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Title: Una nuova metodologia per lo studio delle dinamiche di emissione di polveri minerali dal deserto del Gobi (Cina settentrionale) mediante eddy covariance e per la valutazione dell' impatto della vegetazione nella mitigazione dei processi di desertificazione
Other Titles: A novel approach to study the dynamics of mineral dust emission from the Gobi desert of northern China by eddy covariance and to evaluate the impact of vegetation in mitigating desertification processes
Authors: Fratini, Gerardo
Keywords: Wind erosion;Dust emission;Eddy covariance;China;Desertification;Mitigation;Erosione eolica;Flussi particolato;Desertificazione;Mitigazione;AGR/05
Issue Date: 12-Sep-2008
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 19. ciclo
Abstract: 
In questa tesi viene presentata una nuova metodologia per lo studio dell’erosione eolica. In particolare l’attenzione è focalizzata sullo sviluppo di uno strumento per la misura di flussi di particolato minerale a seguito di erosione. Lo strumento, ottimizzato per misurare in condizioni di intesa emissione, è stato progettato con lo scopo di fornire uno strumento di riferimento per la validazione di modelli di erosione eolica.
Lo strumento, chiamato EOLO e basato sulla teoria dell’eddy covariance, fa uso di un anemometro sonico e di un contatore ottico di particolato, dando in uscita i flussi di particolato, in termini di numero, superficie, volume e massa.
EOLO è stato utilizzato per la prima volta in due campagne di monitoraggio nella Cina Settentrionale, nell’ambito del progetto WinDust. I risultati presentati riguardano i dati di emissione durante una tempesta di sabbia verificatasi nel deserto del Gobi. Questi dati sono stati utilizzati per valutare la dipendenza delle emissioni da alcuni parametri chiave, quali la velocità di frizione, la direzione del vento rispetto alla vegetazione e l’umidità. Gli stessi dati sono stati utilizzati per la valutazione critica di un modello di erosione eolica, contribuendo ad evidenziarne le potenzialità descrittive e i punti deboli nella schematizzazione della fisica del problema.
EOLO è stato poi utilizzato per stimare la riduzione delle emissioni a seguito di interventi di mitigazione, quali riforestazione con semina da aereo in aree desertiche e l’implementazione di tecniche di agricoltura conservativa. I primi risultati delineando riduzioni che vanno dal 40% nel caso dell’agricoltura conservativa fino a 99% nel caso della semina da aereo.
Linee di sviluppo future riguardano soprattutto l’ottimizzazione del sistema in termini di qualità del campionamento e degli errori di misura, nonché l’estensione allo studio dei flussi di particolato di origine non eolica.

In this thesis we address a new methodology for studying wind erosion, with particular reference to the development of a new instrumentation for measuring dust emissions. The instrumentation, called EOLO and based on the eddy covariance approach, was optimized for measuring vertical fluxes of mineral dust during intense erosion events and specifically designed to serve as a model validation tool. The system makes use of a 3D sonic anemometer and of an optical particle counter and provides size-segregated number fluxes on a 30-minutes base. Surface, volume and mass fluxes are also estimated.
EOLO was firstly applied in two monitoring campaigns in Northern China, in the framework of the WinDust project. It has been used to evaluate emission fluxes during a dust storm in the Gobi desert, and to investigate the relation between such fluxes and friction velocity. The effects of natural vegetation on the emissions during this event is addressed and analyzed; results are also compared with simulations from a wind erosion model. Although limited by the number of events recorded, results obtained provide useful information to parameterize the emission process during both dust storms and intense emission events.
EOLO has been also used to evaluate the potentialities of emission reduction of mitigation interventions, such as large scale, air-sowing reforestation and field scale implementations of conservative agricultural practice. First results show that reductions can vary from 40% in the case of conservative agriculture, to 99% in the case of air-sowing. However, further research is needed to assess the quality of the measurements, to quantify biases and uncertainties related to the measuring chain and to strengthen reliability of results.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ecologia forestale
URI: http://hdl.handle.net/2067/550
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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