Use case Highlander - Highlander project
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Highlander Use case
01
Teamwork
Use case
Riguardo ai boschi, il caso di studio trae van- le piuttosto grossolana rispetto al dettaglio utile
taggio da un’analisi degli impatti del clima sulla per domini meno estesi come il territorio italiano.
vegetazione boschiva svolta dalla Fondazione Pertanto, l’obiettivo di HIGHLANDER è fornire dei
CMCC per l’Europa Meridionale e la Russia, gra- risultati per l’Italia a una maggiore risoluzione, che
zie a iniziative di ricerca e accordi internazionali. siano di supporto al settore forestale. A partire
Lo studio sull’Europa suggerisce una migrazio- dalla distribuzione attuale delle specie boschive
ne verso nord e verso le altitudini maggiori delle (concentrandosi sulle più importanti a livello di
principali specie mediterranee; la catena alpina servizi ecosistemici forniti, come la produzione le-
potrebbe, quindi, diventare un rifugio per specie gname, scopi ricreativi ecc.) si realizzeranno delle
Land suitability
che non trovano condizioni ottimali a quote più proiezioni sulla possibile modifica (spostamento,
basse. Tuttavia, vista la dimensione del dominio restringimento, espansione) degli areali tipici (ha-
geografico negli studi precedenti, i dati a dispo- bitat) delle specie forestali a seguito dell’evoluzio-
for vegetation sizione hanno consentito una risoluzione spazia- ne climatica.
spatial resolution compared to the detail useful for
Concerning forests, the case study benefits from
an analysis of the climate impacts on forest ve- smaller domains such as the Italian territory. The-
getation carried out by the CMCC Foundation for refore, HIGHLANDER aims at providing results for
Southern Europe and Russia, thanks to research Italy at a higher resolution, which will support the
initiatives and international agreements. The study forestry sector. Starting from the current distribu-
on Europe suggests a migration to the north and tion of the forest species (focusing on the most
to the higher altitudes of the main Mediterranean valuable in terms of provided ecosystem services,
species; the alpine chain could therefore become such as wood production, recreational purposes
a refuge for species that do not find optimal con- etc.), projections will be produced on the possible
ditions at lower altitudes. However, given the size modifications (displacement, reduction, expan-
of the geographical domains in the previous stu- sion) of the typical areas (habitats) of forest spe-
dies, the available data permitted a rather coarse cies following climate evolution.
Targets
Enti di gestione forestale Forest management entities
Aziende e associazioni di Agricultural producers associations
produttori agricoli Local Administrations
Enti locali
Contacts
Monia Santini - CMCC | monia.santini@cmcc.it
02
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico mette alla prova la ca- ficie tenendo conto della copertura del territorio
pacità degli individui di percepire condizioni di con elevato dettaglio spaziale, grazie ai dati sa-
benessere fisico e mentale nella vita quotidia- tellitari che, incrociati con i dati demografici, for-
na, in particolare nell’ambito di grandi insedia- niscono una rappresentazione della distribuzione
menti urbani. Anche se, con il diffondersi dello dell’utilizzo del suolo per scopi civili, industriali e
smart-working, cominciano a venire meno alcu- agricoli.
ne condizioni che rendevano necessario vivere in A partire dall’attuale distribuzione dell’uso del
aree densamente popolate, il microclima urbano suolo e quindi della presenza di aree densamente
resta influenzato dai processi fisici legati all’occu- abitate o rurali, saranno studiate le possibili modi-
Human wellbeing
pazione dei suoli da aree artificiali. Le simulazioni ficazioni nelle condizioni climatiche, in particolare
climatiche ad altissima risoluzione e di ultima ge- termiche e di umidità, più o meno confortevoli per
nerazione adottate in HIGHLANDER permettono la popolazione.
in rural and urban di riprodurre le interazioni tra atmosfera e super-
areas Climate change tests the ability of individuals to
perceive physical and mental well-being condi-
tions in daily life, especially in the context of large
into account the land cover with high spatial de-
tail, especially thanks to the satellite data which,
combined with the demographic data, provide a
urban settlements. Although, with the spread of representation of the land use distribution for civil,
smart-working, some conditions forcing to live in industrial and agricultural purposes.
