Il Centro nazionale francese per la ricerca spaziale ha presentato di recente due progetti per il monitoraggio delle emissioni di gas serra (CO ₂ e metano) mediante sensori satellitari. I satelliti, che devono essere lanciati dopo il 2020, integrerà le misure effettuate sul posto .

Su scala globale, questo non è il primo programma del genere per misurare il cambiamento climatico dallo spazio:i satelliti europei della serie Sentinel hanno già misurato una serie di parametri da quando Sentinel-1A è stato lanciato il 3 aprile, 2014, sotto l'egida dell'Agenzia spaziale europea. Questi satelliti fanno parte del Programma Copernicus ( Sistema di sistemi di osservazione globale della Terra ), effettuata su scala mondiale.

Da Sentinel-1A, i successori del satellite 1B, 2A, 2B e 3A sono stati lanciati con successo. Ciascuno di essi è dotato di sensori con varie funzioni. Per i primi due satelliti, questi includono un sistema di imaging radar, per la cosiddetta acquisizione dati "all weather", la lunghezza d'onda del radar è indifferente alle condizioni nuvolose, sia di notte che di giorno. I sistemi di osservazione ottica a infrarossi consentono ai secondi due satelliti di monitorare la temperatura delle superfici oceaniche. Sentinel-3A ha anche quattro sensori installati per misurare la radiometria, temperatura, l'altimetria e la topografia delle superfici (sia oceaniche che terrestri).

Il lancio di questi satelliti si basa sulle numerose missioni spaziali già in atto su scala europea e mondiale. I dati che registrano e trasmettono consentono ai ricercatori di accedere a molti parametri, mostrandoci il "pulso" del pianeta. Questi dati riguardano in parte l'oceano – onde, vento, correnti, temperature e altro ancora, mostrando l'evoluzione delle grandi masse d'acqua. L'oceano fa da motore al clima e anche piccole variazioni sono direttamente legate ai cambiamenti dell'atmosfera, le cui conseguenze a volte possono essere drammatiche, compresi gli uragani. I dati raccolti dai sensori per le superfici continentali riguardano le variazioni di umidità e copertura del suolo, le cui conseguenze possono essere anche significative (siccità, deforestazione, biodiversità, eccetera.).

Masse di dati da elaborare

Il trattamento dei dati raccolti dai satelliti avviene su più livelli, che vanno dai laboratori di ricerca agli usi più operativi, senza dimenticare l'attività di formattazione svolta dall'Agenzia Spaziale Europea.

La comunità scientifica si sta concentrando sempre più sulle "variabili essenziali" (fisiche, biologico, chimico, ecc.) come definito dai gruppi che lavorano sul cambiamento climatico (in particolare GCOS negli anni '90). Si sta tentando di definire una misura o un gruppo di misure (la variabile) che contribuiranno in modo critico alla caratterizzazione del clima.

Ci sono, Certo, un numero considerevole di variabili sufficientemente precise da poter essere trasformate in indicatori che consentono di confermare se gli obiettivi di sviluppo sostenibile dell'ONU sono stati raggiunti o meno.

L'identificazione di queste "variabili essenziali" può essere ottenuta dopo l'elaborazione dei dati, combinando questo con i dati ottenuti da una moltitudine di altri sensori, se questi si trovano sulla Terra, sotto il mare o in aria. Il progresso tecnico (come le immagini ad alta risoluzione spaziale o temporale) ci consente di utilizzare misure sempre più precise.

Il programma Sentinel opera in molteplici campi di applicazione, tra cui:protezione ambientale, gestione urbana, pianificazione territoriale a livello regionale e locale, agricoltura, silvicoltura, pesca, assistenza sanitaria, trasporto, sviluppo sostenibile, protezione civile e anche turismo. Tra tutte queste preoccupazioni, caratteristiche del cambiamento climatico al centro dell'attenzione del programma.

Lo sforzo compiuto dall'Europa è stato notevole, che rappresenta un investimento di oltre 4 miliardi di euro tra il 2014 e il 2020. Tuttavia, il progetto ha anche un potenziale economico molto significativo, in particolare in termini di innovazione e creazione di posti di lavoro:da qui al 2030 sono previsti guadagni economici dell'ordine di 30 milioni di euro.

Come possiamo navigare in questi oceani di dati?

Ricercatori, nonché attori chiave del mondo socio-economico, sono costantemente alla ricerca di osservazioni più precise e complete. Però, con una copertura di osservazione spaziale in crescita negli anni, la massa di dati ottenuti sta diventando abbastanza schiacciante.

Considerando che uno smartphone contiene una memoria di diversi gigabyte, l'osservazione spaziale genera petabyte di dati da memorizzare; e presto potremmo anche parlare in exabyte, questo è, in trilioni di byte. Abbiamo quindi bisogno di sviluppare metodi per navigare in questi oceani di dati, pur tenendo presente che le informazioni in questione rappresentano solo una frazione di ciò che è là fuori. Anche con masse di dati disponibili, il numero di variabili essenziali è in realtà relativamente piccolo.

Identificazione dei fenomeni sulla superficie terrestre

Gli sviluppi più recenti mirano a individuare i migliori metodi possibili per identificare i fenomeni, utilizzando segnali e immagini che rappresentano una particolare area della Terra. Questi fenomeni includono onde e correnti sulle superfici oceaniche, che caratterizzano le foreste, umido, zone costiere o inondabili, espansione urbana in aree territoriali, ecc. Tutte queste informazioni possono aiutarci a prevedere fenomeni estremi (uragani), e gestire le situazioni post-disastro (terremoti, tsunami) o monitorare la biodiversità.

L'enorme e devastante #napafire visto da #OLCI il 9 ottobre #Sentinel3 @CopernicusEU @CopernicusEMS @ESA_EO @USGS pic.twitter.com/e2P8QG7nfj

— antonio vecoli (@tonyveco) 10 ottobre, 2017

La fase successiva consiste nel rendere più automatizzata l'elaborazione sviluppando algoritmi che permettano ai computer di trovare le variabili rilevanti nel maggior numero possibile di database. A questo vanno poi aggiunti parametri intrinseci e informazioni di altissimo livello, come modelli fisici, comportamento umano e reti sociali.

Questo approccio multidisciplinare costituisce una tendenza originale che dovrebbe consentire di qualificare più concretamente la nozione di "cambiamento climatico", andare oltre le semplici misurazioni per essere in grado di rispondere alle principali persone interessate, ovvero tutti noi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.