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Alla metà degli anni '90, in seguito ai nuovi indirizzi della Unione Europea nel settore agricolo e alle sfide sempre più urgenti che i territori rurali devono affrontare con i processi di globalizzazione, l’Istituto avvia una serie di ricerche sul territorio coerenti con i meccanismi alla base dei processi di sviluppo rurale. Tali ricerche riguardano la prevenzione dei rischi per gli ecosistemi naturali e la gestione sostenibile dei sistemi agroambientali attraverso una riflessione costante sulle strategie di integrazione tra agricoltura e ambiente, quest’ultimo inteso, oltre che nella sua accezione strettamente naturalistica, anche come capitale economico sociale e culturale.
Significative esperienze, maturate negli anni a livello internazionale, nel campo della climatologia dinamica e delle sue applicazioni hanno favorito sia lo studio dell'impatto di condizioni climatiche estreme sui biosistemi in generale, e sul sistema agricolo in particolare, sia la messa a punto di tecniche innovative per le previsioni stagionali. Tali conoscenze hanno portato l'Istituto a sviluppare un sistema originale di previsioni sperimentali che viene applicato oggi sia in Africa che nel bacino del Mediterraneo come supporto alla gestione dell'allerta alimentare, dei sistemi di protezione civile e delle previsioni per la campagna agricola.

Inoltre ha promosso, in collaborazione con importanti Istituzioni ed Enti locali, la creazione di una rete di centri di studio e consulenza come il Consorzio LaMMA - Laboratorio di Monitoraggio e Modellistica Ambientale per lo Sviluppo Sostenibile, il CeSIA - Centro di Studio per l’applicazione dell’Informatica in Agricoltura della Accademia dei Georgofili , la FCS - Fondazione per il Clima e la Sostenibilità.

L'Istituto di Biometeorologia oltre alla sede di Firenze ha tre Unità Organizzative di Supporto (UOS): a Bologna,  a Sassari e a Roma. La UOS di Roma è nata all'inizio degli anni 2000 dall'esigenza di rafforzare la collaborazione preesistente fra ricercatori operanti in area romana e i colleghi di Firenze su tematiche relative, da una parte, alla climatologia dinamica ed alle sue applicazioni e, dall'altra, alla cooperazione internazionale. In tale senso, le due sedi operano tutt'oggi su progetti di comune interesse e in stretta collaborazione.