UF Pericolosità Sismica

Responsabile Dott. Salvatore D'Amico, Primo Ricercatore

 Funzioni:

• Attività sistematiche per il monitoraggio accelerometrico e degli effetti dei terremoti sul territorio;
• Stime quantitative di scenari da terremoto;
• Studi e ricerche nell’ambito della pericolosità sismica.

L’Unità Funzionale Pericolosità Sismica (UFPS) ha la funzione di organizzare e svolgere le attività di monitoraggio e ricerca nel campo della pericolosità sismica, applicate alle aree vulcaniche e tettoniche siciliane. L’approccio adottato è fortemente multi-disciplinare, spaziando da dati di intensità macrosismica, storici e recenti, a registrazioni strumentali weak e strong-motion, o di noise ambientale, ai rilievi di terreno di tettonica attiva e di archeo-sismologia.

Nell’ambito delle attività di monitoraggio e ricerca, l’UFPS ha la responsabilità scientifica e provvede all’analisi dei dati della seguente rete:

• rete Accelerometrica Permanente.

Si occupa inoltre della gestione e dello sviluppo tecnologico delle stazioni afferenti alla:

• rete accelerometrica dell’Osservatorio Sismico Urbano (OSU);
• OBS & Earth Lab di Gibilmanna;

e della gestione e implementazione delle seguenti banche dati:

• banca dati accelerometrica;
• catalogo storico-macrosismico dei terremoti etnei (CMTE).

Entrambe contribuiscono, per le tematiche di riferimento, all’aggiornamento a scala nazionale della banca dati accelerometrica ITACA, dei database macrosismici ASMI/DBMI e del catalogo sismico CPTI.

Per quanto riguarda le attività sistematiche di monitoraggio, la UFPS opera su due fronti.

Relativamente ai segnali acquisiti dalla rete accelerometrica, vengono analizzate e studiate le forme d’onda degli eventi più energetici di interesse ai fini della pericolosità, e sviluppati modelli per la generazione di scenari sismici tipo shake map per applicazioni di Sala Operativa in real-time o elaborazioni off-line.

In caso di emergenza sismica, la UFPS effettua indagini sul campo per il rilievo degli effetti macrosismici e sismo-geologici prodotti dai terremoti, secondo i protocolli operativi dei gruppi nazionali “QUEST” e “EMERGEO”. Partecipa inoltre alle attività del gruppo “EMERSITO” per la valutazione degli effetti di amplificazione legati alla risposta di sito.

Riguardo alle attività di ricerca, finalizzate alla produzione di scenari sismici e stime di pericolosità, nella UFPS vengono sviluppati diversi approcci tematici, tra cui: i) analisi di sismologia storica e archeo-sismologia per il miglioramento delle conoscenze della storia sismica nel lungo periodo; ii) studi di tettonica attiva; iii) studi sulla sorgente sismica e relativi parametri per la caratterizzazione di strutture sismogenetiche; iv) formulazione di modelli di attenuazione del moto del suolo, ed effetti di sito; v) sviluppo di prototipi di sistemi di early warning, anche mediante stazioni multi-parametriche sottomarine, e di strategie per il monitoraggio strutturale degli edifici.

I risultati delle ricerche sopra richiamati contribuiscono inoltre alle attività tecnico-scientifiche del Centro di Pericolosità Sismica (CPS), e all’aggiornamento della mappa di pericolosità sismica nazionale MPS.

Nell’ambito delle attività di monitoraggio e sorveglianza condotte dall’OE, si sottolinea la forte interazione con le altre UUFF e in particolare con la UFS. La UFPS partecipa ai servizi di sorveglianza attraverso reperibilità disciplinari e turnazioni H24 in Sala Operativa e, ove necessario, ad altre attività di supporto alla sorveglianza sismica.

