Daily temperature trends in Trentino Alto Adige over the last century

Numerosi lavori apparsi sulla letteratura scientifica negli ultimi decenni hanno evidenziato come, dall’inizio del XX secolo, la temperatura media globale sia aumentata. Tale fenomeno si è fatto più evidente dagli anni ’80, infatti ognuno degli ultimi tre decenni risulta più caldo dei precedenti. L’Europa e l’area mediterranea sono fra le regioni in cui il riscaldamento risulta più marcato, soprattutto per le temperature massime (dal 1951 sono cresciute di +0.39 °C per decennio) che hanno mostrato trend maggiori delle minime. Questo comportamento è stato osservato anche a scala nazionale (+0.25°C/dec per le massime e +0.20°C/dec per le minime). Accanto all’aumento dei valori medi è stato osservato un aumento (diminuzione) degli eventi di caldo (freddo) estremo, studiati attraverso la definizione di alcuni indici basati sui percentili delle distribuzioni. Resta aperto il dibattito su quali siano le cause delle variazioni negli eventi estremi: se le variazioni siano da attribuire unicamente ad un cambiamento nei valori medi, quindi ad uno shift rigido della distribuzione, o se parte del segnale sia dovuto ad una variazione nella forma della stessa, con un conseguente cambiamento nella variabilità. In questo contesto si inserisce la presente tesi con l’obiettivo di studiare l’andamento delle temperature giornaliere sul Trentino-Alto-Adige a partire dal 1926, ricercando cambiamenti nella media e negli eventi estremi in due fasce altimetriche. I valori medi delle temperature massime e minime hanno mostrato un evidente riscaldamento sull’intero periodo specialmente per le massime a bassa quota (`0.13 ̆ 0.03 °C/dec), con valori più alti per la primavera (`0.22 ̆ 0.05 °C/dec) e l’estate (`0.17 ̆ 0.05 °C/dec). Questi trends sono maggiori dopo il 1980 e non significativi in precedenza. L’andamento del numero di giorni con temperature al di sopra e al di sotto delle soglie dei percentili più estremi (stimate sull’intero periodo) indica un chiaro aumento degli estremi caldi, con valori più alti per le massime ad alta quota ( fino a +26.8% per il 99-esimo percentile) e una diminuzione degli estremi freddi (fino a -8.5% per il primo percentile delle minime a bassa quota). Inoltre, stimando anno per anno le soglie di un set di percentili e confrontando i loro trend con quelli della mediana, si è osservato, unicamente per le massime, un trend non uniforme verso temperature più alte, con i percentili più bassi (alti) caratterizzati da trend inferiori (superiori) rispetto a quello della mediana, suggerendo un allargamento della PDF.

Dynamics of Bora wind over the Adriatic sea: atmospheric water balance and role of air-sea fluxes and orography

The Bora wind is a mesoscale phenomenon which typically affects the Adriatic Sea basin for several days each year, especially during winter. The Bora wind has been studied for its intense outbreak across the Dinaric Alps. The properties of the Bora wind are widely discussed in the literature and scientific papers usually focus on the eastern Adriatic coast where strong turbulence and severe gust intensity are more pronounced. However, the impact of the Bora wind can be significant also over Italy, not only in terms of wind speed instensity. Depending on the synoptic pressure pattern (cyclonic or anticyclonic Bora) and on the season, heavy snowfall, severe storms, storm surges and floods can occur along the Adriatic coast and on the windward flanks of the Apennines. In the present work five Bora cases that occurred in recent years have been selected and their evolution has been simulated with the BOLAM-MOLOCH model set, developed at ISAC-CNR in Bologna. Each case study has been addressed by a control run and by several sensitivity tests, performed with the purpose of better understanding the role played by air-sea latent and sensible heat fluxes. The tests show that the removal of the fluxes induces modifications in the wind approching the coast and a decrease of the total precipitation amount predicted over Italy. In order to assess the role of heat fluxes, further analysis has been carried out: column integrated water vapour fluxes have been computed along the Italian coastline and an atmospheric water balance has been evaluated inside a box volume over the Adriatic Sea. The balance computation shows that, although latent heat flux produces a significant impact on the precipitation field, its contribution to the balance is relatively minor. The most significant and lasting case study, that of February 2012, has been studied in more detail in order to explain the impressive drop in the total precipitation amount simulated in the sensitivity tests with removed heat fluxes with respect to the CNTRL run. In these experiments relative humidity and potential temperature distribution over different cross-sections have been examined. With respect to the CNTRL run a drier and more stable boundary layer, characterised by a more pronounced wind shear at the lower levels, has been observed to establish above the Adriatic Sea. Finally, in order to demonstrate that also the interaction of the Bora flow with the Apennines plays a crucial role, sensitivity tests varying the orography height have been considered. The results of such sensitivity tests indicate that the propagation of the Bora wind over the Adriatic Sea, and in turn its meteorological impact over Italy, is influenced by both the large air-sea heat fluxes and the interaction with the Apennines that decelerate the upstream flow.

