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NEMO - Riunione di Collaborazione - Genova - 05/05/2004
Genova, 5 maggio 2004Antonio Capone
Studio del sito di Capo Passero:
- Correnti- Proprietà ottiche (assorbimento, attenuazione, diffusione)- Sedimentazione- Rumore ottico- Studio geomorfologico del fondo
Risultati raggiuntiArticoli in preparazioneProgramma di lavoro
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Capo Passero 3350 mUstica 3500 mAlicudi 3500 mCatania 2000 m
CONISMA R/V UNIVERSITATIS 48m
CNR R/V Thetis 32 m
CNR R/V Urania 62 m
NATO R/V Alliance 110m
I siti investigati nel basso Tirreno e nello Ionio, le navi
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
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(
cm-2 s
r-1 s
ec-1)
AMANDA
Toulon
Capo Passero
Methoni
(
cm-2 s
r-1 s
ec-1)
Il sito “Capo Passero” : profondità ~3350 m
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Attività sismica nel Mar Mediterraneo centraleepicentri di terremoti con magnitudo >3 scala Richter
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NEMO Site Selection Activity24 sea campaigns since 1998
– light transmission properties of deep sea water(AC9 transmissometer)– optical background (custom devices)– deep sea currents (RCM11 and RCM8 current metre) data analysis OGS– nature and quantity of sedimenting material (Sediment trap) data analysis IBM – seabed characteristics (cores and bottom profile) data analysis CEOM-ENI
Other sites explored
Lake Baikal, in collaboration with BAIKAL site evaluation group
Toulon (ANTARES site), in collaboration with ANTARES site evaluation group
AC9 AC9 Biofouling Sediments Optical background
V. Balkanov et al. NIM 2002
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Summary of campaigns
August 1998 Capo Passero currents
October 1998 Ponza AC9 + CTD
January 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents
Matapan AC9 + CTD
February 1999 Capo Passero AC9 + CTD + currents
August 1999 Capo Passero AC9 + CTD + sediments + currents+ bathimetry
Catania AC9 + CTD
December 1999 Ustica AC9 + CTD
Alicudi AC9 + CTD
Capo Passero AC9 + CTD + currents + sediments + fouling + biology
Catania AC9 + CTD
March 2000 Capo Passero AC9 + CTD + 40K
June 2000 Toulon AC9 + CTD
September 2000 Capo Passero 40K + biology
December 2000 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in
March 2002)
March 2001 Baikal AC9 + CTD
July 2001 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + currents + sediments
November 2001 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Summary of campaigns, continue…
February 2002 Capo Passero failed recovery of current metre chain (recovered in March
2002)
March 2002 Capo Passero biology
March 2002 Capo Passero AC9+CTD+DEWAS + 40K + currents + sediments + bottom
profile
Catania AC9+CTD+DEWAS + bottom profile
May 2002 Capo Passero AC9 + CTD
July 2002 ANTARES AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ + Bioluminescence
August 2002 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ 40K + Test 3’ + Bioluminescence
Capo Passero currents + sediments + ocean noise
Catania AC9+CTD
March 2003 Capo Passero 40K + currents + sediments + Test 3’ + Bioluminescence
Catania CREEP
March 2003 Capo Passero AC9 + CTD + NERONE+ recovery (40K + Test 3’ +
Bioluminescence) Catania CREEP + currents
July 2003 Capo Passero AC9 + CTD + DEWAS + 40K + Test 3’ +
Bioluminescence
November 2003 Capo Passero recovery current metres, deployment 40K + Test 3’ +
Biolumin.
Catania recovery of CREEP + currents
Aprile 2004 Catania test deployment - planned recoveries not succeded
Stretta collaborazione con il “site evaluation group” di ANTARES dal 2002
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Two current metres and a sediment trap are moored in Capo Passero Region since 1998.
Oceanographic data measured in Capo Passero
Seabed 3350 m
Current meter 3050 m
Current metre 2900 m
Sediment trap 3000 m
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Site Selection Activity: currents in KM4We have completed 2 full years of current data acquisition in Capo Passero KM4.Results show an average current velocity of ~3 cm/sec (rms ~0.7 cm/s).Maximum current intensity is never more than 16 cm/sec.