UF Deformazioni, Geodesia e Geofisica

Responsabile Dott. Marco Aloisi, Primo Ricercatore

Funzioni:

• Attività sistematiche per il monitoraggio;
• Sviluppo tecnologico dei sistemi osservativi;
• Interazione scientifica con i sistemi di monitoraggio dell’UF;
• Promozione delle attività di ricerca prioritarie per l’Ente;
• Organizzazione della reperibilità di Settore.

L’UFDGG è l’Unità Funzionale Deformazione, Geodesia e Geofisica che ha la funzione di programmare e svolgere le attività di monitoraggio e ricerca nel campo dello studio delle deformazioni del suolo, della geodesia e della geofisica nelle aree vulcaniche, tettoniche e geodinamiche di interesse.

L’UFDGG mantiene, e ove possibile potenzia, il sistema di monitoraggio integrato caratterizzato dalle seguenti reti strumentali permanenti:

• rete GNSS permanente
• rete GPS mobile
• rete clinometrica
• rete estensimetrica
• rete topografica Theodoros
• rete dilatometrica in pozzi profondi
• rete gravimetrica
• rete magnetometrica

Il monitoraggio si avvale inoltre di un laboratorio di telerilevamento (analisi dati da radar satellitari) e di un gruppo di strumenti geodetici per campagne periodiche principalmente di GPS e gravimetria e sulle reti di capisaldi esistenti. Inoltre negli ultimi anni, all’interno dell’UF, sono state sviluppate attività di misura di strain dinamico associato ad eventi vulcanici tramite l’interrogazione (DAS) di fibre ottiche installate o esistenti.

Le numerose reti permanenti in acquisizione continua, le osservazioni tramite sistemi di telerilevamento, le campagne di misure periodiche forniscono un ingente e variegata mole di dati di alta qualità che alimentano la banca dati unificata di Sezione. Il loro accurato e continuo esame permette un prezioso contributo nella valutazione e studio dei processi vulcanici, tettonici e geodinamici in atto.

L’UFDGG ha un ruolo fondamentale nella programmazione delle attività connesse al corretto mantenimento del monitoraggio e nella gestione degli aspetti tecnico-scientifici (regolare funzionamento delle reti strumentali, controllo di qualità, implementazione, ammodernamento), che richiedono un continuo feed-back tra componente tecnica e scientifica.

Gli standard tecnico-scientifici raggiunti nei diversi settori della UFDGG, anche con applicazioni innovative e di frontiera, rappresentano un riferimento riconosciuto nella comunità scientifica internazionale e pertanto devono essere mantenuti e, ove possibile, anche migliorate nel tempo.

L’UFDGG promuove le attività di ricerca ritenute prioritarie per l’Ente e l’interazione tra le ricerche delle principali discipline inerenti agli studi di deformazioni del suolo, geodesia, telerilevamento, gravimetria e magnetometria.

Relativamente al monitoraggio delle aree vulcaniche e tettoniche, di fondamentale importanza risulta l’interazione della UFDGG con le altre UUFF e in particolare con la UFVG, UFS e UFPV. Il confronto e l’integrazione dei dati con queste UUFF favoriscono la conoscenza più completa dello stato di attività delle aree geodinamiche siciliane e delle possibili evoluzioni dei fenomeni in corso.

L’UFDGG contribuisce all’analisi, interpretazione e modellazione dei dati acquisiti durante l’attività eruttiva e/o particolari crisi tettoniche per contribuire alla corretta valutazione dei processi in corso.

L’UFDGG contribuisce a definire opportuni segnali, acquisiti dal sistema di monitoraggio di propria competenza, che possono essere di supporto agli altri segnali che caratterizzano le regolari attività e procedure della Sala Operativa.

L’UFDGG organizza il servizio di reperibilità disciplinare secondo quanto previsto dagli accordi istituzionali.