densely populated areas become less constrai- Starting from the current distribution of land use
ning, the urban microclimate remains influenced and therefore the presence of densely populated
by the physical processes related to the occupa- or rural areas, the expected changes in those cli-
tion of soils by artificial areas. The high resolution mate conditions - in particular heat and humidity
and last generation climate simulations adopted - more or less comfortable for the population, will
in HIGHLANDER allow to reproduce the inte- be studied.
ractions between atmosphere and surface taking
Targets
Enti locali Local administrations
Contacts
Monia Santini - CMCC | monia.santini@cmcc.it
03
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico influenza molto la dispo- da analisi svolte per il bacino idrografico dell’O-
nibilità delle risorse idriche e fa sì che sia sempre fanto, in Puglia, si intende realizzare un caso di
più necessaria una distribuzione accurata tra uso studio che possa supportare i decisori, pianifica-
civile, industriale, energetico e agricolo. Le neces- tori e utenti verso un utilizzo delle risorse idriche
sità umane devono tuttavia essere coniugate con ponderato e ottimizzato sotto il cambiamento del
l’urgenza di mantenere un minimo deflusso vita- clima e della sua variabilità, e che sia flessibile da
le per preservare le funzioni dell’ecosistema dal trasferire poi ad altri bacini idrografici italiani.
quale queste risorse vengono prelevate. A partire
Water cycle
Climate change influences the availability of water out for the catchment of Ofanto river, in Puglia, we
resources and makes more and more necessary intend to conduct a case study that can support
and sustainability
an accurate distribution between civil, industrial, decision-makers, planners and users towards a
energy and agricultural use. However, human balanced and optimized use of water resources
needs must be combined with the urgency of under the climate change and its variability, and
of competing uses maintaining a minimum vital flow to preserve the
functions of the ecosystem from which these re-
that is flexible to be transferred to other Italian ri-
ver basins.
sources are taken. Starting from analyses carried
Targets
Enti locali Local Administrations
Produttori energia idroelettrica Hydroelectric energy producers
Consorzi di bonifica Consortia of reclamation/drainage
Gestori acquedotti Water supply management entities
Contacts
Monia Santini - CMCC | monia.santini@cmcc.it
04
Teamwork
Use case
Gli eventi climatici estremi condizionano il man- ne del modello su scala nazionale permetterà di
tenimento delle funzioni del suolo, soprattutto identificare zone particolarmente a rischio sotto
in aree particolarmente soggette all’erosione da modificazioni della variabilità climatica e di formu-
pioggia. Il caso di studio Soil Erosion si basa su lare strategie per ridurre l’erosione del suolo me-
un modello empirico consolidato per realizzare diante una gestione appropriata dei boschi e delle
proiezioni sulla potenziale perdita di suolo a cau- aree agricole, anche in termini di pratiche per la
sa degli eventi piovosi intensi e alla gestione del lavorazione e la protezione dei terreni.
territorio, da boschi ad aree agricole. L’applicazio-
Extreme climate conditions affect the maintenan- areas. The application of the model at national
Soil Erosion
ce of soil functions, especially in areas particularly scale will allow us to identify areas particularly at
subject to rainfall-induced erosion. The case stu- risk under changes in climate variability and to for-
dy Soil Erosion is based on a consolidated empi- mulate strategies to reduce soil erosion through
rical model to generate projections about the po- appropriate management of forests and agricul-
tential loss of soil due to intense rainy events and tural fields, also in terms of working practices and
land management on both forests and agricultural soil protection measures.
Targets
Consorzi di agricoltori Farmers consortia
Enti di gestione parchi Natural parks
naturali e riserve management entities
Contacts
Monia Santini - CMCC | monia.santini@cmcc.it
05
Teamwork
Use case
La tutela del patrimonio boschivo e la prevenzione moti quali immagini satellitari, e prossimali come i
degli incendi sono due attività fondamentali per dati da reti di sensori di terra (IoT), e capace di in-
contrastare e mitigare gli effetti del cambiamen- corporare previsioni meteorologiche a medio ter-
to climatico. Esistono già servizi e progetti volti mine, per fornire un servizio di analisi del rischio
a monitorare, mediante l’integrazione di dati da di incendi boschivi. Il modello può supportare gli
sensori prossimali e remoti, l’evoluzione di incendi enti gestori delle aree verdi e dei parchi naturali di
boschivi e delle condizioni che possono favorirli. salvaguardare il patrimonio boschivo del territorio,
Obiettivo in Forest fires prediction è quello di re- garantendo la sicurezza degli insediamenti umani
alizzare e applicare un modello basato su dati re- nelle vicinanze.
