Analysis of the impact of rainfall assimilation during LBA atmospheric mesoscale missions in Southwest Amazon

The assimilation of satellite estimated precipitation data can be used as an efficient tool to improve the analysis of rainfall generated by numerical models of weather forecast. The system of data assimilation used in this study is cumulus parameterization inversion based on the Kuo scheme. Reanalysis were performed using the field experiment data of the LBA Project (WETAMC and DRYtoWET-AMC), where it was possible to verify an improvement in the simulations results, since the data assimilation corrects the position and the intensity of rainfall in the numerical model. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Simulation of bistatic radar experiments with deep space missions

L’obiettivo del lavoro esposto nella seguente relazione di tesi ha riguardato lo studio e la simulazione di esperimenti di radar bistatico per missioni di esplorazione planeteria. In particolare, il lavoro si è concentrato sull’uso ed il miglioramento di un simulatore software già realizzato da un consorzio di aziende ed enti di ricerca nell’ambito di uno studio dell’Agenzia Spaziale Europea (European Space Agency – ESA) finanziato nel 2008, e svolto fra il 2009 e 2010. L’azienda spagnola GMV ha coordinato lo studio, al quale presero parte anche gruppi di ricerca dell’Università di Roma “Sapienza” e dell’Università di Bologna. Il lavoro svolto si è incentrato sulla determinazione della causa di alcune inconsistenze negli output relativi alla parte del simulatore, progettato in ambiente MATLAB, finalizzato alla stima delle caratteristiche della superficie di Titano, in particolare la costante dielettrica e la rugosità media della superficie, mediante un esperimento con radar bistatico in modalità downlink eseguito dalla sonda Cassini-Huygens in orbita intorno al Titano stesso. Esperimenti con radar bistatico per lo studio di corpi celesti sono presenti nella storia dell’esplorazione spaziale fin dagli anni ’60, anche se ogni volta le apparecchiature utilizzate e le fasi di missione, durante le quali questi esperimenti erano effettuati, non sono state mai appositamente progettate per lo scopo. Da qui la necessità di progettare un simulatore per studiare varie possibili modalità di esperimenti con radar bistatico in diversi tipi di missione. In una prima fase di approccio al simulatore, il lavoro si è incentrato sullo studio della documentazione in allegato al codice così da avere un’idea generale della sua struttura e funzionamento. È seguita poi una fase di studio dettagliato, determinando lo scopo di ogni linea di codice utilizzata, nonché la verifica in letteratura delle formule e dei modelli utilizzati per la determinazione di diversi parametri. In una seconda fase il lavoro ha previsto l’intervento diretto sul codice con una serie di indagini volte a determinarne la coerenza e l’attendibilità dei risultati. Ogni indagine ha previsto una diminuzione delle ipotesi semplificative imposte al modello utilizzato in modo tale da identificare con maggiore sicurezza la parte del codice responsabile dell’inesattezza degli output del simulatore. I risultati ottenuti hanno permesso la correzione di alcune parti del codice e la determinazione della principale fonte di errore sugli output, circoscrivendo l’oggetto di studio per future indagini mirate.

Cosmogenic production rates and recoil loss effects in micrometeorites and interplanetary dust particles

We present a purely physical model to determine cosmogenic production rates for noble gases and radionuclides in micrometeorites (MMs) and interplanetary dust particles (IDPs) by solar cosmic-rays (SCR) and galactic cosmic-rays (GCR) fully considering recoil loss effects. Our model is based on various nuclear model codes to calculate recoil cross sections, recoil ranges, and finally the percentages of the cosmogenic nuclides that are lost as a function of grain size, chemical composition of the grain, and the spectral distribution of the projectiles. The main advantage of our new model compared with earlier approaches is that we consider the entire SCR particle spectrum up to 240 MeV and not only single energy points. Recoil losses for GCR-produced nuclides are assumed to be equal to recoil losses for SCR-produced nuclides. Combining the model predictions with Poynting-Robertson orbital lifetimes, we calculate cosmic-ray exposure ages for recently studied MMs, cosmic spherules, and IDPs. The ages for MMs and the cosmic-spherule are in the range <2.2–233 Ma, which corresponds, according to the Poynting-Robertson drag, to orbital distances in the range 4.0–34 AU. For two IDPs, we determine exposure ages of longer than 900 Ma, which corresponds to orbital distances larger than 150 AU. The orbital distance in the range 4–6 AU for one MM and the cosmic spherule indicate an origin either in the asteroid belt or release from comets coming either from the Kuiper Belt or the Oort Cloud. Three of the studied MMs have orbital distances in the range 23–34 AU, clearly indicating a cometary origin, either from short-period comets from the Kuiper Belt or from the Oort Cloud. The two IDPs have orbital distances of more than 150 AU, indicating an origin from Oort Cloud comets.