Zuanni: come la vegetazione può contenere l'effetto serra
Direttore dell'Istituto per lo Studio dell'Inquinamento Atmosferico e l'Agrometeorologia

Anemometro ultrasonico igrometro kripton per lo studio dei flussi turbolenti all'interno di una copertura vegetale

Qual è in sintesi la storia dell'Istituto e quali i suoi campi di attività?

La costituzione dell'Istituto è stata avviata nel 1989, sulla base di un programma di ricerca elaborato presso il FISBAT (Istituto per lo Studio dei Fenomeni Fisici e Chimici della Bassa e Alta Atmosfera) del CNR di Bologna, oggi ISAO (Istituto di Scienze dell'Atmosfera e dell'Oceano, nato dalla fusione con un altro Istituto).

Dall'inizio del 1995 l'attività si è trasferita da Bologna a Lecce nei locali assegnati all'Istituto.

L'attività dell'ISIAtA è incentrata su problemi connessi con la struttura della turbolenza nello strato limite atmosferico. Infatti, fenomeni quali la dispersione di inquinanti o gli scambi di energia e materia tra sistemi vegetali ed atmosfera sono pilotati dalla turbolenza atmosferica. I principali temi di ricerca sono la parametrizzazione e la modellistica della turbolenza atmosferica, la modellistica della dispersione turbolenta, la modellistica della dinamica a mesoscala, l'interazione vegetale-atmosferica. Ciascuno di questi temi si articola in ricerche specifiche. Parallelamente all'attività teorico-numerica è stata sviluppata l'attività sperimentale, mirata a misure locali e remote di parametri caratteristici dello strato limite atmosferico. La struttura verticale dello strato limite è studiata tramite SODAR, mentre lo strato superficiale è investigato mediante strumentazione a risposta rapida (anemometri ultrasonici, termometri al platino, igrometri kripton, analizzatore di CO2 LI-7500) o bilanci energetici superficiali. Una rilevanza particolare è rivestita dalle misure di flussi turbolenti di energia, di calore, di CO2 all'interno di coperture vegetali.

Torre micrometeorologica dell'ISIAtA sul Nansen Ice sheet, in Antartide, per lo studio dello strato limite atmosferico

Sia gli studi teorico-numerici sia l'attività sperimentale sono stati sviluppati nell'ambito della partecipazione a numerosi progetti di ricerca.

Tra questi ricordiamo il progetto dedicato allo studio dello strato limite variabile e dei venti catabatici, sviluppato nell'ambito del P.N.R.A. (Progetto Nazionale di Ricerche in Antartide). L'Istituto ha partecipato con ricercatori e strumentazione a cinque spedizioni in Antartide. Le particolari condizioni climatiche e topografiche, la condizione di irraggiamento solare sull'intero giorno (le campagne si svolgono durante l'estate australe) fanno dell'Antartide un laboratorio ideale per lo studio dello strato limite. I risultati conseguiti hanno importanti ricadute su problemi climatologici, quali il bilancio di massa dei ghiacci, ma le conoscenze acquisite sono anche importabili alle nostre latitudini ed applicabili a problemi di struttura dello strato limite stabile e di dispersione di inquinanti. Queste ricerche sono state sviluppate anche nell'ambito del Progetto Strategico "Artico". Come noto, infatti, dal 1996 il CNR ha la disponibilità di una stazione scientifica nelle isole Svalbard, situate in località Ny Ålesund, nella Baia del Re (arcipelago del Mare di Barents).

Tra gli altri progetti, vanno ancora ricordati i Progetti Strategici "Clima, Ambiente e Territorio", "Sistemi naturali ed antropici; analisi delle trasformazioni ambientali, modelli di controllo ed ipotesi di intervento", "Ambiente e Territorio", tutti mirati alla caratterizzazione del territorio ed alla realizzazione di strumenti idonei al monitoraggio ed al controllo del territorio stesso. Data la peculiare posizione del Salento, l'Istituto si è maggiormente dedicato allo studio della circolazione atmosferica e della dispersione degli inquinanti in area costiera. Le aree costiere rappresentano una zona del territorio soggetta a notevoli pressioni antropiche, sia a livello di insediamenti urbani sia industriali; d'altro canto, a causa dei forti gradienti orizzontali, esse rappresentano anche regioni caratterizzate da una circolazione atmosferica e da una struttura della turbolenza estremamente complesse.

