperatura, pressione, salinità, ossigeno disciolto (Seabird SBE37)] – dal 2018.
- Sensore triplet a 17 m di profondità [backscattering, clorofilla, F-DOM (Seabird EcoTriplet); CNR-ISMAR] – dal 2018.
- Sensore acustico Soundtrap ST600 a 20 m [rumore sottomarino, cetacei; CNR-IAS] – dal 2024.
- Sensore di pressione/temperatura a 32 m di profondità [pressione e temperatura (Seabird SBE39P)] – dal 2023.
L’Osservatorio dell’Ecosistema Terrestre si trova in una zona di rimboschimento dell’isola ed è costituito da un traliccio di altezza di 10 m su cui sono installati strumenti per misurare gli scambi di CO2 tra la vegetazione e l’atmosfera attraverso la tecnica dell’eddy covariance. Tali misure sono messe in relazione alle condizioni meteorologiche, ai livelli di radiazione, alla precipitazione, misurate da sensori installati a diverse quote ed in superficie, nonché alle caratteristiche del suolo (temperatura, umidità, flussi di calore) misurate da sensori posizionati in trincee.
- Analizzatore veloce di CO2/H2O [concentrazioni di CO2 e H2O in atmosfera per misure di eddy covariance (Li-cor Li7200)] – dal 2023.
- Anemometro sonico tridimensionale [componenti del vento per misure di eddy covariance (Gill HS-50)] – dal 2023.
- Radiometro netto [irradianza solare ed infrarossa verso l’alto e verso il basso (Kipp and Zonen CNR4)] – dal 2023.
- Radiometro solare per irradianza solare/diffusa [irradianza solare globale e diffusa (Delta-T SPN1)] – dal 2023.
- Sensore di quanto [radiazione fotosinteticamente attiva globale e diffusa (Li-cor Li190R)] – dal 2023.
- 4 x termoigrometro [temperatura e umidità a quattro quote (Vaisala HMP155)] – dal 2023.
- Anemometro bidimensionale [direzione e velocità orizzontale del vento (Gill WindSonic WS75)] – dal 2023.
- Analizzatore di CO2/H2O [concentrazione di CO2 e H2O in atmosfera, Li-cor Li850] – dal 2023.
- Barometro [pressione atmosferica (Campbell Scientific CS106)] – dal 2023.
- Pluviometro [precipitazione (Geonor T-200B)] – dal 2023.
- Disdrometro [numero e distribuzione dimensionale delle idrometeore (Thies Clima Laser Precipitation Monitor)] – dal 2023.
- 3 x termometro per suolo [temperatura del suolo a tre profondità (Campbell Scientific 107)] – dal 2023.
- Sonda di umidità nel suolo [contenuto volumetrico di umidità nel suolo (Campbell Scientific CS 616)] – dal 2023.
- Piastra di flusso [flusso di calore nel terreno (Campbell Scientific HFP01SC-15)] – dal 2023.
La stazione è inclusa nelle Infrastrutture di Ricerca Europee
- ACTRIS - Aerosol, Clouds and Trace Gases Research Infrastructure, per le osservazioni e la ricerca scientifica europea su aerosol, nubi e gas in traccia
- ICOS - Integrated Carbon Observation System, per migliorare la nostra comprensione delle emissioni e degli assorbimenti di gas a effetto serra
- EMSO - European Multidisciplinary Seafloor and water column Observatory, per studiare i processi che avvengono nella colonna d’acqua e nel mare profondo.
Inoltre, la stazione partecipa a diversi network internazionali quali AERONET - AErosol RObotic NETwork (NASA) per le proprietà dell’aerosol, BSRN - Baseline Surface Radiation Network (GEWEX) per il bilancio superficiale della radiazione solare ed infrarossa, EMEP - European Monitoring and Evaluation Programme (ONU-ECE) per il monitoraggio transfrontaliero degli inquinanti atmosferici, Global Atmosphere Watch (World Meteorlogical Organization) e Global Greenhouse Gas Reference Network della NOAA (USA) per la misura dei gas ad effetto serra, nonché alla rete nazionale per il mercurio mediante sensori passivi.