accwa

evaluarea efectelor produse de schimbarile climatice asupra conditiilor de val din marea neagra

pn-iii-p4-id-pce-2016-0028

proiect de cercetare exploratorie

Contract nr. 18/2017, finanțat de Unitatea Executivă pentru Finanțarea Ȋnvățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării (UEFISCDI).

Buget: 828.000 lei. Perioada de implementare: iulie 2017 - decembrie 2019 (30 luni).

Descrierea proiectului

Proiectul ACCWA își propune să realizeze evaluarea în prezent a climatului de val din bazinul Mării Negre și să-l exploreze pe cel viitor, cu accent deosebit asupra zonei costiere românești. Simulări extinse cu modelul SWAN (Simulating WAves Nearshore), forțat cu câmpuri de vânt furnizate de Modele Climatice Regionale, vor fi realizate pentru trei perioade de câte 30 de ani fiecare. Intervalele de 30 ani de date sunt considerate de către Organizatia Mondială de Meteorologie ca fiind suficient de extinse pentru a calcula o medie care să nu fie influențată de variabilitatea anuală. Aceste intervale de timp acoperă condițiile din 'prezent', considerate de 'control', când rezultatele simulărilor vor fi comparate cu observații, condițiile din 'viitorul apropiat', care vor acoperi mijlocul secolului 21, și condițiile din 'viitor' care acoperă ultima perioadă de 30 ani a secolului 21. Două seturi de simulări vor fi realizate pentru evaluarea condițiilor viitoare, ținând cont de noile scenarii de emisii RCP4.5 și RCP8.5. Pentru întregul bazin vor fi calculate statistici (lunare, anuale și sezoniere) pentru principalii parametri de val (cu o atenție specială pentru înălțimea semnificativă a valurilor), și vor fi realizate diverse comparații între climatul prezent și viitor. In anumite locații cheie vor fi evaluate evenimentele extreme și modificările apărute. De asemenea, pe baza analizei valorilor extreme se vor face estimări ale valorilor de întoarcere pentru înălțimile semnificative de val. Metodele vor fi aplicate seriilor de timp care acoperă perioadele 'viitorul apropiat' și 'viitor', iar rezultatele vor fi comparate cu cele corespunzătoare simulărilor din 'prezent'. In acest fel vor fi estimate tendințele climatice viitoare ale evenimentelor extreme. Pe baza rezultatelor obținute vor fi evaluate potențialele schimbări din climatul de val al Mării Negre, în mod special pentru a evidenția posibile tendințe. De asemenea, vor fi făcute estimări ale dinamicii costiere.

Workshop 2019

Obiectivele proiectului

Obiectivul general al proiectului ACCWA este cuantificarea prezentului și explorarea viitorului climat al valurilor în bazinul Mării Negre, cu accent special pe mediul costier românesc.

Studiile regionale privind proiecțiile climatice pentru valuri oferă o contribuție valoroasă la impacturile regionale de coastă și la adaptarea evaluărilor dar, până în prezent, astfel de studii nu au fost făcute pentru Marea Neagră. Pornind de la faptul că sunt disponibile proiecții diferite și diverse ale climatului vântului, primul obiectiv este să se evalueze cât de realiste sunt domeniile eoliene RCM, in trecutul recent, pentru zona evalută. Oportunitatea unei astfel de evaluări este dată și de faptul că în bazinele închise, cum este Marea Neagră, modelele câmpurilor eoliene sunt mai puțin exacte decât în ocean datorită influenței puternice a terenului asupra câmpurilor de vânt de pe suprafața marină (Signell et al., 2005; Rusu et al., 2014), ca și datorită variabilității lor ridicate (Efimov & Anisimov, 2011). Astfel, ansamblul câmpurilor eoliene descendente istoric furnizate de RCM va fi comparat cu observațiile și, de asemenea, cu mai multe seturi de date de reanaliză. Fără această evaluare atentă, incertitudinile din proiecțiile viitoarelor regimuri climatice eoliene se pot propaga și în proiecțiile climatului valurilor, scăzând gradul de încredere al rezultatelor. Mai departe, simulările extinse cu modelul de val vor fi efectuate pentru trei perioade climatice, fiecare cu o durată de 30 de ani, utilizând datele de ieșire ale RCM ales. Au fost alese seturi de date de treizeci de ani, deoarece acest interval de timp este considerat de Organizația Mondială Meteorologică (WMO) suficient de lung pentru a calcula o medie care nu este influențată de variabilitatea de la un an la altul și care este folosită și pentru așa-zisul climat "normal" (Arguez & Vose, 2011). Aceste perioade de timp vor acoperi condițiile "actuale", considerate condiții de "control", atunci când rezultatele simulării vor fi comparate cu observațiile (altimetru și măsurători in situ), condițiile "viitorului apropiat" care vor acoperi jumătatea secolului al XXI-lea și un secol mai târziu în condițiile "viitoare" (ultima perioadă de 30 de ani a secolului XXI).

