Use case Highlander - Highlander project

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Use case Highlander - Highlander project
Highlander
Use case
Use case Highlander - Highlander project
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
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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
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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
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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
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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
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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
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               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)
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                 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
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                       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-TO
Co-financed by the Connecting Europe
Facility of the European Union
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