Forest fires
Conservation of forest resources and prevention and proximal data like ground sensors (IoT), also
of forest fires are fundamental activities to miti- able to incorporate medium term meteorological
gate and reduce climate change impacts. The- predictions, to provide a forest fire risk analysis
prediction re are already services and projects to monitor,
through remote and proximal sensing data, the
service.This service will support the green areas
and natural parks’ management to preserve the
progression of forest fires and the condition that forest resources of the area, and at the same time
can trigger and foster them. The goal in Forest to guarantee the safety of human settlements ne-
fires prediction is to set up and apply a model arby.
based on remote data such as satellite images,
Targets
Enti locali Local administrations
Enti di gestione parchi naturali e riserve Natural parks management entities
Associazioni di albergatori Associations of tourism-related
e servizi turistici services suppliers
Contacts
Giovanni Chillemi - UNITUS | gchillemi@unitus.it
06
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico impatta pesantemente Mediante un monitoraggio dell’evoluzione della
anche sulla gestione dei parchi naturali e delle vegetazione nel tempo e degli spostamenti e del-
riserve paesaggistiche: l’aumento della tempe- le abitudini degli animali, il servizio Natural parks
ratura, il cambio dei ritmi stagionali e altri fattori environmental management vuole realizzare un
influiscono sull’equilibrio fauno-paesaggistico dei modello di interazione tra animali e paesaggio
parchi e sulle azioni che gli enti gestori dei par- mutato. Le previsioni così ottenute supporteranno
chi devono intraprendere per mitigarne gli effetti. gli enti nella gestione dei parchi e delle riserve
Natural parks
Climate change heavily impacts on the mana- nitoring the evolution of vegetation over time and
gement of natural parks and land reserves: the the movements and habits of animals, the Natural
increase in temperature, the change in seasons parks environmental management service wants
environmental rhythm and other factors affect the faunistic and
green population balance of the parks and the
to create a model of interaction between animals
and the changed landscape. The forecasts thus
management actions that the park management bodies must
undertake to mitigate the negative effects. By mo-
obtained will support the entities in the manage-
ment of parks and reserves.
Targets
Enti di gestione parchi Natural parks management entities
naturali e riserve Associations of tourism-related
Associazioni di albergatori services suppliers
e servizi per il turismo
Contacts
Monia Santini - CMCC | monia.santini@cmcc.it
Damiano Gianelle - FEM | damiano.gianelle@fmach.it
07
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico ha impatti critici sulla di- la previsione dei fabbisogni irrigui delle colture.
sponibilità della risorsa idrica e in ambito agricolo L’identificazione delle colture in campo median-
questo influenza il fabbisogno irriguo e le modalità te analisi di immagini satellitari permette di creare
di irrigazione delle colture. La necessità di una ge- una mappa colturale precoce e, mediante un mo-
stione razionale delle risorse idriche è infatti det- dello di bilancio idrico, è possibile stimare i volumi
tata dalla aumentata variabilità climatica e questo irrigui sull’area di studio. Verrà quindi sviluppato
rende necessario che le decisioni sulla gestione e un servizio climatico per la gestione della risorsa
distribuzione siano supportate da servizi climatici idrica che, alimentato con previsioni sub-stagio-
che forniscano informazioni utili elaborate sulla nali, produrrà informazioni di valenza strategica
base di dati climatici (climate-informed). La sintesi per la programmazione della distribuzione dell’ac-
Crop water tra modellistica agrometeorologica e telerileva-
mento, insieme a innovativi prodotti climatici, è la
qua a fini irrigui. L’integrazione di proiezioni cli-
matiche all’interno del sistema supporta le scelte
requirements
chiave per lo sviluppo di un servizio climatico per strategiche di lungo periodo.
forecast
Climate change has critical impacts on the availa- a climate service aimed at forecasting irrigation
bility of water resources and, as a consequence, needs of crops. The identification of crops in the
in agriculture this affects crop irrigation require- field by satellite images analysis allows to create
ments and irrigation methods. The need for ra- an early crop map and, using a water balance mo-
tional management of water resources is driven del, the assessment of irrigation volumes on the
by the increased climate variability and this requi- study area can be provided. This climate service
res that decisions on water management and di- will therefore be developed for the management
stribution are supported by climate services that of water resource which, fed with sub-seasonal
provide useful information developed on the basis forecasts, will produce information of strategic va-
of climate data (climate-informed decisions). The lue in onder to plan water distribution for irrigation
synthesis between agro-meteorological modeling purposes. The integration of climate projections
and remote sensing, together with innovative cli- within the system supports long-term strategic
matic products, is the key to the development of choices.
