Relazione di tirocinio

 

Ho svolto il tirocinio (A.A. 2008/2009) presso due differenti sedi: la prima parte si è svolta presso il centro di oceanografia Daphne di Cesenatico, nel periodo che va da metà aprile alla fine di giugno; la seconda presso il laboratorio Sincem a Ravenna, sotto la guida della prof.ssa Nadia Pinardi.

 


Daphne è il centro di riferimento della regione Emilia-Romagna per il controllo ambientale dell'ecosistema marino costiero. Venne istituita dalla Regione Emilia-Romagna nel 1977 a seguito di emergenze ambientali dovute ai processi di eutrofizzazione dell’Adriatico, e successivamente, nel 1996, trasferita all'Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente dell'Emilia Romagna (Arpa).

Le numerose attività di controllo e di ricerca hanno l'obiettivo di individuare gli elementi che scatenano i processi di eutrofizzazione, e fornire un adeguato supporto tecnico alla regione ed alle amministrazioni locali in merito ai principi di sostenibilità.

La struttura si avvale del battello oceanografico Daphne II e di laboratori specialistici a terra. Le attività in mare si sviluppano su una dettagliata rete di stazioni di monitoraggio distribuite nell'area di mare prospiciente la regione Emilia- Romagna. Le stazioni di misura e prelievo, distribuite dal delta del Pò a Cattolica e da costa fino a 20 Km al largo, vengono monitorate con frequenza settimanale (vedi tab.1).

Le analisi e l'elaborazione dei dati acquisiti nei monitoraggi sono utilizzati per redigere il “Rapporto annuale sull'eutrofizzazione" delle acque costiere dell'Emilia-Romagna ed il Bollettino "MARE in-forma" diffuso settimanalmente e consultabile su internet.

 

Fig. 1 - Stazioni di monitoraggio

 

Il Sincem a cui si faceva riferimento nell’introduzione è il laboratorio per le simulazioni numeriche del clima e degli ecosistemi marini. In esso si svolgono attività di ricerca incentrate prevalentemente sullo sviluppo della modellistica numerica attraverso la quale si rende più efficiente lo studio dell'ecosistema marino. Si occupa più precisamente dello studio delle serie temporali di dati oceanografici, di fornire modelli sulla circolazione del Mar Mediterraneo, dell’Adriatico e delle zone costiere, nonché dello studio dell’ ecosistema marino degli stessi mari.



Fig. 2 – Esempio di Bollettino fornito dal sito Arpa

 

    LOCALITA' (codici)

0.5

1

3

6

10

20

 

Km

Km

Km

Km

Km

Km

BAGNI DI VOLANO (2)

2

102

302

602

1002

 

LIDO DELLE NAZIONI (3)

3

 

 

 

 

 

PORTO GARIBALDI (4)

4

104

304

604

1004

2004

FOCE RENO (5)

5

 

 

 

 

 

CASALBORSETTI (6)

6

106

306

 

 

 

 MARINA DI RAVENNA (8)

8

108

308

 

 

 

LIDO ADRIANO (9)

9

109

309

609

1009

 

FOCE SAVIO (11)

11

111

311

 

 

 

MILANO MARITTIMA (12)

12

 

 

 

 

 

CESENATICO (14)

14

114

314

614

1014

2014

BELLARIA (16)

16

 

 

 

 

 

RIMINI (17)

17

117

317

 

 

 

RICCIONE (18)

18

 

 

 

 

 

CATTOLICA (19)

19

119

319

619

1019

 

 

Tab. 1 - Località e codici delle stazioni di monitoraggio e relative distanze dalla costa

 

Indicatori di stato

Unità di misura

Indicatori si stato

Unità di misura

Profondità

m

Ortofosfato

µg/L

Temperatura

°C

Fosforo totale

µg/L

Salinità

psu

Azoto nitrico

µg/L

Ossigeno

mg/L - %

Azoto ammoniacale

µg/L

Trasparenza

m

Azoto nitroso

µg/L

Clorofilla a

µg/L

Azoto totale

µg/L

pH

 

Fitoplancton

Num. Cell/L

 

Tab. 2 – Parametri rilevati dal monitoraggio

 

L’attività di bordo

Le mie mansioni sulla nave erano varie. Queste comprendevano la misura della trasparenza dell’acqua mediante disco secchi, l’ etichettamento dei campioni d’ acqua e di sedimento, l’abbassamento in acqua della sonda CTD e della telecamera subacquea, e la partecipazione alle altre attività svolte dal personale di bordo.

