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Ultimo aggiornamento	21 lug 2013
Autore	Giuseppina Larosa
Sesso	F
Esperimento	NEMO-RD
Tipo	Laurea V.O.
Destinazione dopo il cons. del titolo	Altro
Università	Università Di Catania
Strutt.INFN/Ente	Lab. Naz. del Sud
Titolo	DETERMINAZIONE DEL RUMORE ACUSTICO SOTTOMARINO A GRANDE PROFONDITÀ E STIMA DELLA PRESENZA DI CETACEI
Abstract	Il lavoro di tesi, condotto nell’ambito della collaborazione NEMO (NEutrino Mediterranean Observatory), tratta l’analisi dei dati registrati dalla stazione acustica NEMO-OnDE (Ocean Noise Detection Experiment) realizzata dai LNS-INFN al fine di misurare il rumore di fondo acustico “in situ” a 2000 m di profondità. L’esperimento, realizzato da NEMO per valutare la fattibilità di un rivelatore acustico sottomarino per neutrini di altissima energia, ha avuto carattere altemente interdisciplinare e di grande interesse per la fisica dell’ambiente, permettendo di determinare le sorgenti più importanti di rumore biologico ed antropico. In particolare, in questo lavoro si è eseguita l’analisi dell’intero campione di dati registrato dalla stazione da Gennaio 2005 a Novembre 2006, si è così ottenuta la calibrazione assoluta del sistema, valutata la densità spettrale del rumore del mare e quindi ottenuto il valore medio della pressione acustica del rumore in funzione del mese. I risultati ottenuti in questo lavoro sono poi stati comparati ai dati forniti dal CIBRA (Centro Interdipartimetale di Bioacustica e Ricerche Ambientali dell’Università di Pavia) che ha, parallelamente, analizzato le registrazioni al fine di determinare la presenza dei cetacei. Il confronto tra l’analisi del CIBRA, basata prevalentemente sull’ascolto delle registrazioni e l’analisi condotta, basata sulla determinazione della densità spettrale di potenza del segnale acustico registrato, ha mostrato ottima correlazione. L’analisi ha permesso inoltre di stimare il rumore medio del mare in funzione del mese evidenziando i contributi dei segnali impulsivi (cetacei, navi, sonar e strumentazione oceanografica) e del rumore ambiente diffuso non associabile ad alcuna specifica sorgente. La tesi inoltre presenta uno strudio pilota, effettuato con tecniche bioacustiche, delle caratteristiche di un capodoglio identificato con la stazione OnDE: ne vengono determinate, con precisione di circa 1 cm, le dimesioni della testa (circa 1/3 di quelle del corpo), la posizione angolare e la profondità di navigazione. Lo studio condotto, già oggetto di presentazione a conferenze internazionali e in fase di pubblicazione, rappresenta anche il primo passo per l’implementazione di codici di trigger automatici on-line per l’identificazione e selezione di segnali biologici nei futuri esperimenti di acustica previsti dalla collaborazione NEMO. Tali “maschere” sono infatti fondamentali per discriminare i segnali biologici dai segnali di neutrino, attesi nello stesso range di frequenze. Nello specifico la tesi si articola nel modo seguente: - il primo capitolo della tesi tratta la propagazione del suono in mare, si deriva l’equazione di propagazione delle onde in mare, si affronta il problema dell’assorbimento, della diffusione e delle riflessioni sulla superficie e sul fondo del mare. - Il secondo capitolo è incentrato sullo studio bibliografico del rumore acustico in mare, si classificano le principali sorgenti di rumore in: naturali (sismi, moto ondoso, pioggia), biologiche (cetacei, pesci, altri organismi) e antropiche (traffico navale, sonar commerciali e militari) e si definiscono gli intervalli di frequenza in cui questi contributi sono maggiori. - Nel terzo capitolo si descrive l’apparato sperimentale NEMO-OnDE utilizzato per la misura del rumore acustico ad alta profondità. - Il quarto capitolo descrive la procedura di registrazione ed acquisizione dati. Nello stesso capitolo si descrive la procedura di analisi dei segnali e di calibrazione dei dati utilizzati, Si mostra che la sensibilità dell’apparato è sufficiente a misurare la densità spettrale del rumore acustico in condizioni definite di “Sea State Zero”, cioè in condizioni di mare non agitato ed in assenza di sorgenti acustiche identificabili. - Il quinto capitolo mostra i risultati dell’analisi dei dati suddividendo il campione dei dati registrati in funzione del mese di acquisizione. In particolare sono stati calcolati, mese per mese il valore medio, massimo, il 90° e 95° percentile della Densità spettrale di potenza (PSD) del rumore del mare. In questo modo è stato possibile evidenziare i contributi del rumore diffuso ed i contributi di segnali impulsivi, principalemente dovuti a capodogli, delfini e al contributo dell’uomo (navi, strumentazione acustica commerciale e scientifica). Si evidenzia la correlazione tra la variazione della densità spettrale del rumore misurato e la presenza di cetacei, il cui passaggio è evidenziato nei mesi di Maggio-Giugno, Agosto ed Ottobre 2005 e nei mesi di Luglio e Ottobre 2006. La presenza dei delfini è invece costante in tutto il periodo in cui la stazione è stata attiva, con una maggiore attività di questi cetacei nei mesi estivi. - Nel sesto capitolo infine si descrivono le cartteristiche bioacustiche delle emissioni dei capodogli e, sulla base di queste, utilizzando i dati di una registrazione eseguita con OnDE e con tecniche di analisi esclusivamente bioacustiche, si è determinata la dimensione di un capodoglio identificato nel mese di Novembre 2006. L’analisi si basa sulle caratteristiche temporali delle emissioni acustiche (“click”) del capodoglio ed ha permesso di stimare la dimensione della testa dell’esemplare in esame in 3.41 m con un errore di 1 cm: la dimensione totale dell’esemplare è circa 3 volte la dimensione della testa. Infine utilizzando il segnale acustico riflesso dalla superficie del mare, e data la capacità dell’apparato sperimentale di ricostruire la posizione angolare della sorgente, è stato possibile determinare la rotta, la profondità di navigazione ed il livello di pressione acustica generato dall’esemplare identificato.
Anno iscrizione	1998
Data conseguimento	18 dic 2007
Luogo conseguimento	Universitá di Catania
Relatore/i	Emilio Migneco Giorgio Riccobene Gianni Pavan
File PDF	Tesi_Laurea_Giuseppina_Larosa.pdf
File PS