Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

159

ADRIATIC SEA INTEGRATED COASTAL AREAS AND 

RIVER BASIN MANAGEMENT SYSTEM PILOT PROJECT (ADRICOSM)

Nadia Pinardi, Anita Grezio, Paolo Oddo and the ADRICOSM partners (www.ingv.it/adricosm)

INGV, Via Donato Creti 12, Bologna, Italy

Abstract 

The ADRICOSM (ADRIatic sea integrated COastal areaS and river basin Management system pilot project) represents an innovative

application of data assimilation to a forecasting system in the coastal areas. A key step toward integrated coastal area management is to

connect the catchment basin runoff and the wastewater management with marine environment monitoring and forecasting since the coastal

areas are strongly forced by the drainage basin inputs and disperse these inputs in a complex hydrodynamic environment.

Keywords: data assimilation, Adriatic Sea, Coastal Management, Ocean Forecasts

Introduction 

During ADRICOSM the implementation of an integrated coastal

zone management system in the Adriatic Sea, consisting of a

predictive circulation module and a river basin and wastewater

management module, has taken place. The aims are: 

1)the demonstration of the capability to monitor and predict in real

time the shelf and coastal currents variability; 

2)the implementation of the monitoring and modelling scheme for

a river basin and its associated wastewater system in a test site; 

3)the integration of the river basin modelling with the coastal

current prediction system.

ADRICOSM is possible because several of its components have

been developed in the past ten years, but they have never been put

together or applied to the Adriatic Sea or in a coastal region. 

Results

The Mediterranean marine Forecasting System (MFS) experience

has demonstrated that the forecasts is applicable also in critical shelf

area at weekly time scales. In particular the MFS activities have been

developed in a way which takes in account the proper momentum and

tracer ?uxes at the Adriatic Sea open boundaries. The interface

between the MFS model and the Adriatic fields permits the selection

of the lateral boundary (T, S, u, v) during the data assimilation and the

forecasting. 

Both large scale and coastal observations are utilized efficiently in

a data assimilation scheme that uses sequential estimations to prepare

initial fields for subsequent forecasts. Sea Surface Temperatures

(SST) from satellite are available daily and are used for the surface

heat ?uxes corrections in the Adriatic model.

Coastal network provides CTD data localized in 4 regions: the

Emilia Romagna Coast, the Golf of Trieste, the Slovenia Coast and

the Croatian Coast. In addition, XBT temperature profiles up to 900

m depths are collected by VOS (Voluntary Observation Ships) along

the Ploce-Malta and the Split-Bari tracks.

Salinity and Temperature coming from CTD stations and

temperature coming from XBT-VOS are assimilated in the Adriatic

Model (Fig. 1), which is POM (Princeton Ocean Model) [1]

implemented by Zavatarelli et al. (2) for the Adriatic Sea. The model

has a horizontal resolution of 5 km and 21 layers in the vertical, high

frequency forcing and daily Po river run off. The assimilation system

is SOFA (System for Ocean Forecasting and Analysis) [3], which is a

multivariate reduced-order optimal interpolation method. This

assimilation system has been successfully applied in the MFS and the

innovative part in ADRICOSM is the sequential assimilation of the

multivariate parameters (T, S profiles from CTD) and univariate

parameters (T profiles from XBT). The sequential assimilation

improves the system and the Adriatic model is efficiently corrected

during the date assimilation using a coordinate transformation from

sigma to z and vice versa(Fig.2). Moreover, nested shelf and coastal

models receive the forecasting boundary conditions in “slave mode”.

A simulation systems for the river basin and the coastal currents has

been coupled for the study case of the Cetina river in the Croatian

coastal area.

Conclusions 

ADRICOSM started to forecast in real time in May 2003 and it is

continuing. Forecasts are done once a week and for seven days in the

future. Assimilation of coastal CTD and open ocean XBT data is

carried out by an Optimal Interpolation scheme, adapted to the coastal

areas. Data assimilation improve the representation of the ocean

processes by optimally combining a dynamic model and in situ data

and provides better initial conditions for weekly coastal ocean

forecasting.

References

1-Blumberg A.F., Mellor G.L., 1987. A description of a three

dimensional coastal ocean circulation model. Pp. 1-16.In : N.S. Heaps

(ed.), Three dimensional ocean models, Coastal Estuarine Sci., AGU

Washington D.C. 

2-Zavatarelli M., N. Pinardi, V.H. Kourafalou and A.Maggiore, 2002.

Diagnostic and Prognostic model studies of the Adriatic Sea General

Circulation: Seasonal variability. J. Geophys. Res.,107: 3004-3025.

3-De Mey P., Benkiran M.,2002. A multivariate Reduced-order Optimal

Interpolation Method and its application to the Mediterranean Basin-

scale Circulation. Pp. 281-305. In : N. Pinardi, J.Woods (eds.), Ocean

Forecasting.