Vor fi efectuate validări ale valorile câmpurilor valurilor derivate din modelul climatic pentru condițiile "actuale", precum și o evaluare a gradului de acuratețe a câmpurilor climatice ale valurilor, comparativ cu istoricul lor și înregistrările condițiilor extreme. Metodele de asimilare a datelor (DA) (de exemplu, metoda aplicată de Rusu, 2015) vor fi utilizate pentru a îmbunătăți previziunile privind înălțimea semnificativă a valurilor, atunci când sunt disponibile observații. În etapa următoare, se vor face două seturi de simulări corespunzătoare condițiilor viitoare (pentru ambele perioade de timp), având în vedere noile scenarii de emisii RCP4.5 și RCP8.5. Pe baza rezultatelor obținute, vor fi evaluate potențialele schimbări viitoare ale climatului valurilor Mării Negre, în special pentru identificarea posibilelor tendințe în climatul valurilor marine. Se va acorda o atenție deosebită cuantificării efectelor schimbărilor climatice asupra gravității și frecvenței evenimentelor meteorologice și marine extreme. Se vor face estimări ale modificărilor viitoare ale valorilor medii și extreme ale parametrilor principali de val.

Un sistem de modelare a valurilor pe două nivele va fi utilizat în procesul de reducere a emisiilor din larg către mediul costier românesc. Simulările climatului de val vor fi efectuate pe ambele niveluri. Evaluările ulterioare din zona litoralului românesc vor utiliza informații de la al doilea nivel, care reflectă mai bine transformarea valurilor în zona de coastă. Pe baza acestor informații, se va evalua și dinamica de coastă preconizată. În cele din urmă, vor fi dezvoltate noi arhive de date de înaltă rezoluție pentru viteza vântului, înălțimile semnificative ale valurilor, perioadele medii de val și direcțiile medii ale valurilor pentru fracțiunile de timp luate în considerare.

Activitățile corespunzătoare obiectivelor propuse

Rezultatele proiectului

    Principalele rezultate care se estimează că vor fi obținute prin implementarea proiectului accwa sunt:

  1. estimări ale viitoarelor schimbări privind valorile medii și extreme ale principalilor parametri de val pentru întreg bazinul mării negre, împreună cu determinarea variabilității lor pe termen lung.
  2. o evaluare a viitoarei dinamici costiere din zona litoralului românesc.
  3. dezvoltarea unei noi baze de date cu rezoluție înaltă cu informații privind vitezele vântului, înălțimile seminificative ale valurilor, perioadele de val, direcțiile valurilor, pentru cele trei perioade considerate.
  4. proiecții privind posibilele exploatări de energie ale vântului și valurilor în zona costieră românească, pe baza simulărilor în ceea ce privește climatul de val în viitor, împreună cu analiza câmpurilor de vânt simulate de RCM.
  5. evaluarea schimbărilor privind evenimentele extreme din anumite locații cheie.

Raport Științific 2017

Raport Științific 2018

Raport Științific 2019

Echipa proiectului

  • director de proiect
    • 1. liliana celia rusu - profesor universitar cv

  • membri
    • 2. răzvan mateescu - cs i - cercetător științific gradul i cv
    • 3. eugen victor cristian rusu - profesor universitar cv
    • 4. mariana bernardino - cs - cercetător științific cv
    • 5. daniel ganea - șef de lucrări, cercetător postdoctoral cv
    • 6. alina beatrice răileanu - cercetător postdoctoral cv
    • 7. vasile rață - asistent cercetare (doctorand)

Lucrări ştiinţifice publicate în cadrul proiectului

2019

    • Publicații în reviste internaționale
    1. Rusu, L., 2019, “Evaluation of the near future wave energy resources in the Black Sea under two climate scenarios”, Renewable Energy 142, 137-146, WoS Q1, IF=5.439, https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.04.092
    2. Rusu, E., 2019, “A 30-year projection of the future wind energy resources in the coastal environment of the Black Sea”, Renewable Energy 139, 228-234, WoS Q1, IF=5.439, https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.082
    3. Ganea, D., Mereuta, E., Rusu, E., 2019, “An Evaluation of the Wind and Wave Dynamics along the European Coasts”, Journal of Marine Science and Engineering, 7(2), 43, WoS Q3, IF=1.732, https://doi.org/10.3390/jmse7020043
    4. Anton, I.A., Rusu, L., Anton, C., 2019, “Nearshore Wave Dynamics at Mangalia Beach Simulated by Spectral Models”, Journal of Marine Science and Engineering, 7(7), 206, WoS Q3, IF=1.732, https://doi.org/10.3390/jmse7070206

