L’Unità Funzionale (UF) è coinvolta in attività di ricerca e sviluppo tecnologico nelle scienze atmosferiche, marine, in glaciologia e nella prospezione del sottosuolo, con particolare interesse per le regioni polari. Matrice comune è l’utilizzo di tecnologie che sfruttano l’elettromagnetismo per i rilevamenti ed il monitoraggio sistematico di grandezze geofisiche. Il personale della UF afferisce alle sedi di Roma, Lerici e Arezzo.
RICERCA
- Sviluppo tecnologico per il monitoraggio dell’alta atmosfera. Sono sviluppate tecniche di misura per studi a breve e lungo termine delle grandezze ionosferiche (incluse le relazioni Sole-Terra) e per le applicazioni nelle comunicazioni per via ionosferica o attraverso la ionosfera nelle comunicazioni satellitari e di radiolocalizzazione GPS. In questo ambito si sviluppano strumenti per la misura della densità elettronica e della velocità di deriva del plasma ionosferico. Si tratta sostanzialmente di radar HF (ionosonde), di cui sono già stati realizzati numerosi prototipi (AIS-INGV) forniti su richiesta anche ad altri istituti di ricerca stranieri.
- Studio della ionosfera polare. Studio e caratterizzazione della convezione del plasma ionosferico nelle regioni polari utilizzando misure di radar a scattering coerente della rete internazionale SuperDARN.
- Studio del clima polare. Questa attività si dedica allo studio di parametri climatici in Artide mediante misure effettuate con strumenti installati presso il Thule High Arctic Atmospheric Observatory (THAAO), Groenlandia. Le osservazioni includono quelle di radiazione solare e infrarossa verso e dalla superficie terrestre, le osservazioni delle caratteristiche fisiche degli aerosol e delle nubi, misure di concentrazione di vapor acqueo, temperatura e pressione in troposfera e stratosfera. Alcune di queste misure sono effettuate con strumentazione progettata e sviluppata all’INGV e molte delle serie temporali di lungo periodo ottenute al THAAO sono inserite nella banca dati INGV e citabili mediante DOI.
- Cambiamenti climatici e tipping points. Sviluppo di tecniche di analisi dati di records paleoclimatici e dati satellitari per identificare tipping points, soglie critiche oltre le quali si verificano cambiamenti irreversibili. Questa attività si occupa anche dell'attribuzione al riscaldamento globale per una migliore comprensione dell'impatto antropogenico sul clima nelle regioni polari. Il gruppo si occupa di valutare gli impatti dei cambiamenti climatici in vari settori come gli effetti sui livelli del mare, minacciando le zone costiere, la sicurezza e l'efficienza dell'aviazione a causa dell'aumentata turbolenza, e i cambiamenti degli ecosistemi polari, mettendo a rischio biodiversità e risorse naturali.
- Radioglaciologia. Sviluppo di tecniche per prospezioni glaciologiche per la determinazione del bilancio di massa dei ghiacciai e lo studio del clima. Questa attività è inserita nel Programma Nazionale di Ricerche in Antartide e all’interno di progetti internazionali di esplorazione di laghi subglaciali e di rilevamento della topografia del bedrock. Il gruppo che opera in questa disciplina ha sviluppato diverse tipologie di radar (INGV-IT) con cui sono state eseguite diverse campagne di misura in Antartide per la determinazione dello spessore del ghiacciaio continentale. A tale scopo sono stati eseguiti rilevamenti di diverse migliaia di km (circa 60000 km). Si eseguono ricerche per il rilevamento di strutture morfologiche del bedrock e per la caratterizzazione dei laghi subglaciali. In generale le aree esplorate sono nel settore est dell’Antartide e in particolare nell’area tra Dome-C e Vostok. Si individuano anche zone con basso flusso glaciale allo scopo di scegliere con accuratezza i vari siti di carotaggio utili per la ricostruzione del clima delle epoche passate. Attualmente il team di radioglaciologia sta collaborando su diversi progetti volti al monitoraggio dei ghiacciai alpini, attualmente sottoposti a forte riduzione a causa dei cambiamenti climatici.