Sempre a proposito di struttura dello strato limite atmosferico in zone caratterizzate da forti gradienti, l'Istituto ha partecipato al Progetto Strategico "MAP, Mesoscale Alpine Programme". Questo progetto è inserito in una più ampia campagna di misura internazionale, mirata allo studio della circolazione atmosferica sull'arco alpino, ed ha costituito un interessante momento di confronto e di scambio scientifico. Anche il settore dell'agrometeorologia ha visto la partecipazione a numerosi progetti; segnaliamo, ad esempio, il progetto del Ministero dell'Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica, "Sviluppo di tecnologie innovative e di processi biotecnologici in condizioni controllate nel settore delle colture vegetali". In quest'ambito l'Istituto si propone di studiare l'interazione tra colture vegetali ed atmosfera, per evidenziare le condizioni che possono portare le piante a situazioni di stress idrico. Altro risultato atteso da questo progetto appena avviato è rappresentato dallo studio delle migliori condizioni di turbolenza per l'irrorazione con fitofarmaci; ciò dovrebbe consentire un notevole risparmio per l'agricoltura e, soprattutto, un abbattimento dell'impatto ambientale.

Il progetto "Analisi teorica e sperimentale dei processi di scambio di energia e materia tra ecosistemi forestali e atmosfera", sviluppato all'interno della collaborazione tra la Provincia Autonoma di Trento ed il CNR, è finalizzato alla descrizione ed alla determinazione dei flussi di energia, di vapor d'acqua e di CO2 sopra una foresta alpina; si inserisce pertanto in un contesto internazionale, dedicato alla valutazione del ruolo giocato dalla vegetazione nel contenimento dell'effetto serra.

Il settore di ricerca è caratterizzato da forte applicabilità. Quali sono gli studi immediatamente trasferibili?

Le attività di ricerca appena descritte hanno certamente una ricaduta immediata sul territorio. In questo contesto vanno citati altri due progetti, in particolare: il progetto "Monitoraggio della qualità dell'aria" ed il progetto "Nowcasting". Il primo si inserisce nell'ambito del Programma Operativo Plurifondo 1994-'99 della Regione Puglia, mirato alla caratterizzazione dello stato di qualità dell'aria sulla Regione. Rappresenta sicuramente un progetto importante, poiché pone le basi per future operazioni di controllo ambientale. L'Istituto ha curato le sottomisure "Modello previsionale meteorologico" e "Modelli di diffusione degli inquinanti", che hanno consentito la valutazione per via modellistica delle concentrazioni dei principali inquinanti sull'intero territorio regionale e, soprattutto, hanno portato alla messa a punto di modelli numerici operativi idonei alla descrizione anche in tempo reale, della dispersione di inquinamenti in una regione dalla struttura particolarmente complessa quale quella della Puglia (oltre 600 km di costa).

Simulazione del campo di vento mediante un modello dinamico di circolazione a scala sinottica

Il Progetto MURST "Nowcasting", appena avviato, rappresenta una fondamentale integrazione degli studi già effettuati. Prevede infatti la messa a punto di una rete integrata, costituita da misure al suolo, da misure radar, da misure da satellite e dall'utilizzo di modellistica numerica, in grado di produrre una previsione meteorologica tra l'ora e le 24 ore. Ciò fornirà, tra l'altro, un input prezioso per i modelli di dispersione atmosferica.

Quali sono le principali collaborazioni a livello nazionale ed internazionale?

È importante sottolineare la rete di collaborazioni nazionali, sviluppata in breve tempo dall'Istituto con le Università di Lecce, Messina, Genova, Torino, Trento, Urbino, i centri di ricerca dell'ENEL, il Centro di Ecologia Alpina (P.A. di Trento) oltreché, naturalmente, con gli Istituti ISAO di Bologna e l'ICG (Istituto di Cosmo-Geofisica) di Torino del CNR.

Le principali collaborazioni internazionali coinvolgono la George Mason University (USA), il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Cambridge (UK), l'Università Federale, di Santa Maria UFSM,(Santa Maria - RS - Brasil), l'Università Federale del Rio Grande do Sul, UFRGS (Porto Alegre - RS - Brasil), il Centro di Ricerca CSIRO (Melbourne, Australia).

I risultati delle ricerche condotte sono stati pubblicati in numerosi articoli su prestigiose riviste internazionali. Mi fa, infatti, piacere rilevare come nonostante l'ISIAtA sia un Istituto giovane, con un organico che attualmente è meno di un quarto di quello previsto, pure sia sempre riuscito a collocarsi, per l'attività, tra i migliori Istituti nell'annuale "CNR Report".

Quale sarà il futuro dell'Istituto?

Da oltre un anno è avviata la costituzione di un Organo l'ISAC, Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima che, nato dall'accorpamento di vari istituti del CNR, avrà un organico di oltre 100 ricercatori di scienze dell'atmosfera e sezioni che saranno inserite in territori che rappresentano quasi tutte le diversità ambientali del nostro Paese, da Torino a Padova, da Bologna a Roma e a Lecce. La proposta è stata inviata al Presidente il 28 ottobre 1999. In questa nuova configurazione, che razionalizza e ottimizza la parte economica, aumenteranno le sinergie nazionali e si svilupperanno nuovi collegamenti internazionali.