90%
95%
The 2 current metres moored at different depths show the same behaviour
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Serie di dati che si protrae su un periodo ~ 3 anni. Due correntometri posti a 100m e 400m dal fondo marino
1999-2000RCM8: Due correntometri “meccanici” con sensibilità 1.1cm/s
Dal 2001 in poi (in funzione)RCM11: Due correntometri Dopplercon sensibilità ~ 0.5 cm/s
Analisi dei dati in corso: correlazioni fra correntometri, correlazioni con condizioni meteo in superficie, correlazioni con rumore ottico (Salusti & studenti, J. P. Schuller)
altra serie temporale disponibile Marzo-Novembre 2003
Misura delle correnti in KM4
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Proprietà ottiche dell’acqua abissale- assorbimento , attenuazione
per 9 lunghezze d’onda
-Misure “locali” contemporanee
a misure di Temp. e di Salinità
AC9 +CTD o.k.NERONE + CTD, futuro ?Presentazione di L. Trasatti
diffusione realizzata a Baikal
non possibile a Capo Passero
-Distribuzione angolare della
luce diffusa:
in attesa di DEWAS
AC9 λassorbimento
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Water optical properties: seasonal dependence
Seasonal dependence of
oceanographical
(Temperature and Salinity)
and optical (absorption and
attenuation) properties has
been studied in Capo Passero
Variations are only observed
in shallow water layers
Aug 02 (3 profiles superimposed)
Mar 02 (4 profiles superimposed)
May 02 (2 profiles superimposed)
Dec 99 (2 profiles superimposed)
Data taken in:
temperature salinity a440 c440
Aug 03 (2 profiles superimposed)
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero
Capo Passero 2850-3250 m
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Seasonal dependece of optical properties in Capo Passero
Capo Passero 2850-3250 m
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
assorbimento
attenuazione
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NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche
Agosto 2002 (Test Site) Marzo 2002 (nella regione del Test Site,10 km più lontani dalla costa)
Tem
pera
tura
Sal
inità
Coe
ff.
atte
nuaz
ione
Coe
ff.
asso
rbim
ento
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NEMO Test Site (Catania): proprietà ottiche
Agosto 2002 (Test Site)
Marzo 2002 (nella regione del Test Site,10 km più lontani dalla costa)
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temperature salinity c440 a440
AC9 + CTD
Profiles of the water column in Toulon Region
Water is colder and less salty than in Capo Passero
Tem
pera
tura
Sal
inità
Coe
ff.
atte
nuaz
ione
Coe
ff.
asso
rbim
ento
Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Toulon
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Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO: Capo Passero
LED’s PMTCPU
Modem
August 2002 August 2002 NATO-Alliance NATO-Alliance R/VR/V
Test 3’
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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AC9 + Test 3’ data Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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• Absorption lengths measured in Capo Passero are compatible with optically pure sea water data
• Large differences between Toulon and Capo Passero are observed in the blue region
• Values measured with the Antares Test 3’ setup are in good agreement with the AC9 data
• The Toulon data are similar to those measured in the Catania Test Site (coastal waters)
Water optical properties: comparison Toulon-Capo PasseroData measured with two different instruments:
the AC9 transmissometer (NEMO) and the Test 3 (ANTARES)
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Proprietà ottiche dell’acqua :Capo Passero, Tolone, Catania Test Site
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DEWASNel meeting di Dicembre Catia Petta vi ha aggiornato sulla situazione di DEWAS.
Vi aveva anche detto che aveva ordinato i cristalli di quarzo per gli oblò. Purtroppo la ditta ce li ha fatto opachi. Li abbiamo rimandati indietro per la lucidatura. Dovrebbero arrivare in questi giorni. Quando arriveranno sostituiremo quello in plastica ed eseguiremo la calibrazione
Nel frattempo sono state definite le procedure di pulizia dell’oblo: è stato anche accertato che nel tempo, 6 mesi, c’è una leggera deriva degli offset e che quindi ogni tanto bisogna riaprire DEWAS e tararlo.
