La previsione di marea a Venezia: metodi statistici, deterministici e 4D-Var

Questa tesi descrive vari metodi sviluppati per la previsione della marea a Venezia. Alcuni di essi sono funzionanti all'Istituzione Centro Previsioni e Segnalazioni Maree (ICPSM) del comune di Venezia e all'Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) di Roma, mentre altri non sono ancora in fase operativa, ma solo di sviluppo. In particolare la tesi descrive l'applicazione di un modello agli elementi finiti al Mar Mediterraneo, ad alta risoluzione nel Mar Adriatico e all'interno della laguna veneta. Il modello è stato validato e si sono compiuti alcuni lavori per migliorare la qualità delle forzanti. Si sono poi sviluppati dei metodi di assimilazione locale di dati, detti di post-processing, in grado di migliorare le previsioni giornaliere del livello marino sfruttando le osservazioni effettuate il giorno precedente. Uno di questi metodi è basato sull'utilizzo di una rete neurale, mentre un altro su di un filtro di Kalman unidimensionale. Infine si è testato l'utilizzo di campi di vento di ensemble per forzare il modello e si è sviluppato e validato il codice aggiunto del modello idrodinamico. Il codice prodotto permetterà la creazione di un sistema di assimilazione dati basato sulla tecnica del 4D-Var. I risultati evidenziano come l'accuratezza iniziale del modello sia migliorata, grazie all'applicazione delle procedure di post-processing, per tutti gli anticipi di previsione. In particolare per il primo giorno di previsione si ha un'accuratezza doppia rispetto a quella iniziale, e paragonabile ai modelli statistici in uso al Centro ICPSM. Inoltre il sistema mantiene una buona capacità predittiva fino a 5 giorni di distanza. La deviazione standard degli scarti, del modello operativo al Centro ICPSM, ha un valore medio di circa 4.7 cm per il primo giorno di previsione e arriva ad un massimo di circa 9 cm al quinto giorno.