Targets
Consorzi di coltivatori Farmers associations
Contacts
Giulia Villani - ARPAE | gvillani@arpae.it | Vittorio Marletto, Fausto Tomei (ARPAE)
08
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico influisce sulle necessità re in maniera non invasiva le condizioni di salute
degli allevatori di garantire condizioni di benesse- dei capi, soprattutto a libero pascolo, mediante
re e salute ai propri capi, massimizzando al con- l’utilizzo delle moderne tecnologie IoT. I dati rac-
tempo la qualità del prodotto finale. Per suppor- colti saranno utilizzati, insieme alle previsioni a
tare queste attività, si svilupperà un servizio che medio termine, per costruire il servizio di monito-
permetterà agli allevatori di prevenire lo stress raggio e proiezione a medio termine del benesse-
causato agli animali dagli sbalzi termici eccessivi, re dell’allevamento.
soprattutto negli allevamenti in stalla, e monitora-
IoT for Animal Climate change affects the need of farmers to
ensure well-being and health conditions of their
and to monitor health conditions of animals in a
non-invasive way, especially when grazing freely,
wellbeing livestock, while maximizing the quality of the fi-
nal product. To support these activities, a ser-
through the use of modern IoT technologies. The
collected data will be used, together with the me-
vice will be developed to allow breeders to pre- dium-term forecasts, to build the monitoring and
vent the stress caused to animals by excessive medium-term projection of the welfare of the farm.
temperature changes, especially in barn farms,
Targets
Allevatori Breeders
Associazioni di allevatori Breeders associations
Contacts
Federica Gabbianelli - UNITUS | federica.gabbianelli@unitus.it
Giovanni Chillemi - UNITUS
09
Teamwork
Use case
Il cambiamento climatico modifica fortemente le mazioni utili a gestire situazioni di eventi climatici
modalità di gestione dei terreni agricoli e dedicati estremi, che possono mettere a rischio la salute
all’allevamento e al pascolo, rendendo sempre più degli animali e delle colture. Particolare attenzione
urgente il raggiungimento di un equilibrio tra le ri- verrà riposta nell’ottimizzazione dell’utilizzo delle
sorse a disposizione e il loro sfruttamento. Vengo- risorse per l’agricoltura, realizzando nuovi mo-
no in aiuto le tecniche di precision farming e pre- delli sempre a partire dagli indici meteorologici a
cision breeding, sviluppate negli ultimi decenni. medio termine e dalle attività di monitoraggio in
Nell’ambito di Animal Welfare and land suitability tempo reale dei campi mediante l’utilizzo di droni,
for farming sarà sviluppato un servizio che sfrut- sensori geoelettrici e radiometrici, rilevazioni ae-
ti i dati raccolti da sensori biometrici sul campo ree e satellitari, con il duplice obiettivo di miglio-
e le previsioni e medio termine, al fine di fornire rare la qualità dei prodotti e la produttività delle
Animal Welfare
ad allevatori e agricoltori gli strumenti e le infor- piantagioni.
and land suitability
Climate change strongly changes the manage- health of animals and crops. The service will use
ment methods of agricultural land dedicated to data collected by biometric sensors on the field
breeding and grazing, making it increasingly ur- and medium-term weather forecasts. Particular
for farming gent to achieve a balance of resources available
and their exploitation. Precision farming and pre-
attention will be paid to optimization of resources
usage for agriculture, creating new models always
cision breeding techniques, developed in recent starting from medium-term meteorological indices
decades, will then help. In the context of Animal and real-time field monitoring activities through
Welfare and land suitability for farming, a service the use of drones, geoelectric and radiometric
will be developed to provide breeders and farmers sensors, aerial and satellite surveys, with the dual
with the tools and information useful to manage objective of improving product quality and planta-
extreme climate events, which can endanger the tion productivity.
Targets
Associazioni di coltivatori, High-value crop cultivators
colture di alto valore associations
Associazioni di allevatori Breeders associations
Contacts
Federica Gabbianelli - UNITUS | federica.gabbianelli@unitus.it
Giovanni Chillemi - UNITUS | Giovanni Cardone - CIA-TOCo-financed by the Connecting Europe Facility of the European Union
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