Descrizione del progetto
Comprendere la turbolenza atmosferica in terreni complessi e il suo ruolo a livello meteorologico e climatico
Una forza trainante di grande importanza per le condizioni atmosferiche e climatiche della Terra è rappresentata dall’interazione tra la superficie terrestre e l’atmosfera mediante la turbolenza. La comprensione della turbolenza atmosferica risulta pertanto di importanza cruciale in quanto svolge un ruolo determinante nei processi atmosferici alla base del clima, dei sistemi meteorologici e della dispersione dell’inquinamento atmosferico. I modelli di turbolenza esistenti si basano, tuttavia, su terreni pianeggianti e omogenei, configurandosi pertanto come inadeguati alla rappresentazione di terreni più complessi. Il progetto Unicorn, finanziato dall’UE, punta a superare questo ostacolo elaborando una rivoluzionaria teoria sulla turbolenza in grado di descrivere correttamente questo fenomeno in terreni complessi. A tal fine, svilupperà un nuovo approccio volto a individuare i fattori chiave che influenzano la turbolenza in questo tipo di terreno. L’obiettivo è quello di rivoluzionare i modelli di turbolenza in prossimità della superficie, migliorando le previsioni nell’ambito di svariati campi scientifici.
Obiettivo
Atmospheric turbulence exerts a dominant control on the exchange of heat, CO2, water vapor, pollutants and momentum between the surface and the atmosphere, and therefore drives phenomena as diverse as climate, storm systems, air pollution, and glacial melt. Existing turbulence theory was developed for horizontally homogenous flat terrain, and fails in more complex terrain. Thus, for the majority of our planetary surface no viable theory of turbulence is available, and approaches that are known to be inadequate are nevertheless applied. The time is ripe to close this fundamental knowledge gap and formulate a theory universally applicable in complex terrain.
Unicorn addresses this using a synergy of measurements, numerical modelling and theory to create a novel framework extending the existing theory of near-surface turbulence to complex terrain. Based on the ground-breaking hypothesis that including the directionality of turbulent exchange (anisotropy) can encode the boundary conditions, Unicorn will identify the key physical processes that cause anisotropy in complex terrain to differ from that over flat terrain. Thus Unicorn will systematically explore the parameter space of different sources of complexity, such as topography, flow conditions and heterogeneity, using unprecedented analysis of over sixty measurement datasets over flat and complex terrain coupled with machine learning approaches, sensitivity studies using state-of-the-art high resolution numerical simulations, and reduced order theoretical derivations. This synergistic approach incorporating the effects of complex terrain into a framework based on turbulence anisotropy will bring a much-needed breakthrough for understanding turbulence in complex terrain. Findings will revolutionize near-surface turbulence representation in numerical models, leading to better predictive capability in numerous societally and scientifically relevant topics, such as climate, extreme weather and air pollution.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Parole chiave
Programma(i)
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Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2020-COG
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ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
6020 Innsbruck
Austria