Inoltre è stato determinato il limite di misura. Infatti, si è proceduto alla misura con il PMT tappato. Il risultato è che, quando si sono fatte misure in acqua, sia a Porto Palo che al test site, che in acqua iperpura, la diffusione a 90 gradi non è rilevabile,k a meno di tempi di misura incredibili
Valerio Russo 4/05/2004
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Effetto del Biofouling
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
1.20
1.30
0 5 10 15 20 25 30 35 40
days
theta 75°theta 60° theta 45°theta 30°theta 15°theta 5°
Transparency =(PD/reference)t / (PD/reference)day#1
Negligible effect of fouling after 40 days
Capo Passero3200m depth
Reference PD
Blue LED
Reference PD
Blue LED
14 PDs array
L’apparato per la misura del Biofouling di ANTARES è in misura nel sito di Capo Passero da marzo 2003: più di 12 mesi di
acquisizione dati
L’apparato di NEMO per la misura del
Biofouling sta per essere
ricostruito, tesi di laurea
Simone Biagi
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Capo Passero: sedimentation rate
Trap-KM4
0
100
200
300
Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec Feb Apr Jun Aug Oct Dec
Time1999 2000 2001
Sediment samples collected over more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 and
July-December 2001(analysed). Other periods under analysis
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Capo Passero: sedimentation rateSed
iment
flux (
mg
m-2 d
-1)
Toulon (spring data missing)
Capo Passero(1 year)
Northern Ionian Sea
Sediment samples collectedover more than 3 full years: Aug 1999-May 2000 andJuly-December
2001(analysed)
Other periods under analysis
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Capo Passero: sedimentation rate
1 jan 1 mar 1 jun 1 sep 31 dec0
50
100
150
200
250
300
350
date
NEMO 1999 data
NEMO 2000 data
NEMO 2001 data
ANTARES 1997 data
I1 1997 data
I1 1998 data
Northern Ionian Sea
Sedim
ent
flux (
mg m
-2 d
-1)
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Typical time sequence of Optical noise rate in Capo Passero
Measured with test 1Courtesy J.P. Schuller
Bioluminescence
Counting rate (kHz)
1
10
100
1000
10000
0 5 10 15 20 25 30Time (mn)
.35 spe
No luminescent bacteria have been observed in Capo Passero
below 2500 m
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Optical background in Capo Passero and Catania
3000m depth1000m depth
Rate measured with 2’’ PMT
Capo Passero Catania
Rate(3000m) ~ 390 Hz Rate(1000m) ~ 1000 Hz
F.Massa et al., EPJ 2001
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Joint Sea Campaign ANTARES-NEMO
Detector: PMT(10” Hamamatsu)
CPU and memory (160Mb)
Energy ( > 350 h)
Test 1
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NEMO device (8’’ PMT at 0.3 spe)
Toulon58.03.0 kHz
Capo P.28.52.5 kHz
Optical background in Capo Passero and ToulonPMT 1+ DAQ
PMT 2+power
PMT dark current 7 kHz
PMT dark current 7 kHz
Giorgio RiccobeneVLνNT- NIKEF-2003
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Articoli in preparazione1. Risultati da tutte le misure delle proprietà ottiche (lunghezza di assorbimento e di
diffusione) in funzione della frequenza nel sito di Capo Passero; discussione della indipendenza dei risultati dalle diverse condizioni stagionali. Articolo scritto, pronto per essere sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone.
2 Descrizione dell’apparato per la misura del rumore ottico, sua calibrazione e prima serie di misure. Articolo da completare. Presto sarà sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editore T. Capone.
3 Caratterizzazione del sito di Capo Passero tramite tutte le misure oceanografiche, ottiche ed ambientali: trasmissione della luce, correnti, sedimenti, rumore ottico, biofouling. Articolo in fase di definizione, risultati disponibili. Entro luglio sottoposto al “Comitato delle Pubblicazioni” per il “referaggio interno”. Editori G. Riccobene + T. Capone + ??.
4 NEMO-ANTARES risultati comparati delle misure congiunte di lunghezze di trasmissione della luce e di rumore ottico nei siti di Tolone e di Capo Passero. Articolo da scrivere, risultati parzialmente disponibili. Editori J.P. Schuller + T. Capone + ??.
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Sommario
• Enorme mole di dati raccolta ed analizzata nel sito di Capo Passero:– Correnti, sedimenti– Assorbimento, attenuazione– Sedimenti (18 mesi di semimenti in analisi)– Bioluminescenza (quattro set di dati “brevi”, una misura per tempi lunghi
in atto con NEMO a 3000m e ANTARES a 2000m di profondità)
• Programma per il prossimo futuro– DEWAS, NERONE– Serie temporale di misure di correnti, sedimenti (continua)– Recupero ed analisi dei dati per la stima del “biofouling”– Continua analisi dei dati raccolti– Caratterizzazione del “Test Site” (proprietà ottiche, 40K,
bioluminescenza, correntometri ….)– Rifacimento della stazione di misura NEMO per la misura del biofouling– Redazione articoli a stampa con caratterizzazione del sito di Capo
Passero
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Effetto del taglio sul PMT p.h.0.3 p.e. cut
0.4 p.e. cut2/3 p.e. cut