Nei prossimi cinque anni, nove centri di ricerca dell'Associazione Helmholtz collaboreranno per creare un flessibile, sistema di misura mobile per l'osservazione della Terra:MOSES – Modular Observation Solutions for Earth Systems. I ricercatori utilizzeranno questo sistema per studiare come gli eventi dinamici a breve termine come le ondate di calore e le forti piogge sono collegati allo sviluppo a lungo termine della Terra e dei sistemi ambientali. MOSES è coordinato presso il Centro Helmholtz per la ricerca ambientale (UFZ) di Lipsia.

Che impatto hanno le ondate di calore sulle risorse idriche, vegetazione e qualità dell'aria? In che modo le inondazioni modificano gli ecosistemi terrestri e le regioni costiere? In che modo i vortici oceanici influenzano il trasporto di energia marina e le catene alimentari? Quale quantità di gas serra atmosferici viene rilasciata durante lo scongelamento dei suoli di permafrost dell'Artico?

Il cambiamento globale influenzerà il sistema Terra e l'ambiente a breve e lungo termine, sia a livello locale che globale. Però, vi è una mancanza di conoscenza su come eventi dinamici limitati nello spazio e nel tempo influiscano sullo sviluppo a lungo termine della Terra e dei sistemi ambientali.

Il nuovo sistema di osservazione MOSES è progettato per colmare questa lacuna. Nei prossimi cinque anni, l'Associazione Helmholtz sta investendo quasi 28 milioni di euro nella creazione di MOSES, rafforzando il suo ruolo guida e la sua visibilità nella ricerca internazionale sul sistema Terra.

"Il progetto MOSES ci permetterà di dimostrare in modo impressionante i particolari punti di forza dell'Associazione Helmholtz, " dice il prof. Otmar D. Wiestler, Presidente dell'Associazione Helmholtz. "Nove centri in due campi di ricerca, in primo luogo Terra e Ambiente e in secondo luogo Aeronautica, Spazio e trasporti, lavoreranno insieme su grandi questioni che riguardano il futuro della nostra società. In questa collaborazione interdisciplinare, saranno in grado di unire le loro competenze in un modo che avvantaggerà in modo unico la ricerca sul sistema terrestre nel suo insieme".

Prof. Georg Teutsch, Direttore Scientifico presso UFZ, spiega:"Intendiamo costruire un sistema di osservazione flessibile e mobile che ci consentirà per la prima volta di registrare eventi altamente dinamici al momento giusto, nel posto giusto e con la necessaria risoluzione nel tempo e nello spazio. Misurazioni come queste sono l'unico modo in cui possiamo quantificare gli impatti diretti di questi eventi e, in definitiva, indagare sulle loro conseguenze a lungo termine".

"Ciò include lo studio degli impatti socioeconomici, " aggiunge il coordinatore del progetto Dr. Ute Weber. "Possiamo già supporre che eventi come le ondate di calore, piogge abbondanti e inondazioni si verificheranno più frequentemente e con maggiore intensità negli anni a venire, con i relativi costi per la società".

La nuova infrastruttura sarà progettata come un "sistema di sistemi". I centri partecipanti svilupperanno, miniaturizzare e automatizzare sensori e sistemi di misura, che verranno poi combinati per formare moduli di osservazione specifici. Questi registreranno energia, acqua, gas serra e cicli dei nutrienti sulla superficie terrestre, nelle regioni costiere, nell'oceano, nelle regioni di neve e ghiaccio, e nell'atmosfera, ma soprattutto le interazioni tra i sistemi terrestri.

Però, MOSES non si limita a combinare l'eccezionale competenza dei centri Helmholtz partecipanti, tutti hanno una vasta esperienza nella gestione di grandi infrastrutture e nella gestione di campagne di osservazione orientate agli eventi. L'infrastruttura mobile rappresenta anche un'importante aggiunta alle reti di monitoraggio nazionali e internazionali esistenti e alle missioni satellitari, che sono per lo più progettati per il lungo termine, osservazione del sistema terrestre su larga scala. Gli esempi includono ICOS (sistema integrato di osservazione del carbonio), LTER (ricerca ecologica a lungo termine), Osservatori di Helmholtz come TERENO (Terrestrial Environmental Observatories), COSYNA (Sistema di osservazione costiera), CVOO (Osservatorio oceanico di Capo Verde) e la stazione di osservazione del permafrost SAMOYLOV, AWIPEV (Base di ricerca artica), e missioni satellitari come GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).

Le nuove sfide relative a MOSES risiedono nello sviluppo congiunto dei moduli e nella strategia di osservazione cross-system. "Un'infrastruttura come questa non può essere costruita o gestita da una singola istituzione, ", afferma Ute Weber. "Ma ovviamente l'obiettivo è che si evolva in una piattaforma per la cooperazione nazionale e internazionale".

I dati e i risultati forniti da MOSES saranno messi a disposizione di ricercatori e altri utenti attraverso la Earth System Knowledge Platform (ESKP), il portale informativo del campo di ricerca di Helmholtz Terra e Ambiente. Questi dati dovrebbero aiutare a ridurre l'incertezza nelle previsioni del cambiamento climatico e ambientale e contribuire allo sviluppo di strategie di adattamento della società.