- Prospezioni del sottosuolo (fino alle decine di metri) eseguite con tecniche che utilizzano il georadar (GPR) e tecniche geoelettriche, magnetiche e gravimetriche. Tali indagini geofisiche, oltre a impiegare metodi non distruttivi, offrono il vantaggio di esplorare aree relativamente estese per la ricerca di anomalie e disomogeneità di vario tipo, che conferiscono a questo settore grandi potenzialità di applicazioni pratiche. Attualmente il team preposto si occupa dell’applicazione di tali tecniche in progetti di esplorazione archeologica e sulla mappatura superficiale delle faglie attive e capaci (FAC).
- Geofisica marina, oceanografia e studio del marine litter. Ricerca in ambito marino sulle principali strutture vulcano-tettoniche del Mediterraneo e degli oceani. Sviluppo tecnologico in house di veicoli autonomi (catamarano) e a supporto dell’industria privata (auv). Tali attivita’ si realizzano mediante l’utilizzo di strumentazione oceanografica (drifters, CTD, XBT) e geofisica (magnetometri e gradiometri marini, gravimetri marini, sidescan sonar, rov). Studio del comportamento di plastica e bioplastica in ambiente marino (invecchiamento e assorbimento inquinanti) e monitoraggio dei marine litter anche attraverso la citizen science.
INFRASTRUTTURE
- Laboratorio di Sviluppo per Tecnologie a RF. Si occupa dello sviluppo di nuova strumentazione per le indagini geofisiche a distanza che usano onde elettromagnetiche, principalmente nelle bande HF, VHF. Tra i sistemi realizzati si annoverano: 1) radar per prospezioni glaciologiche, in ambiente polare o alpino, sia aviotrasportati che basati a terra; 2) nuovi radar per le indagini della ionosfera (ionosonde), sia per sondaggi verticali che obliqui; 3) strumentazione per il rilevamento della radiazione di fondo elettromagnetica (naturale ed artificiale) a frequenze inferiori a 100 kHz. Vi è poi un’attività residuale, presente storicamente perché in continuità col passato, di supporto al mantenimento della strumentazione elettronica della sezione, in particolare relativa alla rete di rilevamento geomagnetico. Supervisore: dott. Achille Zirizzotti
- Laboratorio di Geofisica Marina. Si occupa del mantenimento di strumentazione dedicata alle misure oceanografiche e geofisiche in mare. In particolare presso il laboratorio è presente strumentazione di proprietà INGV e in comodato d’uso gratuito e conta di 2 magnetometri marini a vapori di cesio, 1 magnetometro marino ad effetto overhauser, 1 sistema magneto-gradiometrico , 1 magnetometro fluxgate, 1 ROV (Remotely Operated vehicle) per fondali fino a 300 m (dotato di manipolatore e campionatore di gas), 1 mini-ROV per fondali fino a 100 m, 1 gravimetro di fondo, 1 gravimetro dinamico sea-surface, 2 gravimetri terresti, 2 sonde multiparametriche CTD, 1 Side Scan Sonar, 1 idrofono, 1 sistema acustico per il posizionamento subacqueo. Presso il laboratorio viene sviluppato anche il sistema USV CORAL. Supervisore: dott. Filippo Muccini
- Laboratorio di Spettroscopia a Microonde. Si occupa dello sviluppo e della manutenzione di spettrometri ad eterodina per lo studio delle specie chimiche presenti nella media atmosfera polare. Questi spettrometri misurano le righe di emissione di vari composti (ad esempio H2O e O3) nell’intervallo delle microonde con una banda passante di 500 MHz ed una risoluzione di circa 50 kHz. Supervisore: dott. Giovanni Muscari.
Personale afferente
- Achille Zirizzotti
- Elena Sassi
- Giovanni Muscari (responsabile)
- Filippo Muccini
- Giovanni Benedetti
- Igino Coco
- Ingrid Hunstad
- Luca Cocchi
- Marina Locritani
- Paolo Stefanelli
- Stefano Urbini
- Tommaso Alberti
- Umberto Sciacca