Le uscite in mare duravano in media dalle sei alle otto ore: la partenza era fissata per le otto del mattino dal porto di Cesenatico, e l’arrivo era previsto nelle ore del primo pomeriggio. Per riuscire a coprire l’intera superficie costiera la struttura organizzava due uscite a settimana, se le condizioni meteo-climatiche lo consentivano. In una uscita si monitorava la parte nord della costa, da Cervia al delta del Pò; nell’altra la parte sud, da Cesenatico a Cattolica. 

Si osservava con una certa frequenza la formazione al largo di bande mucillagginose, talvolta anche molto estese; e in genere un’acqua poco trasparente anche  a diverse centinaia di metri dalla costa.

Non sono inoltre mancate esperienze emozionanti. Siamo riusciti ad avvistare, infatti, in una limpida giornata di giugno, con grande meraviglia di tutti, un gruppo di delfini che nuotavano liberamente al largo.

 

Misure e prelievi

Il battello grazie ad un sistema GPS si posiziona sui punti specifici di monitoraggio. Una volta raggiunta la posizione, si procede all’ acquisizione dei dati con la sonda multiparametrica CTD. Il vericello cala la sonda fino a 0,5 m di profondità e in questa posizione si lasciano stabilizzare i sensori per circa 15-20 sec (questo tempo è necessario sopratutto per il sensore dell’ossigeno); si impartisce poi il comando di discesa della sonda (velocità costante circa 0,4 m/s) e contemporaneamente si acquisiscono i dati. Quando la sonda giunge sul fondo l’acquisizione dei dati viene bloccata e la sonda stabilizzata a 0,5  m dal fondo per consentire l’ultima acquisizione dei dati di profilo. Infine si procede al recupero a bordo della sonda. In ogni stazione viene misurata la trasparenza dell’acqua con il disco secchi.

Parallelamente a queste attività, svolte sul ponte, vengono effettuati, nel laboratorio interno, prelievi  di acqua superficiale (0,5 m di profondità). I prelievi vengono suddivisi in tre bottiglie che successivamente verranno analizzati nel laboratorio a terra: due bottiglie vengono riempite senza apportare alcuna modifica ai campioni prelevati; di queste una è utilizzata per lo studio del fitoplancton, l’altra per quello dei nutrienti (NH3, NO3-, NO2-, PO4---). La terza bottiglia invece contiene un campione che viene filtrato sul battello, mediante una membrana sottile, e utilizzato per l’analisi dei nutrienti.  La misura della clorofilla a nei campioni prelevati viene fatta direttamente a bordo mediante un fluorimetro.

Si effettuano anche campionamenti di acqua di mare tramite bottiglie di tipo “Niskin” (che presentano un particolare dispositivo che permette loro di chiudersi ad una determinata profondità).

In alcune stazioni, a seguito di programmi di monitoraggio ben precisi, si campiona lo zooplancton e il sedimento. Per il primo vengono  usati appositi retini trascinati dal battello a bassa velocità; per il secondo, invece, si usa uno strumento chiamato benna. Questo dispositivo si compone di due pale meccaniche che si chiudono una volta giunte sul fondale, imprigionando così un campione di sedimento.

Su alcune stazioni si utilizza la telecamera subacquea per controllare lo stato di aggregazione di eventuale materiale mucillaginoso e gli effetti di eventi anossici sulla fauna bentonica.

