Dall'11 giugno 2019, le misurazioni della missione SMOS dell'ESA vengono completamente integrate nel sistema di previsione dell'ECMWF, consentendo una descrizione più accurata del contenuto di acqua nel suolo.

Dal suo lancio nel 2009, La missione Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) dell'ESA ha fornito osservazioni globali delle emissioni dalla superficie terrestre, in particolare l'umidità del suolo e la salinità dell'oceano, due variabili importanti nel ciclo dell'acqua.

Previsioni meteorologiche accurate sono fondamentali sia per le attività commerciali che per quelle del tempo libero. Il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF) è l'agenzia leader per fornire previsioni meteorologiche accurate a livello mondiale. Il suo sistema integrato di previsione (IFS), un gigantesco modello numerico di previsione del tempo, fornisce previsioni del tempo 24 ore al giorno, sette giorni alla settimana.

Patrizia de Rosnay, il team leader dell'Assimilazione Accoppiata di ECMWF commenta che, "Quando si utilizzano le misurazioni SMOS nel nostro sistema di previsione operativa, si ottiene una migliore descrizione della distribuzione spaziale dell'acqua nel suolo.

"Si tratta di misurazioni importanti per comprendere le complesse interazioni tra la superficie terrestre e l'atmosfera, che è cruciale per il nostro sistema di previsione."

Il tempo è un processo complesso e una buona previsione dipende in gran parte dalla conoscenza dell'atmosfera terrestre fornita attraverso una varietà di osservazioni dai satelliti, dati in loco, palloncini, boe e altri sistemi di osservazione.

Questi dati devono essere disponibili rapidamente per essere utili per le previsioni. La produzione di misurazioni geofisiche dell'umidità del suolo richiede circa otto ore dopo il rilevamento.

Una tecnica intelligente utilizzata per accelerare la produzione di questi dati è l'apprendimento automatico, ad esempio utilizzando una rete neurale artificiale, che calcola i valori di umidità del suolo dal satellite in pochi secondi. È stato adattato da CESBIO e LERMA per generare le informazioni necessarie per le previsioni operative.

"Le tecniche di apprendimento automatico sono efficienti dal punto di vista computazionale e sono strumenti molto veloci per elaborare rapidamente grandi set di dati. L'utilizzo delle reti neurali è stata la chiave per l'integrazione delle misurazioni SMOS in tempo per le previsioni del tempo, " afferma Nemesio Rodriguez-Fernandez del CESBIO, e chi ha progettato e addestrato la rete neurale prima dell'integrazione operativa effettuata da ECMWF.

L'utilizzo delle misurazioni di un satellite esploratore della Terra in operazioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7, è un risultato importante. Finora, solo le misurazioni SMOS a terra vengono utilizzate per supportare le previsioni meteorologiche generali. Considerando che SMOS fornisce informazioni in tutte le condizioni atmosferiche, SMOS fornisce anche nuove informazioni per il monitoraggio degli uragani e la misurazione del ghiaccio marino sottile.

Nel futuro, le informazioni fornite da SMOS sugli oceani e sulle regioni polari possono essere utilizzate anche in combinazione con modelli del sistema Terra e sistemi di assimilazione dei dati.

Scienziato della missione SMOS dell'ESA, Matthias Drusch, disse, "L'integrazione delle misurazioni SMOS nel sistema di previsione dell'ECMWF è stata un'impresa importante iniziata più di 15 anni fa. Questa storia di successo mostra come i modelli e persino le applicazioni operative traggono vantaggio dalle nuove osservazioni".

Finora, SMOS è l'unico satellite esploratore della Terra che fornisce misurazioni operative per le previsioni meteorologiche globali a medio raggio. Attualmente, i dati della missione ESA"S Aeolus sono in fase di test presso l'ECMWF per un sistema di previsione operativo da utilizzare nel prossimo futuro.