Microseism analysis during extreme weather events: Medicanes case studies and development of sea state monitoring system based on machine learning algorithms [Analisi del Microseism durante eventi meteorologici estremi: Medicanes casi studio e sviluppo di un sistema di monitoraggio dello stato del mare basato su algoritmi di Machine Learning]

In questa tesi, è stata esplorata la relazione tra il microseism (il segnale sismico più continuo e onnipresente sulla Terra, considerato fino a circa la metà del XIX secolo come un disturbo da scartare), lo stato del mare e l'attività ciclonica nell'area del Mar Mediterraneo mai analizzata prima d’ora. In particolare, sono stati integrati dati registrati da stazioni sismiche, boe ondametriche, radar HF e dati ricavati da mappe di hindcast per studiare come le caratteristiche del microseism varino durante eventi meteorologici significativamente differenti tra loro. In dettaglio, sono stati esaminati il contenuto spettrale, l'ampiezza, la Power Spectral Density del microseism, le principali caratteristiche delle onde oceaniche (in termini di altezze significative delle onde, periodo delle onde e potenza delle onde), e il coefficiente di correlazione tra le serie temporali dell'ampiezza del microseism e delle altezze significative delle onde. Inoltre, sono state stimate i trend a lungo termine del contenuto energetico del microseism e del wave power relativo alle onde del mare per dimostrare come il microseism possa essere utile anche nell'analisi delle caratteristiche delle onde marine sul lungo periodo (diverse decadi). Infine, sono stati utilizzati algoritmi di machine-learning per sviluppare un sistema di monitoraggio dello stato del mare che utilizzi il microseism come dato di input. I principali risultati di questi studi mostrano come il microseism possa essere utile sia per il monitoraggio sia per la ricerca. Infatti, i) la possibilità di localizzare i Medicanes, prevedere le altezze significative delle onde in tempo reale e ottenere informazioni riguardo l’estensione areale del mare interessato da onde con altezze significative maggiori di 3 metri, dimostra l'applicabilità del microseism come strumento di monitoraggio; ii) la capacità di differenziare i Medicanes e le tempeste comuni basandosi sul microseism ci permette di utilizzare questo segnale per scopi di ricerca; iii) infine, la possibilità di ricavare trend a lungo termine di specifici parametri indici del contenuto energetico del microseism e legati al cambiamento climatico conferma l'applicabilità del microseism per entrambi gli scopi sopra citati.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• BORZI', ALFIO MARCO

Contributors dc:contributor

• CANNATA, ANDREA
• MANISCALCO, ROSANNA

• Microseism
• Medicane
• Seismic signal
• Climate change
• Artificial intelligence
• Uragani Mediterranei
• Segnali Sismici
• Cambiamento climatico
• Intelligenza artificiale

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:NON PUBBLICO - Accesso privato/ristretto
• license uri:iris.PRI01

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/685321

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/685321