Dall’alto, dallo spazio, noi siamo in grado di osservare la Terra. La rete di satelliti dell’Agenzia Spaziale Europea fornisce immagini e dati fondamentali per comprendere la natura e lo stato dei nostri oceani, dalla profondità alla salinità fino alla densità.
Marie Helene Rio, oceanografa dell’Agenzia Spaziale Europea, ci racconta come gli scienziati possano estrarre da questa enorme mole di dati importanti informazioni sulla salute dei mari e sviluppare strategie di monitoraggio e conservazione.
La Terra vista dal cielo. Una prospettiva diversa, e che consente la raccolta di informazioni sul nostro Pianeta.
I primi a scrutare il mondo dall’altro sono stati gli aerei-spia durate la prima guerra mondiale. Provvisti di macchine fotografiche montate a bordo, fotografavano i movimenti e la posizione delle truppe nemiche. In pochi decenni, siamo passati dalle nuovole allo spazio, e dalle dalle macchine fotografiche ai radar e ai satelliti.
Oggi, le immagini del nostro pianeta dall’orbita dei satelliti vengono acquisite continuamente, e sono diventate potenti strumenti scientifici per consentire una migliore comprensione e una migliore gestione della Terra e del suo ambiente.
Con una singola immagine satellitare è possibile vedere la diffusione dell’inquinamento atmosferico in un continente, il danno preciso fatto in una regione colpita da un terremoto o un incendio boschivo o l’intero arco di un uragano di 500 km dalla calma dei suoi occhi a i suoi fronti di tempesta più esterni.
Nel video alla pagina ESA – Osservare la Terra dall’alto
Le osservazioni della Terra rispetto a diversi parametri, dalla concentrazione di Ozono a quella di clorofilla, fino alla deforestazione della foresta amazzonica.
- Sul sito dell’ESA la storia delle osservazioni della Terra dal cielo http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_IT/SEMQNVZRA0G_0.html
Durante la Seconda Guerra Mondiale, furono impiegate fotografie aeree, mentre dagli anni 60 progredì notevolmente la tecnologia di telerilevamento (link wiki) non fotografica. Il primo satellite cartografico LANDSAT 1 fu messo in orbita nel 1972, ed era dotato di un nuovo tipo di sensore, uno scanner multispettrale.
Lo scanner è oggi uno strumento molto importante nel telerilevamento. Si usa a terra, su aerei e satelliti. Il satellite ruota e contemporaneamente si muove avanzando nella sua orbita. Per ogni rotazione viene effettuata la scansione di una nuova linea sulla Terra.
I satelliti militari più avanzati sono in grado di esplorare aree di 10cm per 10cm o persino aree più piccole.
Il satellite meteorologico Meteosat ha una risoluzione di 5 per 5 km. I dettagli visibili sono pochi ma sufficienti per ottenere una scansione completa di un emisfero in una singola immagine.
Sensori radar: Il sensore radar spedisce impulsi di energia verso la superficie della Terra. Una porzione dell’energia viene riflessa e torna come segnale ‘eco’. La forza dell’’eco’ di ritorno dipenderà dal livello di scabrosità e umidità della superficie e dal grado / orientamento dell’inclinazione in rapporto al raggio del radar. Il ritardo dell’’eco’ rivela la distanza dalla superficie riflettente. I sistemi che funzionano con sensore radar sono montati sia su velivoli sia su satelliti. Le loro immagini possono rivelare dettagli topografici e se la stessa area è rilevata da due diverse angolature consentono di calcolare anche la distanza dell’oggetto dal satellite e, quindi, la sua altezza sul livello del mare. Questi dati si possono poi utilizzare nella cartografia tridimensionale. Ma i dati si possono utilizzare per molti altri scopi, per esempio nella valutazione degli effetti di un’inondazione, e in generale nel monitoraggio delle acque della Terra.
L’Agenzia Spaziale Europea ha un programma di osservazione satellitare, chiamato Copernicus, che ha preso il via nel 1998.
Attraverso sei tipologie di satelliti chiamati Sentinelle vengono effettuati rilevamenti utili nella gestione dei disastri naturali e nel monitoraggio degli oceani, della vegetazione e dell’atmosfera. Il satellite fornisce dati per monitorare la produttività biologica acquatica e l’inquinamento marino, per tracciare il cambiamento del livello dei mari e per prevedere lo stato del mare al fine di garantire un traffico marittimo efficiente e sicuro.
La missione inoltre fornisce informazioni specifiche e tempestive sui cambiamenti della copertura del suolo, della vegetazione, delle isole di calore urbano, e per monitorare gli incendi boschivi.
I dati di Copernicus vengono forniti gratuitamente e l’accesso è libero a tutti.
