Avvisati, Gala

The aim of this study is to analyse problems related to thermal mapping obtained from thermal data acquired from unmanned aerial systems (UAS) equipped with thermal cameras. We focused on an accurate analysis of uncertainties introduced by the PIX4D Mapper software version 4.4.12 used to obtain the surface temperature maps of thermal images acquired using the UAS. To achieve this aim, we used artificial thermal references during the surveys, as well as natural hot targets, i.e., thermal anomalies in the Pisciarelli hydrothermal system in Campi Flegrei caldera (CFc). Artificial thermal targets, expressly created and designed for this goal, are a prototype here called “developed thermal target” (DTT) created by the drone laboratory at Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia—Osservatorio Vesuviano (INGV-OV).We show the results obtained through three surveys, and during the last two, thermal targets were positioned on land at different flight heights of the UAS. Different heights were also necessary to test the spatial resolution of the DTT with the used thermal camera as well as possible temperature differences between the raw images acquired via UAS with the thermal mapping obtained from the PIX4D Mapper software. In this work, we estimate the uncertainty that may be introduced by the mosaic procedure, and furthermore we find an attenuation of the measured temperatures introduced by the different distances between the thermal anomaly and sensor. These results appear to be of great importance for the subsequent calibration phase of the thermal maps, especially in cases where these methodologies are applied for the purposes of monitoring volcanic/geothermal areas.

The measurement of volcanic gases, such as CO2 and SO2, emitted from summit craters and fumaroles is crucial to monitor volcanic activity, providing estimations of gases fluxes, and geochemical information that helps to assess the status and the risk level of an active volcano. During high degassing events, the measurement of volcanic emissions is a dangerous task that cannot be performed using hand portable or backpack carried gas analysis systems. Measurements of gases plumes could be safety achieved by using instruments mounted on UAS (Unmanned Aerial System). In this work, we present the measurements of CO2, SO2, and H2S gases collected with a miniaturized MultiGAS instrument during 2021 and 2022 field campaigns. They took place at several thermally active areas in Italy: Pisciarelli (Naples, Italy), Stromboli volcano (Messina, Italy), and Parco Naturalistico delle Biancane (Grosseto, Italy).

Open conduit volcanoes like Stromboli can display elusive changes in activity before major eruptive events. Starting on December 2020, Stromboli volcano displayed an increasing eruptive activity, that on 19 May 2021 led to a crater-rim collapse, with pyroclastic density currents (PDCs) that spread along the barren NWflank, entered the sea and ran across it for more than 1 km. This episode was followed by lava flow output from the crater rim lasting a few hours, followed by another phase of lava flow in June 2021. These episodes are potentially very dangerous on island volcanoes since a landslide of hot material that turns into a pyroclastic density current and spreads on the sea surface can threaten mariners and coastal communities, as happened at Stromboli on 3 July and 28 August 2019. In addition, on entering the sea, if their volume is large enough, landslides may trigger tsunamis, as occurred at Stromboli on 30 December 2002. In this paper, we present an integration of multidisciplinary monitoring data, including thermal and visible camera images, ground deformation data gathered from GNSS, tilt, strainmeter and GBInSAR, seismicity, SO2 plume and CO2 ground fluxes and thermal data from the ground and satellite imagery, together with petrological analyses of the erupted products compared with samples from previous similar events. We aim at characterizing the preparatory phase of the volcano that began on December 2020 and led to the May–June 2021 eruptive activity, distinguishing this small intrusion of magma from the much greater 2019 eruptive phase, which was fed by gas-rich magma responsible for the paroxysmal explosive and effusive phases of July–August 2019. These complex eruption scenarios have important implications for hazard assessment and the lessons learned at Stromboli volcano may prove useful for other open conduit active basaltic volcanoes.

Financial Deepening refers to improvements in both the volume of money in circulation and the resultant increase in the pool of financial services tai- lored to all levels of society. This paper provides a unique framework for exploring important factors, through which Financial Deepening leads to fi- nancial crises. The excessive Financial Deepening in the base country spills over into other economies, leading to financial instability. In this study, an- nual data from 42 countries were collected from the International Monetary Fund for the period 2000-2016. Augmented Dicky Fuller, Correlation, VIF, linear regression, and ARCH-GARCH family models were applied in order to analyse and validate the outcomes. In the end, recommendations and future research directions are presented for both developed and developing countries.

