Calcolo della posizione di reti di stazioni permanenti

Con il trascorrere del tempo, le reti di stazioni permanenti GNSS (Global Navigation Satellite System) divengono sempre più un valido supporto alle tecniche di rilevamento satellitare. Esse sono al tempo stesso un’efficace materializzazione del sistema di riferimento e un utile ausilio ad applicazioni di rilevamento topografico e di monitoraggio per il controllo di deformazioni. Alle ormai classiche applicazioni statiche in post-processamento, si affiancano le misure in tempo reale sempre più utilizzate e richieste dall’utenza professionale. In tutti i casi risulta molto importante la determinazione di coordinate precise per le stazioni permanenti, al punto che si è deciso di effettuarla tramite differenti ambienti di calcolo. Sono stati confrontati il Bernese, il Gamit (che condividono l’approccio differenziato) e il Gipsy (che utilizza l’approccio indifferenziato). L’uso di tre software ha reso indispensabile l’individuazione di una strategia di calcolo comune in grado di garantire che, i dati ancillari e i parametri fisici adottati, non costituiscano fonte di diversificazione tra le soluzioni ottenute. L’analisi di reti di dimensioni nazionali oppure di reti locali per lunghi intervalli di tempo, comporta il processamento di migliaia se non decine di migliaia di file; a ciò si aggiunge che, talora a causa di banali errori, oppure al fine di elaborare test scientifici, spesso risulta necessario reiterare le elaborazioni. Molte risorse sono quindi state investite nella messa a punto di procedure automatiche finalizzate, da un lato alla preparazione degli archivi e dall’altro all’analisi dei risultati e al loro confronto qualora si sia in possesso di più soluzioni. Dette procedure sono state sviluppate elaborando i dataset più significativi messi a disposizione del DISTART (Dipartimento di Ingegneria delle Strutture, dei Trasporti, delle Acque, del Rilevamento del Territorio - Università di Bologna). E’ stato così possibile, al tempo stesso, calcolare la posizione delle stazioni permanenti di alcune importanti reti locali e nazionali e confrontare taluni fra i più importanti codici scientifici che assolvono a tale funzione. Per quanto attiene il confronto fra i diversi software si è verificato che: • le soluzioni ottenute dal Bernese e da Gamit (i due software differenziati) sono sempre in perfetto accordo; • le soluzioni Gipsy (che utilizza il metodo indifferenziato) risultano, quasi sempre, leggermente più disperse rispetto a quelle degli altri software e mostrano talvolta delle apprezzabili differenze numeriche rispetto alle altre soluzioni, soprattutto per quanto attiene la coordinata Est; le differenze sono però contenute in pochi millimetri e le rette che descrivono i trend sono comunque praticamente parallele a quelle degli altri due codici; • il citato bias in Est tra Gipsy e le soluzioni differenziate, è più evidente in presenza di determinate combinazioni Antenna/Radome e sembra essere legato all’uso delle calibrazioni assolute da parte dei diversi software. E’ necessario altresì considerare che Gipsy è sensibilmente più veloce dei codici differenziati e soprattutto che, con la procedura indifferenziata, il file di ciascuna stazione di ciascun giorno, viene elaborato indipendentemente dagli altri, con evidente maggior elasticità di gestione: se si individua un errore strumentale su di una singola stazione o se si decide di aggiungere o togliere una stazione dalla rete, non risulta necessario il ricalcolo dell’intera rete. Insieme alle altre reti è stato possibile analizzare la Rete Dinamica Nazionale (RDN), non solo i 28 giorni che hanno dato luogo alla sua prima definizione, bensì anche ulteriori quattro intervalli temporali di 28 giorni, intercalati di sei mesi e che coprono quindi un intervallo temporale complessivo pari a due anni. Si è così potuto verificare che la RDN può essere utilizzata per l’inserimento in ITRF05 (International Terrestrial Reference Frame) di una qualsiasi rete regionale italiana nonostante l’intervallo temporale ancora limitato. Da un lato sono state stimate le velocità ITRF (puramente indicative e non ufficiali) delle stazioni RDN e, dall’altro, è stata effettuata una prova di inquadramento di una rete regionale in ITRF, tramite RDN, e si è verificato che non si hanno differenze apprezzabili rispetto all’inquadramento in ITRF, tramite un congruo numero di stazioni IGS/EUREF (International GNSS Service / European REference Frame, SubCommission for Europe dello International Association of Geodesy).