Il settimo satellite (sentinel 3-b) è stato messo in orbita nel 2018, con il compito di monitorare i cambiamenti della terra, dell’atmosfera e degli oceani
Ecco le ultime osservazioni di Copernicus, dagli incendi in Siberia e Alaska e quelli in Amazzonia.
http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-3
Amazzonia http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-3/Fires_ravage_the_Amazon
Siberia http://www.esa.int/spaceinimages/Images/2019/07/Siberian_wildfires
I dati che provengono dai satelliti sono infatti uno strumento imprescindibile per conoscere lo stato di salute (e quindi di malessere) del nostro Pianeta e rientrano già da tempo nelle misure a nostra disposizione per attivare azioni concrete contro gli effetti dei cambiamenti climatici.
LIfegate – satelliti e cambiamenti climatici
monossido di carbonio nell’aria visto da Sentinel
I satelliti sono strumenti essenziali per il monitoraggio della salute di mari e oceani, riuscendo a misurare altezza, salinità, scioglimento dei ghiacci, l’acidificazione dei mari, e estensione delle risorse idriche del Pianeta.
monitoraggio risorse idriche del pianeta
Cambiamenti climatici e dalla crescente pressione demografica si traducono in una maggiore richiesta di acqua dolce, potabile e per l’agricoltura. Quest’ultima utilizza il il 70% dell’acqua dolce del Pianeta.
“La sicurezza idrica è di particolare importanza per i paesi africani soggetti agli effetti dei cambiamenti climatici e all’aumento della popolazione. Le informazioni provenienti dai satelliti che osservano la Terra possono mappare e monitorare la risorsa vitale. Ne è un esempio il recente problema della scarsità d’acqua nella Provincia del Capo Occidentale del Sudafrica. Qui, i livelli d’acqua nella diga di Theewaterskloof sono diminuiti drasticamente negli ultimi anni. La diga è la principale fonte d’acqua per usi domestici e agricoli nella regione, compresa la città di Cape Town. Nell’ultimo anno, questa mancanza di acqua ha causato un calo della produzione di grano di oltre il 36% e di uva da vino del 20%”
https://www.esa.int/spaceinvideos/content/view/embedjw/499352
http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Safeguarding_our_most_precious_resource_water
stima salinità dell’acqua
Missioni come Soil moisture and ocean salinity (Smos) dell’Agenzia spaziale europea (Esa), ed Aquarius della Nasa, avviate rispettivamente nel novembre 2009 e giugno 2011, hanno lo scopo di misurare la salinità superficiale del mare nell’intero pianeta. Greenreport – mappatura satellitare della salinità del mare
monitoraggio acidificazione del mare
I satelliti riescono anche a calcolare quanto influiscono le emissioni di CO2 sull’acidità dei mari.Ogni anno più di un quarto delle emissioni globali di anidride carbonica finisce negli oceani. Il risultato è la progressiva acidificazione delle acque, con conseguenze tragiche per diverse specie marine (un esempio per tutti: i coralli, il cui scheletro in carbonato di calcio viene letteralmente sciolto dall’acqua acida). L’Università di Exeter, il Laboratorio Marino di Plymouth, l’Ifremer (Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer) e l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) hanno unito le forze per sviluppare un sistema che permette di elaborare le informazioni che arrivano dai satelliti e così misurare il fenomeno”. Focus – La salute degli oceani si vede dallo spazio
mappe di profondità del mare
I satelliti a bassa orbita dotati di sensori di misurazione della luce possono registrare quanta luce viene riflessa dal fondo del mare, raccogliendo e aggiornando continuamente le informazioni mentre sorvolano. Un gruppo sostenuto dall’ESA, guidato da TCarta, ha sviluppato un modo di utilizzare questi dati per produrre mappe di profondità dell’acqua e renderle disponibili a chiunque potesse usarle.
monitoraggio innalzamento del livello del mare
Sebbene non sia chiaramente visibile quando visitiamo una spiaggia, l’innalzamento dei mari riguarda le coste in tutto il mondo. Per paesi ad altitudini inferiori al livello del mare come i Paesi Bassi, l’innalzamento dei mari e le ondate di marea sono una minaccia costante. I nostri oceani si stanno alzando a causa dei cambiamenti climatici. All’aumentare delle temperature, l’acqua del mare si espande ed il ghiaccio delle calotte polari e dei ghiacciai che si scioglie va ad incrementare l’afflusso di acqua verso gli oceani. Lo sappiamo dai satelliti in orbita intorno alla Terra che misurano le temperature della superficie dei mari e dei ghiacci. Sebbene la media globale delle temperature dei mari si stia innalzando, ci sono molte differenze regionali che portano alcuni mari a riscaldarsi, mentre altri a raffreddarsi. I satelliti equipaggiati con altimetri, sistematicamente misurano l’altezza della superficie marina così da monitorare costantemente l’innalzamento del livello dei mari. Le misurazioni dell’altimetria negli ultimi 25 anni mostrano come, in media, il livello dei mari si stia innalzando di 3 mm l’anno, ad un tasso che sta ulteriormente accelerando.