UF Pericolosità Vulcanica

Responsabile Dott.ssa Sonia Calvari, Dirigente di Ricerca

Funzioni:

• Studi e ricerche di modellistica dei fenomeni vulcanici potenzialmente pericolosi;
• Stime quantitative della pericolosità vulcanica e produzione di scenari di previsione;
• Valutazione del rischio vulcanico e sviluppo di strategie per la sua mitigazione;
• Sviluppo e applicazione di tecniche satellitari orientate al monitoraggio vulcanico;
• Esplorare il potenziale dell’intelligenza artificiale per il monitoraggio della pericolosità vulcanica.

L’UFPV ha la funzione di programmare e svolgere le attività per la quantificazione della pericolosità vulcanica e per la valutazione del rischio vulcanico. Queste attività sono basate sullo sviluppo di modelli fisico-matematici dei fenomeni eruttivi che sono utilizzati per: la formulazione di scenari eruttivi possibili o attesi, sia in termini deterministici che probabilistici, la realizzazione di mappe di pericolosità vulcanica, a breve e a lungo termine, per le diverse tipologie eruttive e diverse fenomenologie potenzialmente pericolose, e la definizione delle varie strategie di prevenzione e salvaguardia delle aree soggette a rischio vulcanico.

L’UFPV sviluppa e applica tecniche satellitari orientate al monitoraggio vulcanico per ricavare i parametri d’ingresso dei modelli fisico-matematici utilizzati per ricostruire tempestivamente l’evoluzione spaziale e temporale dei fenomeni vulcanici potenzialmente pericolosi. L’analisi dei dati satellitari multispettrali ha il duplice compito di (i) riconoscere, caratterizzare e seguire gli eventi eruttivi utilizzando immagini nell’infrarosso e (ii) aggiornare la topografia digitale nelle aree interessate da nuovi depositi vulcanici utilizzando immagini ottiche.

L’UFPV mira ad esplorare il potenziale dell’intelligenza artificiale (AI) per sviluppare una migliore comprensione dei fenomeni pericolosi associati alle eruzioni vulcaniche e per mitigare il loro impatto. La crescente disponibilità di dati satellitari open source, con risoluzioni temporali, spaziali e spettrali in continuo miglioramento, e gli attuali sviluppi nel cloud computing e negli algoritmi di machine learning, un tipo di intelligenza artificiale in cui i computer apprendono dai dati, promettono di rendere possibile il monitoraggio della pericolosità vulcanica dallo spazio per gli osservatori vulcanologici. Per monitoraggio si intende qui sia seguire le manifestazioni dell'eruzione una volta iniziata, sia prevedere le aree potenzialmente minacciate dai fenomeni pericolosi producendo scenari differenti al variare delle condizioni eruttive.

L’UFPV opera, in accordo con il Centro di Pericolosità Vulcanica (CPV), per conseguire i seguenti obiettivi:

• promuovere e implementare l’acquisizione di dati e conoscenze utili per la stima della pericolosità vulcanica;
• sviluppare modelli e metodi per la stima della pericolosità vulcanica, estendendone l’applicabilità a un numero crescente di vulcani e fenomenologie vulcaniche potenzialmente pericolose;
• promuovere e implementare la creazione e lo sviluppo di banche dati in campo vulcanologico, favorendone un’ampia condivisione per le finalità di mitigazione del rischio vulcanico;
• realizzare scenari, stime, valutazioni e mappe di pericolosità per le fenomenologie vulcaniche potenzialmente pericolose;
• suggerire, elaborare e mettere a punto procedure innovative per le valutazioni di pericolosità nelle diverse fasi delle emergenze vulcaniche, anche attraverso l’implementazione di strumenti e sistemi a livello pre-operativo presso la Sala Operativa.

L’UFPV si avvale del Laboratorio di Tecnologie (TecnoLab), istituito in convenzione con l’Università di Catania nelle aree dell’Ingegneria dei Sistemi e della Matematica per le Tecnologie applicate alla Geofisica dei Vulcani attivi, per favorire la formazione scientifica e tecnologica di giovani specialisti impegnati nello sviluppo di ricerche di pericolosità vulcanica attraverso l’attivazione di tesi di laurea, borse di studio, assegni di ricerca e dottorati di ricerca.