Sealing practices in the Near East during the Late Bronze II period: administration and trade in the age of internationalism

This PhD research investigates sealing practices in the Near East during the Late Bronze II period (ca. 1375-1175 BCE). Sealings from archaeological contexts in the Southern Levant, North Syria, Upper and Lower Mesopotamia and South-Western Iran are taken under consideration and analyzed on multiple aspects at local, regional, and international levels. The contextual, functional, and iconographic analysis of these materials, in fact, allows to reconstruct the nature of the transactions and the agents involved in the sealing operations within local administrative systems, highlighting at the same time aspects of inter-regional interactions during the age of internationalism. Following a survey of the available evidence, a corpus consisting of 1845 records from 28 different sites across the ANE, has been filed using MS Access and MS Excel, including 740 unpublished sealing from Karkemish. Among this large evidence, the corpus of recently discovered sealings from Karkemish and the other scattered sealings from the North Syrian provinces, for instance, provide insights on the core-periphery relationships under the Hittite Empire; while the deposit from Building P at Tell Sheikh Hamad, that of the Middle Assyrian houses at Tell Fekheriye, and of the dunnu of Tell Sabi Abyad, significantly contributes to defining the administration of provinces within the Middle Assyrian state and the regional circulation of good. The less extensive evidence from South Mesopotamia under the Kassite rule and from Middle Elamite contexts in South-Western Iran somewhat contribute as well to the understanding of sealing practices in the LB II period. The South Levantine kingdoms, on the other hand, seems participates to the Egyptian regional network of exchanges and sealing practices.

Global and regional sea level variations in the recent past and future: insight from observations and modeling

This work is focused on the analysis of sea–level change (last century), based mainly on instrumental observations. During this period, individual components of sea–level change are investigated, both at global and regional scales. Some of the geophysical processes responsible for current sea-level change such as glacial isostatic adjustments and current melting terrestrial ice sources, have been modeled and compared with observations. A new value of global mean sea level change based of tide gauges observations has been independently assessed in 1.5 mm/year, using corrections for glacial isostatic adjustment obtained with different models as a criterion for the tide gauge selection. The long wavelength spatial variability of the main components of sea–level change has been investigated by means of traditional and new spectral methods. Complex non–linear trends and abrupt sea–level variations shown by tide gauges records have been addressed applying different approaches to regional case studies. The Ensemble Empirical Mode Decomposition technique has been used to analyse tide gauges records from the Adriatic Sea to ascertain the existence of cyclic sea-level variations. An Early Warning approach have been adopted to detect tipping points in sea–level records of North East Pacific and their relationship with oceanic modes. Global sea–level projections to year 2100 have been obtained by a semi-empirical approach based on the artificial neural network method. In addition, a model-based approach has been applied to the case of the Mediterranean Sea, obtaining sea-level projection to year 2050.

SPHERA, a new Italian convection-permitting regional reanalysis: improving heavy-rainfall representation and describing hail-prone environments

Extreme weather events related to deep convection are high-impact critical phenomena whose reliable numerical simulation is still challenging. High-resolution (convection-permitting) modeling setups allow to switch off physical parameterizations accountable for substantial errors in convection representation. A new convection-permitting reanalysis over Italy (SPHERA) has been produced at ARPAE to enhance the representation and understanding of extreme weather situations. SPHERA is obtained through a dynamical downscaling of the global reanalysis ERA5 using the non-hydrostatic model COSMO at 2.2 km grid spacing over 1995-2020. This thesis aims to verify the expectations placed on SPHERA by analyzing two weather phenomena that are particularly challenging to simulate: heavy rainfall and hail. A quantitative statistical analysis over Italy during 2003-2017 for daily and hourly precipitation is presented to compare the performance of SPHERA with its driver ERA5 considering the national network of rain gauges as reference. Furthermore, two extreme precipitation events are deeply investigated. SPHERA shows a quantitative added skill over ERA5 for moderate to severe and rapid accumulations in terms of adherence to the observations, higher detailing of the spatial fields, and more precise temporal matching. These results prompted the use of SPHERA for the investigation of hailstorms, for which the combination of multiple information is crucial to reduce the substantial uncertainties permeating their understanding. A proxy for hail is developed by combining hail-favoring environmental numerical predictors with observations of ESWD hail reports and satellite overshooting top detections. The procedure is applied to the extended summer season (April-October) of 2016-2018 over the whole SPHERA spatial domain. The results indicate maximum hail likelihood over pre-Alpine regions and the northern Adriatic sea around 15 UTC in June-July, in agreement with recent European hail climatologies. The method demonstrates enhanced performance in case of severe hail occurrences and the ability to separate between ambient signatures depending on hail severity.