Le registrazioni permettono di affermare che in 25 anni, tra il 1993 e il 2018, la superficie degli oceani si è innalzata, mediamente, di 3,2 millimetri l’anno, con una crescita record di 4,8 millimetri l’anno negli ultimi cinque anni. Siamo dunque di fronte a un forte incremento in atto del fenomeno
Focus – I satelliti misurano la crescita del livello dei mari
Sentinel 6 ESA
Secondo un nuovo studio, nello scenario peggiore gli oceani potrebbero alzarsi di due metri e costringere 187 milioni di persone a emigrare.Secondo un nuovo studio redatto da un team di ricercatori britannici, statunitensi e olandesi e pubblicato su Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States, c’è una possibilità su venti che il livello del mare si alzi di due metri entro il 2100.
L’innalzamento del livello del mare potrebbe essere peggiore del previsto
NASA e ESA insieme per salvare i ghiacci antartici
Secondo uno studio sui cambiamenti climatici finanziato dalla NASA e dall’ESA (European Space Agency) le perdite di ghiaccio dall’Antartide sono triplicate dal 2012, aumentando i livelli dei mari e degli oceani di 3 millimetri, il ritmo più alto mai registrato nella Storia.
Un team internazionale, guidato dall’Università di Zurigo, in Svizzera, ha utilizzato le osservazioni classiche del campo glaciologico combinate con una quantità di informazioni provenienti da varie missioni satellitari per calcolare accuratamente quanto ghiaccio è stato perduto o guadagnato da 19 diverse regioni ghiacciate in tutto il mondo.
Questa ricerca, pubblicata su Nature rivela che i ghiacciai hanno perso 9.625 gigatonnellate di ghiaccio tra il 1961 ed il 2016.
Le maggiori perdite regionali sono in Alaska, seguito dai ghiacciai intorno al bordo della calotta di ghiaccio della Groenlandia e dai ghiacciai nelle Ande meridionali. Importanti quantità di ghiaccio sono inoltre andate perdute dai ghiacciai del Canada e della Russia nell’Artico, così come da Svalbard.
Neanche ghiacciai delle regioni temperate come le Alpi europee e la catena montuosa del Caucaso sono sfuggiti alla perdita di ghiaccio, ma sono troppo piccoli per dare un contributo significativo al livello del mare.
monitorare i cambiamenti della vita vegetale sulla terraferma e sulla superficie dell’oceano
Una vegetazione rigogliosa può indicare un ecosistema vivace, mentre una diminuzione del verde può rivelare disastri naturali, siccità o persino pratiche agricole.
Fioritura di alghe, nel Golfo dell’Alaska il 9 giugno 2016. L’immagine è stata ripresa dal satellite Suomi (fonte: NASA’s Earth Observatory)
lotta alla plastica
L’applicazione più recente dell’ESA impiega i satelliti per trovare la plastica negli oceani.Sentinel 3 b ha il compito di elaborare la prima mappa completa della plastica presente nell’oceanohttps://europa.today.it/ambiente/plastica-oceani-spazio-mappa-completa-satellite-europeo.html
Plastic debris in the open ocean. Andrés Cózar, Fidel Echevarría, J. Ignacio González-Gordillo, Xabier Irigoien, Bárbara Úbeda, Santiago Hernández-León, Álvaro T. Palma, Sandra Navarro, Juan García-de-Lomas, Andrea Ruiz, María L. Fernández-de-Puelles, and Carlos M. Duarte
https://www.pnas.org/content/111/28/10239
https://phys.org/news/2018-03-esa-plastic-litter-orbit.html
Anche la missione dell’Ocean Voyages Institute https://www.oceanvoyagesinstitute.org/ ha fatto uso della tecnologia satellitare. la nave Kwai si è infatti servita anche di altre imbarcazioni (yacht privati, pescherecci, barche di dimensioni più ridotte) che dotate di Gps hanno facilitato le segnalazioni. Inoltre a bordo della Kwai sono saliti anche degli esperti di pilotaggio di droni aerei, che sono stati utilizzati per la ricerca degli agglomerati di rifiuti. Dopo questo esperimento, nel 2020 Ocean voyages institute punta a espandere la propria missione, programmando una missione in mare della durata di tre mesi.
https://www.lifegate.it/persone/news/ocean-voyages-rifiuti
l Podcast gratuito con tutte le puntate al link: http://www.radio24.ilsole24ore.com/podcast/mare-futuro.xml
