Le missioni di misurazione delle precipitazioni (PMM) della NASA hanno raccolto pioggia e neve dallo spazio per quasi 20 anni, e per la prima volta nel 2019, gli scienziati possono accedere all'intero record di PMM come un unico set di dati.

Il PMM include due missioni:la missione di misurazione delle precipitazioni tropicali (TRMM), che ha orbitato intorno alla Terra dal 1997 al 2015, e il suo successore, la missione congiunta NASA-JAXA Global Precipitation Measurement (GPM), che raccoglie dati dal 2014. Quest'anno, però, il progetto GPM ha aggiornato i suoi algoritmi di dati per calibrare e incorporare i dati TRMM nella sua versione, dando ai ricercatori, modellisti e meteorologi accedono all'intero record di 19 anni.

Essendo in grado di confrontare e confrontare dati passati e presenti, i ricercatori sono meglio informati per rendere più accurati i modelli climatici e meteorologici, capire meglio la pioggia normale ed estrema e le nevicate in tutto il mondo, e rafforzare le applicazioni per i disastri attuali e futuri, malattia, gestione delle risorse, produzione di energia e sicurezza alimentare.

Guardare le precipitazioni per migliorare il mondo

GPM fornisce una vista quadridimensionale della pioggia, neve, nevischio e tempeste dallo spazio:non solo registra le dimensioni di goccioline o pellet, ma quanto sono pesanti le precipitazioni e come cambiano nel tempo. Questa prospettiva è utilizzata non solo per la scienza globale, come studiare i cicli dell'acqua e dell'energia della Terra e individuare condizioni meteorologiche estreme in tutto il mondo, ma è utile anche per studiare singoli eventi, come uragani o siccità.

L'algoritmo di firma di GPM è il recupero multisatellite integrato per GPM, o IMMERG. IMERG calibra e combina i dati dal suo satellite principale, l'Osservatorio GPM Core, e la Costellazione GPM, un gruppo di satelliti internazionali che forniscono dati a GPM mentre svolgono anche le proprie missioni. Mentre il prodotto IMERG completo richiede tempo per essere elaborato e preparato, genera anche un riepilogo quasi in tempo reale delle precipitazioni globali ogni mezz'ora, che è utile per applicazioni sensibili al fattore tempo come le previsioni del tempo e il ripristino di emergenza.

Ricercatori, soccorritori, gli operatori sanitari e i gestori delle risorse utilizzano i dati IMERG per vedere come le precipitazioni hanno modellato gli eventi in passato, per aiutarli a prepararsi per eventi simili in futuro. Creando un affidabile, linea di base pluridecennale di pioggia e neve, IMERG mostra come le precipitazioni possono deviare dal normale, modelli informativi che predicono i raccolti, epidemie e smottamenti.

I dati IMERG supportano anche applicazioni come la gestione delle risorse idriche, ha detto Andrea Portier, Coordinatore delle applicazioni di GPM. Per esempio, nella nazione Navajo, situato nel sud-ovest degli Stati Uniti, i dati sulle precipitazioni sono fondamentali per i gestori delle risorse idriche che controllano la scarsità di acqua per l'agricoltura, bere e prendersi cura degli animali. Le misurazioni e le mappe delle precipitazioni GPM li aiutano a sapere quali aree sono a rischio di siccità.

Guardare il passato per predire il futuro

Lo studio dei dati IMERG da una prospettiva più lunga offre agli scienziati una visione diversa:quali regioni hanno ricevuto più o meno precipitazioni, dove si sono abbattute le più grandi tempeste, come cambiano le precipitazioni durante le stagioni?

"Negli ultimi cinque anni, con GPM, abbiamo avuto un set di dati di precisione multi-satellite che copre praticamente tutto il mondo, " disse George Huffman, Scienziato capo di IMERG e vice scienziato del progetto di GPM. "Ma cinque anni sono pochi. Avevamo bisogno di qualcosa di più lungo... estendere il record multi-satellite su tutte le due missioni ci dà la possibilità di ottenere statistiche a lungo termine e analizzare le condizioni passate".

Un'importante applicazione per i dati sulle precipitazioni passate è nei modelli meteorologici e climatici, la base per studiare il tempo a breve termine e il clima a lungo termine a livello regionale e globale. Gli scienziati utilizzano sofisticati programmi per computer per analizzare grandi quantità di dati osservati sulla temperatura dell'aria, pressione atmosferica, vento, precipitazione, umidità del suolo e molte altre variabili. Questi programmi per computer generano quindi previsioni per il tempo a breve termine o il clima a lungo termine.

"Abbiamo bisogno del passato per modellare il futuro. Il passato ci fornisce la linea di base di cui abbiamo bisogno per comprendere gli eventi futuri, " disse Dalia Kirschbaum, Vice scienziato del progetto per le applicazioni di GPM. "Per esempio, in caso di condizioni meteorologiche estreme, come uragani, possiamo capire meglio cosa significa "estremo" se abbiamo una linea di base per il confronto. Questo aggiornamento è una pietra miliare poiché supporta stime delle precipitazioni più accurate che possono essere utilizzate come "verità di base" per lavorare verso previsioni future più accurate".

Un'altra serie di processi che il team spera di comprendere in modo più completo sono i cambiamenti nelle precipitazioni dal giorno alla notte e attraverso le stagioni.

"Una delle cose importanti che stiamo cercando è capire come funziona il sistema Terra, " Huffman ha detto. "GPM ci fornisce informazioni su ciò che sta facendo l'ambiente e ci consente di osservare come le precipitazioni possono interagire con altre variabili del sistema terrestre, come l'umidità del suolo, qualità dell'aria e della vegetazione”.

Guardando indietro per vedere dove sono cadute pioggia e neve negli ultimi 19 anni, gli scienziati possono aiutare le persone di tutto il mondo a prepararsi per il futuro, da piogge localizzate di breve durata a piogge su larga scala, modelli decennali.

I dati di GPM e TRMM sono gratuiti e disponibili al pubblico. Il sito Web di PMM elenca i punti di accesso per vari set di dati e fornisce tutorial e webinar su come scaricarli e utilizzarli. I tutorial spaziano dall'accesso e dall'utilizzo di dati di base ad applicazioni specifiche, come la gestione delle inondazioni, agricoltura, e monitoraggio e risposta alla malattia. IMERG continuerà a fornire dati per tutta la durata della missione GPM, dovrebbe durare fino alla metà degli anni '30 o oltre.