Moisture and potential vorticity in medicanes: theoretical approach and case studies

Da poco più di 30 anni la comunità scientifica è a conoscenza dell’occasionale presenza di strutture cicloniche con alcune caratteristiche tropicali sul Mar Mediterraneo, i cosiddetti medicane. A differenza dei cicloni baroclini delle medie latitudini, essi posseggono una spiccata simmetria termica centrale che si estende per gran parte della troposfera, un occhio, talvolta privo di nubi, e una struttura nuvolosa a bande spiraleggianti. Ad oggi non esiste ancora una teoria completa che spieghi la loro formazione ed evoluzione. La trattazione di questa tesi, incentrata sull’analisi dei campi di vorticità potenziale e di umidità relativa, è sviluppata nell’ottica di una miglior comprensione delle dinamiche alla mesoscala più rilevanti per la nascita dei medicane. Lo sviluppo di tecniche avanzate di visualizzazione dei campi generati dal modello WRF, quali l’animazione tridimensionale delle masse d’aria aventi determinate caratteristiche, ha permesso l’individuazione di due zone di forti anomalie di due campi derivati dalla vorticità potenziale in avvicinamento reciproco, intensificazione e mutua interazione nelle ore precedenti la formazione dei medicane. Tramite la prima anomalia che è stata chiamata vorticità potenziale secca (DPV), viene proposta una nuova definizione di tropopausa dinamica, che non presenta i problemi riscontrati nella definizione classica. La seconda anomalia, chiamata vorticità potenziale umida (WPV), individua le aree di forte convezione e permette di avere una visione dinamica dello sviluppo dei medicane alle quote medio-basse. La creazione di pseudo immagini di vapore acqueo tramite la teoria del trasferimento radiativo e la comparazione di queste mappe con quelle effettivamente misurate nei canali nella banda del vapore acqueo dai sensori MVIRI e SEVIRI dei satelliti Meteosat hanno da un lato confermato l’analisi modellistica, dall’altro consentito di stimare gli errori spazio-temporali delle simulazioni. L’utilizzo dei dati di radianza nelle microonde, acquisiti dai sensori AMSU-B e MHS dei satelliti NOAA, ha aggiunto ulteriori informazioni sia sulle intrusioni di vorticità potenziale che sulla struttura degli elementi convettivi presenti sul dominio, in modo particolare sulla presenza di ghiaccio in nube. L’analisi dettagliata di tre casi di medicane avvenuti nel passato sul Mar Mediterraneo ha infine consentito di combinare gli elementi innovativi sviluppati in questo lavoro, apportando nuove basi teoriche e proponendo nuovi metodi di indagine non solo per lo studio di questi fenomeni ma anche per un’accurata ricerca scientifica su ciclogenesi di altro tipo.

Academic and non-academic conference presentations - are they the same genre? Five case studies.

Il presente elaborato si pone l’obiettivo di determinare se il genere del discorso di conferenza non accademica coincida con il genere del discorso di conferenza accademica, nello specifico per quanto riguarda le loro introduzioni. La prima parte della tesi si concentra sulle basi teoriche. In primo luogo è stata sviluppata una panoramica della letteratura esistente riguardo ai discorsi di conferenza accademica, dalla quale si è poi ristretto il campo sugli studi che hanno preso in esame solo la loro introduzione. Alla luce dell’assenza di pubblicazioni sulle conferenze non accademiche, e di conseguenza anche sui loro discorsi, si è cercato di definire il genere del discorso di conferenza non accademica, applicando il concetto di ‘comunità discorsiva’ sia ai discorsi di conferenza accademica sia a quelli di conferenza non accademica. Una volta stabilito che il contesto non accademico differisce da quello accademico, si è passati a definire l’introduzione dei discorsi di conferenza non accademica in quanto genere. Nella seconda parte dell’elaborato è stata svolta l’analisi di cinque case study, ovvero della trascrizione delle introduzioni di cinque discorsi di conferenza non accademica. A queste è stato applicato il modello di mosse retoriche delle introduzioni dei discorsi di conferenza accademica elaborato da Rowley-Jolivet e Carter-Thomas, per determinare se fosse valido anche per le introduzioni dei discorsi di conferenza non accademica. Una volta scoperto che non lo è, e che quindi le introduzioni dei discorsi di conferenza non accademica e quelle dei discorsi di conferenza accademica sono due 'sotto-generi' diversi, è stato proposto un nuovo modello di mosse retoriche. Infine sono stati avanzati dei suggerimenti riguardo all’applicabilità del suddetto modello, non solo in altri studi nel campo dell’analisi di genere, ma anche nel settore dell’interpretazione simultanea, con particolare riferimento alla preparazione dell’interprete e alla strategia di anticipazione.