In aree di vulcanismo attivo e recente, oltre all’emissione di vapore e gas dai crateri centrali, si possono verificare emissioni di gas dal suolo che vengono rilasciati in modo diffuso o in mofete, o ancora che si disciolgono in acquiferi superficiali. Generalmente il gas più abbondante (fino al 99 vol.%) è l’anidride carbonica (CO2), ma in alcuni casi può essere anche il metano (CH4). La CO2 è un gas incolore e inodore che tende ad accumularsi in depressioni o scantinati dove ristagna in assenza di vento. Respirare aria con una concentrazione di anidride carbonica maggiore di 8 vol.% può condurre all’incoscienza o alla morte. Un esempio di quello che potrebbe accadere, anche se si tratta di un caso estremo, è rappresentato dal tragico evento avvenuto presso il lago Nyos in Camerun (un lago ospitato in un cratere vulcanico). Durante la notte del 21 agosto 1986 le acque del lago, sature di CO2, si rovesciarono improvvisamente e per decompressione si liberò una enorme quantità di gas che scese lungo i fianchi del cratere fino a raggiungere la valle sottostante dove vi era un villaggio. La nube di CO2, silenziosa e inodore, colse nel sonno gli abitanti e uccise circa 1700 persone e circa 3000 capi di bestiame [Barberi et al., 1986]. Numerosi incidenti dovuti all’inalazione di gas vulcanici sono avvenuti in varie altre parti del mondo, in particolare in Italia, Giappone, Nuova Zelanda [Hansell and Oppenheimer, 2004; Durand and Wilson, 2005] e nelle Isole Azzorre (Portogallo) [Viveiros et al., 2015]. Anche in Italia, purtroppo sono avvenuti diversi incidenti letali dovuti ad inalazione di CO2; si ricorda ad esempio che alla fine degli anni ’80 due bambini persero la vita nell’isola di Vulcano [Baubron et al., 1990] e ancora nel complesso vulcanico dei Colli Albani due uomini persero la vita, il primo a Cava dei Selci (frazione di Marino) nel 2000 e il secondo a Lavinio nel 2011 [Carapezza et al., 2003; Barberi et al., 2019]. Sempre in provincia di Roma, numerosi casi di intossicazione da CO2, che hanno altresì comportato l’evacuazione temporanea di alcune abitazioni, sono avvenuti per blowout (emissione incontrollata) di gas da pozzi d’acqua [Barberi et al., 2007; Carapezza et al., 2020]. La Campania ospita due dei vulcani quiescenti considerati tra i più pericolosi al mondo proprio per l’alta densità di popolazione che vive nelle zone esposte al pericolo: il Vesuvio e i Campi Flegrei. Anche in queste aree vulcaniche si hanno emissioni di gas endogeni e falde d’acqua ricche in CO2 e in caso di riattivazione del vulcano c’è da aspettarsi anche un forte incremento del rilascio del gas endogeno [Barberi et al., 2005]. Al fine di far conoscere tale problematica alla popolazione, si è ritenuto opportuno di agire sui ragazzi e di farlo in modo stimolante e divertente attraverso un Videogioco che catturi la loro attenzione in modo da portarli a scoprire le soluzioni più adeguate da adottare per individuare/evitare/gestire i pericoli legati a quello che spesso viene definito anche “carburante delle eruzioni”, i gas vulcanici. Le attività che hanno portato alla realizzazione di questo lavoro (e nello specifico del videogioco) sono state svolte nell’ambito del Progetto Europeo RESPIRE – Radon rEal time monitoring System and proactive Indoor Remediation (LIFE16ENV/IT/000553) e con la collaborazione di un Tirocinante del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione ed Elettrica e Matematica Applicata dell’Università degli Studi di Salerno. Il lavoro è stato descritto e sintetizzato in questo Report attraverso varie sezioni. La prima in cui si descrive la problematica dei Gas Vulcanici e della loro pericolosità; l’importanza e i vantaggi derivati dall’utilizzo di un videogioco come strumento di apprendimento; l’obiettivo che il videogioco si prefigge di raggiungere. Una seconda sezione in cui, in prima istanza, si evidenzia l’importanza di sviluppare un videogioco a partire da un Motore Grafico che consente di tralasciare i dettagli hardware e software di basso livello e di concentrarsi maggiormente sull’interattività e sulle regole del gioco, e in seconda istanza si descrivono le caratteristiche principali del motore grafico alla base del gioco (RPG Maker MV).Una terza sezione in cui viene presentato il videogioco sviluppato denominato “GioGas”; nello specifico, la sua trama, l’interfaccia grafica che lo caratterizza e alcuni sui dettagli implementativi. Infine, una sezione in cui vengono descritti gli sviluppi futuri come ad esempio la divulgazione presso le scuole e in occasione di eventi, l’implementazione di una versione multiplayer del gioco al fine di aggiungere ulteriori elementi di stimolo e di coinvolgimento per lo studente.

The Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) has developed an interactive application, for educational purposes, in order to make schools aware of the dangers deriving from radon, and in general from harmful gases (gas hazards), near volcanic areas. To raise children awareness on the dangers related to an invisible enemy, often odorless “gases”, is not a simple task. Since our target are children between 11 and 13 years of age, we decided to develop a videogame with the scope of enabling them to learn the most appropriate solutions for identifying/avoiding/managing hazards. The use of a videogame for spreading information on gas hazards makes learning fun and, at the same time, feasible in a historic moment where Covid-19 does not allow for lessons to be physically partaken in a classroom. Furthermore, this type of learning known as “edutainment” is more effective, captivating and meaningful, allowing students to acquire a more concrete and longer remembered knowledge. The videogame, called GioGas, is a single player game running on both Android mobile phone and personal computers. GioGas has been developed using the Role Playing Game Maker MV graphic engine. The engine provides a map editor and several characters allowing for the creation of various biomes, also including the possibility to insert music. From the technical point of view the engine is based on javascript for the events creation and triggers management simplifying porting on mobile and desktop operating systems. The game characters are a INGV researcher, staying in a rented house during his vacation, and an elderly lady that asks for help to understand if her grandchild’s health issues are related to the recent digging of a well nearby the house. The characters move around in the virtual environment in different locations organized in several levels. Through the game, the student will learn the symptoms caused by gases, the instruments and the techniques to identify/measure them and the solutions to adopt to solve the problem. During the game, the researcher will hand out information and the student will choose which solution to apply: this will also stimulate student inclination to problem solving and overview capacities. Each solution will return a result in terms of risk mitigation and a score, from 1 to 3, based on the effectiveness of the identified solution. In the future, to add more stimulating and engaging elements for the student, a multiplayer mode will be developed, giving the students the possibility to challenge themselves.

The purpose of this study is to analyze the surface temperature and the distribution of thermal signatures on Tuscany’s geothermal districts using data obtained through three separate surveys via satellite and an unmanned aerial vehicle (UAV). The analysis considers the highest available spatial resolution ranging from hundreds of meters per pixel of the satellite thermal images and the tenths/hundreds of centimeters per pixel of the thermal images acquired by the UAV. The surface temperature maps obtained by satellite data acquired at suitable spatial resolution and the thermal measurements obtained by the thermal camera installed on the UAV were orthorectified and geocoded. This allowed, for example, following the evolution of thermal anomalies, which may represent a modification of the current state of the geothermal field and a possible hazard for both the population and industrial assets. Here, we show the results obtained in three field campaigns during which the simultaneous acquisition of Landsat 8 satellite and UAV (FlyBit octocopter, IDS, Rome, Italy) thermal data were analyzed. By removing the atmosphere contribution from Landsat 8 data, we have produced three surface temperature maps that are compared with the ground field measurements and the surface temperature maps elaborated by FLIR VUE PRO-R on the UAV.