Cyclone systems over the Aegean Sea. A statistical representation of their main characteristics

Il Mar Egeo è un bacino chiuso dove ha luogo una parte significativa dell'attività ciclonica del Mediterraneo. Inoltre, è circondato da città densamente popolate e ricche di risorse, quindi essere in grado di tracciare ed esaminare le caratteristiche degli intensi fenomeni meteorologici come i cicloni può prevenire i pericoli naturali che provocano perdite umane e danni economici. Questo studio tratta le caratteristiche principali dei sistemi a bassa pressione avvenuti nel Mar Egeo dal 1979 al 2020 ed è basato sul dataset di ERA5. Nello specifico, si tratta di un’analisi statistica delle loro caratteristiche come il numero medio di occorrenza per ogni mese dell’anno, la loro velocità di propagazione, la loro durata, la distanza percorsa dal momento della loro formazione fino al punto della loro dissipazione, lo spostamento fra la posizione di formazione e di dissipazione nonché` la loro distribuzione spaziale nelle 4 stagioni. Quello che è stato osservato è un’attività ciclonica rilevante che ha luogo nel Mar Egeo che costituisce uno dei posti del Mediterraneo con attività ciclonica non trascurabile. Si è fatto un confronto quantitativo tra i cicloni e più in generale le attività cicloniche che passano o nascono nel Mar Egeo con i cicloni che hanno luogo nel Mediterraneo nel suo complesso e quello che è stato trovato è che il Mar Egeo è un’area del Mediterraneo con attività ciclonica rilevante, e con caratteristiche simili dei cicloni che avvengono nel Mar Mediterraneo.

Long-period oscillations in GPS Up time series. Study over the European/Mediterranean area

The surface of the Earth is subjected to vertical deformations caused by geophysical and geological processes which can be monitored by Global Positioning System (GPS) observations. The purpose of this work is to investigate GPS height time series to identify interannual signals affecting the Earth’s surface over the European and Mediterranean area, during the period 2001-2019. Thirty-six homogeneously distributed GPS stations were selected from the online dataset made available by the Nevada Geodetic Laboratory (NGL) on the basis of the length and quality of the data series. The Principal Component Analysis (PCA) is the technique applied to extract the main patterns of the space and time variability of the GPS Up coordinate. The time series were studied by means of a frequency analysis using a periodogram and the real-valued Morlet wavelet. The periodogram is used to identify the dominant frequencies and the spectral density of the investigated signals; the second one is applied to identify the signals in the time domain and the relevant periodicities. This study has identified, over European and Mediterranean area, the presence of interannual non-linear signals with a period of 2-to-4 years, possibly related to atmospheric and hydrological loading displacements and to climate phenomena, such as El Niño Southern Oscillation (ENSO). A clear signal with a period of about six years is present in the vertical component of the GPS time series, likely explainable by the gravitational coupling between the Earth’s mantle and the inner core. Moreover, signals with a period in the order of 8-9 years, might be explained by mantle-inner core gravity coupling and the cycle of the lunar perigee, and a signal of 18.6 years, likely associated to lunar nodal cycle, were identified through the wavelet spectrum. However, these last two signals need further confirmation because the present length of the GPS time series is still too short when compared to the periods involved.

The road to augmented reality: a comprehensive study of hardware and applications over the last ten years

Augmented reality has been growing extensively over the years in all aspects and multiple fields. My aim in this paper is to present a comprehensive study on augmented reality(AR) hardware and its applications from early developments to the possible future trends. Particularly my research is more focused on last 11 years(2012-2022), where I systematically reviewed 30 research papers per year to get a clear knowledge on trends of AR. A total of 330 publications were reviewed and grouped according to their application. The review's main contribution is to show the entire landscape of AR research and to provide a broad view of how it has evolved. Along with various AR glasses history and specifications are presented in detail. In the penultimate chapter I explained my methodology of research following my analysis from the past to the present along with my thoughts for the future. To conclude my study, In the final chapter I made some statements about possible future with AR, VR and XR(extended reality).