      5. Participări la conferințe internaționale și publicări în volumele acestora
    5. Rata, V, Hobjila, A., Rusu, L., 2019, “LNG to Power in the Romanian port of Constanta”. Presented at 4th International Conference on Advances on Clean Energy Research (ICACER 2019), Coimbra, Portugal, April 5-7, 5 pag., WoS indexed, https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910301007
    6. Rata, V, Rusu, L., 2019, “Impact on air quality of the offshore-ships which are operating in the Black Sea maritime borders of Romania”. Presented at 5th International Scientific Conference SEA-CONF 2019, 17-18 May, Constanta, Romania, https://www.anmb.ro/ro/conferinte/sea-conf/
    7. Rata, V, Rusu, L., 2019, “Air pollutant products resulting from port activity of ships in Constanta harbour”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Air Pollution and Climate Change, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 821-828, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1
    8. Hobjila, A., Rata, V, Rusu, L., 2019, “Benefit of Combined Renewable Energy Farms in Western Black Sea”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Renewable Energy Sources and Clean Technologies, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 51-58, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1
    9. Ganea, D., Rusu, L, Mereuta, E., 2019, “Turbines Evaluation in the Nearshore and Offshore of the Black Sea”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Renewable Energy Sources and Clean Technologies, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 291-297, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1
    10. Ganea, D., Rusu, L, Mereuta, E., 2019, “Joint Evaluation of the Future Wave and Wind Energy Close to Bulgaria and Romania Coastlines”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Renewable Energy Sources and Clean Technologies, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 585-592, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/4.1
    11. Banescu, A., Georgescu, L, Rusu, E., Murariu, G., 2019, “Analysis of the floods risk in the peripheral localities from the north of the Danube delta using GIS technologies”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Cartography and GIS, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 723-731, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/2.2
    12. Banescu, A., Georgescu, L, Iticescu, C., Rusu, E., 2019, “Analysis of the flood risk agriculturals enclosures from the Danube delta using 2D modeling. Case study Pardina enclosure”. Presented at XIX International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019, Section Hydrology and Water Resources, 28 June – 7 July, Albena, Bulgaria, pp. 33-40, SCOPUS, https://doi.org/10.5593/sgem2019/3.1
    13. Rusu, L., 2019, “An Analysis of the Expected Climate Change Effects in the Vicinity of the Main Harbors from the Black Sea”. Presented at 16th International Conference on Environmental Science and Technology (CEST2019), 4-7 September, Rodos, Grecia, https://cest2019.gnest.org/
    14. Rusu, E., 2019, “A Comparison between the Past and Future Expected Wind Conditions in the European Coastal Environment of the Mediterranean Sea”. Presented at 16th International Conference on Environmental Science and Technology (CEST2019), 4-7 September, Rodos, Grecia, https://cest2019.gnest.org/
    15. Rusu, L., 2019, “Data assimilation methods to improve the wave predictions in the Black Sea”. Presented at 2nd International Workshop on Waves, Storm Surges and Coastal Hazards, incorporating the 16th International Waves Workshop, 10-15 November, Melbourne, Australia, https://conference.eng.unimelb.edu.au/waves/
    16. Rusu, E., 2019, “An analysis of the expected storm dynamics in the basin of the Black Sea”. Presented at 2nd International Workshop on Waves, Storm Surges and Coastal Hazards, incorporating the 16th International Waves Workshop, 10-15 November, Melbourne, Australia, https://conference.eng.unimelb.edu.au/waves/

      17. Participări la conferințe naționale
    17. Rata, V., Rusu, L., 2019, “Offshore operations effects on the Romanian coast air quality”, PP1.9., Conference: CSSD2019 -Scientific Conference of the Doctoral Schools - Perspectives and Challanges in Doctoral Research, June 2019, Galati, Romania, http://www.cssd-udjg.ugal.ro/index.php/abstracts-2019