Nell’ambito del Progetto “S.O.I.R. monitoraggio futuro”, si è ritenuto indispensabile identificare eventuali criticità connesse all’utilizzo in Sala dei nuovi software attraverso un questionario costruito ad hoc, privilegiando l’aspetto umano degli Operatori di Sala (turnisti e reperibili). Un tale approccio consente di realizzare un sistema che, oltre a basarsi sulle tecnologie in progress (quali sviluppo di sistemi in cloud per il backup ed il disaster recovery delle tre Sale Operative dell’ONT, dell’OV e dell’OE), possa soddisfare a pieno le esigenze di chi lavora in Sala. In letteratura esistono alcuni lavori su “osservatori vulcanologici”; un’ottima sintesi dell’analisi è quella fornita da Pallister [Pallister et al., 2019; e referenze incluse] che racchiude le best practices da adottare nell’ambito degli osservatori vulcanologici. Esse sono state definite grazie a seminari a cui hanno contribuito rappresentanti di molti osservatori vulcanologici del mondo per condividere informazioni sul funzionamento dei loro istituti. Non esistono invece lavori in cui si chiede agli operatori delle Sale Operative quali siano i loro bisogni e le loro esigenze riguardo gli strumenti che gli vengono forniti. Pertanto, in questo lavoro, ci si è concentrati proprio sull’aspetto umano degli operatori di Sala, concordando sul fatto che le strutture più efficienti sono quelle che riescono a mantenere un clima interno sereno, partecipativo e soddisfacente [Spagnoli et al., 2019; e referenze incluse]. Lo strumento d’indagine usato è stato un questionario somministrato on­line con un modulo Google. I destinatari sono stati gli operatori della Sala di Monitoraggio dell’OV di cui: 51 turnisti tra tecnici e ricercatori, oltre a 3 reperibili vulcanologi e 1 reperibile sismologo che non svolgono turni, per un totale di 55 operatori le cui generalità sono rimaste anonime. Tale questionario è composto da 24 domande di cui: una parte di quelle chiuse sono state costruite secondo una scala Likert [Likert,1932] di accordo/disaccordo a 5 punti, altre domande sono a scelta multipla e solo una è a risposta aperta. Pertanto, alla fine si è optato per un metodo di analisi sia quantitativo che qualitativo [Avvisati et al., comunicazione personale; Ritchie et al., 2013]. Per la costruzione del questionario sono stati individuati i principali items atti a comprendere qualunque criticità che possa emergere dalle attuali operazioni quotidiane che si compiono durante un turno in Sala indagando sulla: 1) semplicità e fruibilità dei software e strumentazione; 2) qualità della documentazione/manualistica e comprensione delle linee guida; 3) conoscenza di alcune nozioni e azioni da compiere; 4) autovalutazione relativa alla formazione ed informazione ricevuta per le attività in Sala.

Radioremote Controlled (RC) aircrafts can provide a fast and accurate approach for surveying and monitoring any terrain, especially when natural hazards must be analyzed and assessed and even more to pinpoint human-originated factors which can alter the natural condition of equilibrium of a given habitat. These devices can provide a complete analysis of the examined areas through an innovative approach to surveying, that allows to better and more deeply evaluate conditions of risk and hazard on the ground and to adopt new, alternative approaches to analysis....

As far as the European continent, Region Campania in Southern Italy presents an almost unique combination - in terms of both variety and intensity-of potential risks for the residents: this densely populated area is actually most notably exposed to hydrogeological (flood and landslides), seismic, volcanic hazards In such a setting, alongside with an up-to-date scientific approach to risks analysis and the constant update of emergency plans, it is of paramount importance that a “risk awareness culture” should be developed by the residents. In order to maximize the effectiveness of the communication campaigns to support and improve such a culture, a study of risk perception has been carried out in 12 municipalities and 2 territorial unions of Campania Region. Different areas have been examined, the overall exposure of each almost always being characterised by a prevalent specific risk: seismic, volcanic, hydrogeological. The results of this surveys show that the historical memory has a crucial role on the hazards perception. It's also worth of noting that few communities consider that they have been sufficiently well-informed by civil protection agencies and/or authorities about the natural hazards specific to their area and the practical procedures for evacuation. To overcome these deficiencies emergency plans should be designed, developed and practised through the collaboration of all key stakeholders, from civil protection authorities to the residents communities.