 

Al Sincem

Al laboratorio Sincem ho svolto la seconda parte del tirocinio. Il mio lavoro consisteva nel sottoporre i dati ricavati dal monitoraggio ad analisi. Ho usato a questo scopo un software chiamato Matlab. Questo applicativo (che è la contrazione di due parole inglesi Matrix e Laboratory) è un ambiente per il calcolo numerico e l'analisi statistica. Consente di manipolare matrici, visualizzare funzioni e dati, implementare algoritmi, creare interfacce utente, e interfacciarsi con altri programmi.

È con questo programma che si sono realizzati i grafici illustrati di seguito. In essi vengono presentati i profili di clorofilla, conducibilità, ossigeno disciolto, salinità, pH, densità e temperatura. Si tratta più precisamente di profili medi, poiché relativi alla tre zone di campionamento A, B e C.

Avere i dati organizzati nel modo appena descritto permette di ottenere un quadro generale della situazione della acque costiere sia in termini di variabilità temporale che di variabilità spaziale nel periodo estivo.

Gli ultimi grafici mostrano i campi climatologici mensili. Si tratta di distribuzioni espresse come medie mensili dei dati ricavati dalle singole stazioni monitorate settimanalmente, lungo tutta la fascia costiera dell’area interessata. I grafici evidenziano le variazioni spaziali dei parametri considerati a due metri di profondità. I campi climatologici calcolati sono relativi ai parametri clorofilla, ossigeno disciolto, salinità e temperatura.  Essi vengono ottenuti elaborando i dati disponibili secondo una metodologia nota come analisi oggettiva. Questa tecnica permette la stima di campi oceanografici su una griglia regolare partendo da osservazioni distribuite in modo non uniforme nello spazio e nel tempo. Le distribuzioni risultanti vengono visualizzate solo nelle aree dove l’errore percentuale della stima è inferiore al 30%.

 

Clorofilla a

 

 

Fig. 3 – Profili medi mensili di clorofilla, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

Conducibilità

 

       

 

     

 

           

 

Fig. 4 – Profili medi mensili di conducibilità, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

Ossigeno disciolto

 

 

 

 

Fig. 5 – Profili medi mensili di ossigeno disciolto, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

Salinità

 

 

 

 

Fig. 6 – Profili medi mensili di salinità, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

pH

 

 

 

 

Fig. 7 – Profili medi mensili di pH, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

Densità Sigma T

 

 

 

 

Fig. 8 – Profili medi mensili di densità, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

Temperatura

 


 

 

Fig. 9 – Profili medi mensili di temperatura, calcolati su tutte le stazioni di monitoraggio per i mesi di maggio, giugno, luglio e agosto.

 

 

 

Campi climatologici relativi al mese di maggio

                                     

                                      Clorofilla a                                                                                      Ossigeno disciolto

                                

                                         Salinità                                                                                         Temperatura

 

Fig. 10 – Distribuzioni rilevate nell’area dal delta del Pò a cattolica e dalla costa fino a 10 Km al largo a due metri di profondità.

 

Campi climatologici relativi al mese di giugno

                                      

                                       Clorofilla                                                                                       Ossigeno disciolto

                                      

                                         Salinità                                                                                          Temperatura

 

Fig. 11 – Distribuzioni rilevate nell’area dal delta del Pò a cattolica e dalla costa fino a 10 Km al largo a due metri di profondità.

 

Campi climatologici relativi al mese di luglio

                                      

                                        Clorofilla                                                                                    Ossigeno disciolto

                                      

                                         Salinità                                                                                          Temperatura

 

Fig. 12 – Distribuzioni rilevate nell’area dal delta del Pò a cattolica e dalla costa fino a 10 Km al largo a due metri di profondità.

 

Campi climatologici relativi al mese di agosto

                                       

                                                 Clorofilla                                                                                                       Ossigeno disciolto

                                      

                                          Salinità                                                                                        Temperatura

 

Fig. 13 – Distribuzioni rilevate nell’area dal delta del Pò a cattolica e dalla costa fino a 10 Km al largo a due metri di profondità.