2018

    • Publicații în reviste internaționale
    1. Rusu, L., Raileanu, A.B., Onea, F., 2018, “A comparative analysis of the wind and wave climate in the Black Sea along the shipping routes”, Water 10(7), 924, IF=2.069, http://www.mdpi.com/2073-4441/10/7/924
    2. Rata, V., Gasparotti, C., Rusu, L., 2018, “Ballast Water Management in the Black Sea’s Ports”, Journal of Marine Science and Engineering 6(2), 69, WoS indexed, http://www.mdpi.com/2077-1312/6/2/69
    3. Ganea, D., Mereuta, E., Rusu, L., 2018, “Estimation of the Near Future Wind Power Potential in the Black Sea”, Energies 11(11), IF=2.676, https://www.mdpi.com/journal/energies/special_issues/offshore

      4. Participări la conferințe internaționale și publicări în volumele acestora
    4. Rusu, L., 2018, “The influence of climate change on the near future wave energy resources in the Black Sea Basin”. Presented at 13th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES2018), 30 September – 4 October, Palermo, Italia, http://www.palermo2018.sdewes.org/
    5. Rusu, E., 2018, “A 30-year projection of the future wind energy resources in the coastal environment of the Black Sea”. Presented at 13th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (SDEWES2018), 30 September – 4 October, Palermo, Italia, http://www.palermo2018.sdewes.org/
    6. Rata, V., Rusu, L., 2018, “Assessing the traffic risk along the main Black Sea maritime routes”. Proceeding of the Fourth International Conference on Traffic and Transport Engineering (ICTTE Belgrade 2018), 27 - 28 September, Belgrade, Serbia, (WoS indexed), http://ijtte.com/article/102/ICTTE_Belgrade_2018.html
    7. Rusu, L., 2018, “Assessment of the wave climate in the Black Sea based on 30-year of wave hindcast”. Presented at Coordinated Ocean Wave Climate Project (COWCLIP) meeting - UNESCO, 21 - 23 May, Paris, France, http://www.ioc-unesco.org/index.php?option=com_oe&task=viewEventAgenda&eventID=2242
    8. Rusu, L., Bernardino, M., Guedes Soares, C., 2018, “Analysis of extreme storms in the Black Sea”. Presented at the 4th International Conference on Maritime Technology and Engineering - MARTECH 2018, 7-9 May, Lisbon, Portugal, published in Progress in Maritime Engineering and Technology , Guedes Soares & Santos (Eds.), Taylor & Francis Group, London, 699-704, http://www.centec.tecnico.ulisboa.pt/martech2018/
    9. Ganea, D., Mereuta, E., Rusu, L., 2018, “Analysis of the present and near future wind conditions in the western side of the Black Sea”. Proceeding of the 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018 – Marine and Ocean Ecosystems, 30 June – 9 July, Albena, pp. 127-134, (WoS indexed), https://www.sgem.org/
    10. Ganea, D., Rusu, L., Mereuta, E., 2018, “Study of the winter extreme wind in the Black Sea in the context of the climate changes”. Proceeding of the 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018 – Marine and Ocean Ecosystems, 30 June – 9 July, Albena, pp. 659-665, (WoS indexed), https://www.sgem.org/
    11. Rata, V., Rusu, L., Gasparotti, C., 2018, “Analysis of the extreme events reported in the proximity of the Romanian harbour areas”. Proceeding of the 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018 – Marine and Ocean Ecosystems, 30 June – 9 July, Albena, pp. 1071-1077, (WoS indexed), https://www.sgem.org/
    12. Raileanu, A., Onea, F., Rusu, L., 2018, “Coastal Protection of the Romanian Nearshore throughout Hybrid Wave and Offshore Wind Farms”. Paper presented at Int. Conference on Advances on Clean Energy Research (ICACER2016), 6-8 April, Barcelona, Spain, (WoS indexed), http://www.icacer.com/
    13. Mateescu, R., Vlasceanu, E., Rusu, L., 2018, “Analysis-based results on the delineation of prearrangement areas for marine renewable energy installations in the western Black Sea basin”. Paper presented at Int. Conference on Advances on Clean Energy Research (ICACER2016), 6-8 April, Barcelona, Spain, (WoS indexed), http://www.icacer.com/
    14. Rață, V., Rusu, L., 2018, “Evaluating Pleasure Navigation and Fishery Boats in the Black Sea Coastal Area of Romania” Conference: CSSD2018 -Scientific Conference of the Doctoral Schools - Perspectives and Challanges in Doctoral Research, June 2018, Galati, Romania, http://www.cssd-udjg.ugal.ro/index.php/abstracts-2018
    15. Banescu, A. Georgescu, L.P., , Rusu, E., Iticescu, C. 2018, “Use of GIS technology to support the navigation on the Danube River”, International Conference on Traffic and Transport Engineering (ICTTE Belgrade 2018), 27 - 28 September, Belgrade, Serbia, (WoS indexed), pp 160-168. http://ijtte.com/article/102/ICTTE_Belgrade_2018.html