Nell’ambito dell’UFPV sarà organizzato il servizio della reperibilità disciplinare di supporto alle attività di sorveglianza H24 effettuate presso la Sala Operativa dell’OE.

UF Sismologia

Responsabile Dott.ssa Mariangela Sciotto, Ricercatore

 Funzioni:

• Gestione e sviluppo tecnologico dei sistemi strumentali osservativi sismici ed infrasonici;
• Gestione del laboratorio elettronico e delle telecomunicazioni;
• Attività sistematiche per il monitoraggio sismico ed infrasonico;
• Studi e ricerche nell’ambito della sismologia e dell’infrasuono;
• Organizzazione della reperibilità sismologica a supporto delle attività di sorveglianza.

L’Unità Funzionale Sismologia (UFS) è la struttura che i) organizza, gestisce e favorisce lo sviluppo tecnologico delle reti strumentali sismiche e di quella infrasonica e ii) promuove, programma e realizza le attività di monitoraggio e di ricerca sui dati raccolti.

In particolare, sono di competenza dell’UFS:

• Reti Sismiche Permanenti (velocimetrica e accelerometrica)
• Reti Sismiche Mobili (velocimetrica e accelerometrica)
• Rete Infrasonica Permanente
• Rete infrasonica Mobile

In riferimento alle attività di monitoraggio, l’UFS si occupa dell’analisi dei dati prodotti dalle reti strumentali sismiche ed infrasoniche. Analisi sistematiche sono condotte sia sui segnali sismici associati a processi di fratturazione fragile delle rocce (terremoti) che su quelli connessi alla dinamica delle masse magmatiche (tremore vulcanico, eventi LP e VLP, explosion quakes, eventi ibridi, eventi infrasonici e tremore infrasonico). La stima dei principali parametri e la localizzazione delle sorgenti sismiche ed acustiche garantiscono il controllo delle aree vulcaniche di competenza dell’Osservatorio Etneo (OE), fornendo una valutazione spazio - temporale dello stato di attività e delle dinamiche in atto.

I prodotti principali di tale attività, quali il “Catalogo della sismicità strumentale etnea”, il “Catalogo della sismicità strumentale Isole Eolie” il “Catalogo dei Meccanismi Focali” e specifiche serie analitiche, costituiscono parte integrante della Banca Dati dell’OE.

L’UFS inoltre, conduce attività di ricerca nell’ambito delle tematiche previste dalle Linee di Attività dell’INGV. Essa riguarda principalmente i) la caratterizzazione spazio-tempo-energia della sismicità, ii) localizzazioni di precisione, iii) studi sulla natura e cinematica della sorgente dei terremoti, iv) lo studio dei tensori di sforzi e deformazione sismica, v) studi tomografici per la definizione della struttura crostale e sub-crostale, vi) studi di sismotettonica e geodinamica, vii) studi sui segnali sismici ed infrasonici mirati, in particolare, a caratterizzare variazioni della sorgente riconducibili a condizioni di unrest vulcanico.

I risultati dell’attività di ricerca hanno una ricaduta nell’ambito della sorveglianza e del monitoraggio sismico del territorio, con lo scopo principale di fornire strumenti sempre più adeguati per una migliore comprensione e controllo delle sorgenti sismiche attive.

L’UFS partecipa alle attività di presidio della Sala Operativa dell’OE e organizza i servizi di reperibilità sismologica di supporto a tali attività. Inoltre, in collaborazione con UFVG e UFSO, è impegnata nella redazione della specifica manualistica, ad uso del personale turnista di Sala Operativa, che riassume in modo chiaro ed univoco le procedure di comunicazione dei fenomeni sismici, definite nei protocolli d’intesa con il Dipartimento di Protezione Civile.

Le attività di monitoraggio e ricerca sono condotte dall’UFS in sinergia con le altre UUFF, ed in particolare con UFPS allo scopo di fornire una più dettagliata caratterizzazione sismica delle aree di competenza dell’OE.