Private sensors and crowdsourced rainfall data: accuracy and effectiveness for monitoring severe events and mapping pluvial flooding in urban areas

The increasing number of extreme rainfall events, combined with the high population density and the imperviousness of the land surface, makes urban areas particularly vulnerable to pluvial flooding. In order to design and manage cities to be able to deal with this issue, the reconstruction of weather phenomena is essential. Among the most interesting data sources which show great potential are the observational networks of private sensors managed by citizens (crowdsourcing). The number of these personal weather stations is consistently increasing, and the spatial distribution roughly follows population density. Precisely for this reason, they perfectly suit this detailed study on the modelling of pluvial flood in urban environments. The uncertainty associated with these measurements of precipitation is still a matter of research. In order to characterise the accuracy and precision of the crowdsourced data, we carried out exploratory data analyses. A comparison between Netatmo hourly precipitation amounts and observations of the same quantity from weather stations managed by national weather services is presented. The crowdsourced stations have very good skills in rain detection but tend to underestimate the reference value. In detail, the accuracy and precision of crowd- sourced data change as precipitation increases, improving the spread going to the extreme values. Then, the ability of this kind of observation to improve the prediction of pluvial flooding is tested. To this aim, the simplified raster-based inundation model incorporated in the Saferplaces web platform is used for simulating pluvial flooding. Different precipitation fields have been produced and tested as input in the model. Two different case studies are analysed over the most densely populated Norwegian city: Oslo. The crowdsourced weather station observations, bias-corrected (i.e. increased by 25%), showed very good skills in detecting flooded areas.

Real-time PMU monitoring of an IEEE 5-Bus Network implemented on OPAL system

This thesis studies the state-of-the-art of phasor measurement units (PMUs) as well as their metrological requirements stated in the IEEE C37.118.1 and C37.118.2 Standards for guaranteeing correct measurement performances. Communication systems among PMUs and their possible applicability in the field of power quality (PQ) assessment are also investigated. This preliminary study is followed by an analysis of the working principle of real-time (RT) simulators and the importance of hardware-in-the-loop (HIL) implementation, examining the possible case studies specific for PMUs, including compliance tests which are one of the most important parts. The core of the thesis is focused on the implementation of a PMU model in the IEEE 5-bus network in Simulink and in the validation of the results using OPAL RT-4510 as a real-time simulator. An initial check allows one to get an idea about the goodness of the results in Simulink, comparing the PMU data with respect to the load-flow steady-state information. In this part, accuracy indices are also calculated for both voltage and current synchrophasors. The following part consists in the implementation of the same code in OPAL-RT 4510 simulator, after which an initial analysis is carried out in a qualitative way in order to get a sense of the goodness of the outcomes. Finally, the confirmation of the results is based on an examination of the attained voltage and current synchrophasors and accuracy indices coming from Simulink models and from OPAL system, using a Matlab script. This work also proposes suggestions for an upcoming operation of PMUs in a more complex system as the Digital Twin (DT) in order to improve the performances of the already-existing protection devices of the distribution system operator (DSO) for a future enhancement of power systems reliability.