      16. Publicații în reviste naționale indexate în baze de date internaționale
    16. Rusu, E., 2018, “An analysis of the storm dynamics in the Black Sea”, Romanian Journal of Technical Sciences - Applied Mechanics, accepted for publication in Vol. 63(2), http://www.academiaromana.ro/RJTS-AM.htm
    17. Banescu, A. Georgescu, L.P., Iticescu, C., Rusu, E., 2018, “Analysis of river level and of the volume flow on the Danube close to the city of Tulcea, based on in situ measurements”, Journal of Marine Technology and Environment 1, 7-13, https://www.researchgate.net/publication/324149440_ANALYSIS_OF_RIVER_LEVEL_AND_OF_THE_VOLUME_FLOW_ON_THE_DANUBE_CLOSE_TO_THE_CITY_OF_TULCEA_BASED_ON_IN_SITU_MEASUREMENTS

2017

    • Publicații în reviste internaționale
    1. Onea, F., Rusu, L., 2017, “A long-term assessment of the Black Sea wave climate”, Sustainability 9(10), 1875, IF=1,789 http://www.mdpi.com/2071-1050/9/10/1875, http://dx.doi.org/10.3390/su9101875
    2. Rusu, L., Ganea, D., Mereuță, E., 2017, “A joint evaluation of wave and wind energy resources in the Black Sea based on 20-year hindcast information”, Energy Exploration & Exploitation, 17 pag, in press, IF=0,963 http://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/0144598717736389

      3. Participări la conferințe internaționale și publicări în volumele acestora
    3. Rusu, L., 2017, “Evaluation of the accuracy of the spectral models in predicting the storm events in the Black Sea” Presented at the 17th International Congress of the International Maritime Association of the Mediterranean - IMAM 2017, Lisbon, Portugal, 9 - 11 October 2017, published in Developments in Maritime Transportation and Harvesting of Sea Resources – Guedes Soares & Teixeira (Eds), Taylor & Francis Group, London, Vol. 2, 1105-1117. (ISI – indexed) http://www.imamhomepage.org/imam2017/, https://www.routledge.com/Developments-in-Maritime-Transportation-and-Harvesting-of-Sea-Resources/Guedes-Soares-Teixeira/p/book/9780815379935
    4. Vlăsceanu, E., Buzbuchi, N., Rusu, E., "Application of Numerical Hydrodynamic Models in the Study of Waves and Curents in Romanian Black Sea Area", The International Symposium “Protection of the Black Sea Ecosystem and Sustainable Management of Maritime Activities - PROMARE 2017”, 8th Edition, 7-9 September 2017, Constanța, România - Poster
    5. Rusu, L., "An Overview of the Wind and Wave Climate in the Romanian Nearshore", ICESCC 2017 : 19th International Conference on Earth Science and Climate Change, Rome, Italy, December 11-12, 2017. Abstract published in International Journal of Geological and Environmental Engineering, Vol:11, No:12, 2017. - https://www.waset.org/abstracts/78557
    6. Rusu, E., "Storms Dynamics in the Black Sea in the Context of the Climate Changes", ICESCC 2017 : 19th International Conference on Earth Science and Climate Change, Rome, Italy, December 11-12, 2017. Abstract published in International Journal of Geological and Environmental Engineering, Vol:11, No:12, 2017. - https://www.waset.org/abstracts/78532

      7. Publicații în reviste naționale indexate în baze de date internaționale
    7. Rață, V., Gasparotti, C., Rusu, L., 2017, “The Importance of the Reduction of Air Pollution in the Black Sea Basin”, Journal of Mechanical Testing and Diagnosis, ISSN 2247–9635, 2017 (VII), Volume 2, pp. 5-15, http://www.im.ugal.ro/mtd/download/2017-2/1_MTD_Volume%202_2017%20Rata%20Rusu.pdf
    8. Anton, C., Rusu, E., Mateescu, R., 2017, “An Analysis of the Coastal Risks in the Romanian Nearshore”, Journal of Mechanical Testing and Diagnosis, ISSN 2247–9635, 2017(VII), Volume 1, pp. 18-27, http://www.om.ugal.ro/mtd/download/2017-1/V2-2%20MTD_2017_Volume%201_Rusu%20xx.pdf
    9. Anton, C., Carmen Gasparotti, Răileanu, A., Rusu, E., 2017, “Towards an Integrated Management and Planning in the Romanian Black Sea Coastal Zones”, Acta Universitatis Danubius. Œconomica, Vol. 13, no 5, pp 59-71, http://journals.univ-danubius.ro/index.php/oeconomica/article/viewFile/4381/4208