Il fatto che l'acqua rappresenti circa il 71% della superficie terrestre è risaputo. Ciò che è meno noto, però, è che questa massa d'acqua si ridistribuisce costantemente e che tali cambiamenti possono essere responsabili di inondazioni e siccità. Il progetto EGSIEM si proponeva di integrare la ridistribuzione di questa massa nei prodotti di dati di osservazione della Terra, per aiutare a prevedere questi eventi.

Lanciato nel 2002, il Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) della NASA è stato il primo a fornire informazioni sul ciclo globale dell'acqua della Terra. Ora, un consorzio di otto organizzazioni ha iniziato a utilizzare questi dati per dimostrare che i prodotti di ridistribuzione di massa potrebbero aprire la porta ad approcci innovativi per il monitoraggio e la previsione di inondazioni e siccità.

"GRACE ha reso osservabili le variazioni temporali della massa ambientale e abbiamo visto maturare prodotti di dati correlati negli ultimi 16 anni. Ora che questo processo è completo, possono essere avviate altre missioni di tipo GRACE. Però, c'era ancora una grande richiesta di prodotti consolidati e di miglioramento dell'accessibilità ai dati per i non specialisti, " spiega il prof Adrian Jäggi, coordinatore di EGSIEM per conto dell'Università di Berna.

Oltretutto, il progetto mirava ad aumentare la risoluzione temporale da un mese, tipico dei prodotti GRACE, fino a un giorno e per fornire informazioni sul campo gravitazionale entro cinque giorni per applicazioni time-critical. Il punto era consentire una consapevolezza più tempestiva degli estremi idrologici potenzialmente in evoluzione.

"Per noi l'equazione è semplice:una migliore conoscenza produce un migliore processo decisionale e prepararsi per una potenziale minaccia è spesso meno costoso che ripulire dopo che un pericolo colpisce, " Spiega il prof Jäggi. "La gravità e i cambiamenti della massa d'acqua forniscono informazioni quantitative essenziali sui cambiamenti del livello del mare, portata fluviale, acque sotterranee, massa di neve, massa del ghiacciaio, e massa della calotta polare. Con i nostri prodotti, potremmo istituire un servizio di allerta precoce per la previsione delle inondazioni e il monitoraggio della siccità, oltre a generare avvisi avanzati per le inondazioni".

Per comprendere meglio le potenzialità dei loro prodotti, il team del progetto ha esaminato gli eventi storici di inondazioni e siccità e ha sviluppato indicatori pertinenti. L'alluvione che ha colpito la Namibia nel 2009, ad esempio, ha ucciso 131 persone e ne ha gravemente colpito altre 445 000. Gli studi hanno dimostrato che se le persone fossero state avvertite 10 giorni prima, questo da solo avrebbe ridotto il numero delle vittime di circa il 57 %, e danni nel sociale, i settori della produzione e delle infrastrutture del 58 %, rispettivamente del 41% e del 35%. I prodotti e gli strumenti di EGSIEM possono consentire questo per le inondazioni indotte di massa.

Sono stati sviluppati tre tipi principali di prodotti:soluzioni combinate per il campo gravitazionale globale, prodotti del campo gravitazionale quasi in tempo reale e indici di umidità. Le soluzioni combinate del campo gravitazionale globale hanno risolto il problema degli utenti che prima dovevano scegliere un prodotto dati da uno dei cinque o sei centri di elaborazione esistenti. EGSIEM ha unificato queste soluzioni e, facendo così, ha superato qualsiasi prodotto esistente grazie ai migliori rapporti segnale/rumore.

Il prodotto quasi in tempo reale, d'altra parte, può fornire dati con una latenza non superiore a 24 ore nella maggior parte dei casi, consentendo così una nuova gamma di applicazioni quasi in tempo reale per il monitoraggio di inondazioni e siccità. Finalmente, l'indice di umidità - che consiste in mappe globali mensili o giornaliere con una risoluzione di un grado per un grado - può identificare inondazioni e siccità indotte da massa che si sono verificate in passato e, facendo così, approfondire la comprensione delle condizioni che portano a tali eventi estremi. Consente inoltre un facile accesso e interpretazione dei dati di gravità.

"Questo tipo di prodotto/informazioni non è stato utilizzato prima, ma il suo potenziale è enorme. Oltre all'interesse scientifico, ha un impatto diretto sulla sicurezza pubblica, come nella modalità quasi in tempo reale, i dati indicano direttamente il rischio di pericolo, "dice il prof Jäggi.

Con il progetto ora completato, un evento da tenere d'occhio è sicuramente il lancio del successore della missione GRACE. "GRACE ha cessato l'attività nel giugno 2017, il che significa che la comunità degli utenti è attualmente cieca a tutti i tipi di cambiamenti indotti dalla massa. Con il lancio di GRACE Follow-On, attualmente prevista per il 21 maggio, 2018, possiamo fornire questi dati unici alle comunità e al pubblico. Stiamo appena iniziando a esplorare il potenziale dei nostri prodotti di dati, ma siamo fiduciosi che tra cinque-dieci anni da oggi saranno indispensabili per il monitoraggio e la previsione del sistema Terra, "Conclude il prof Jäggi.