Il ruolo dei satelliti nella lotta al cambiamento climatico

Per comprendere sempre meglio il cambiamento climatico in corso e poter attuare opportune strategie di contrasto e di mitigazione dei suoi effetti, le Nazioni Unite per anni hanno spinto insistentemente affinché si realizzasse un programma coordinato di osservazioni sistematiche della Terra e del suo clima.

Nel corso degli anni, infatti, si è andato sempre più chiarendo che per comprendere l'attuale clima e per prevederne l’evoluzione futura è indispensabile una comprensione del sistema Terra nel suo complesso; cioè, è necessario conoscere condizioni meteorologiche, clima, oceani, territorio, geologia, risorse naturali, ecosistemi e tutte le molteplici relazioni tra queste componenti.

Il progresso nella comprensione del sistema Terra nel suo complesso e, quindi, del cambiamento climatico dipende in modo critico dalla possibilità di avere osservazioni accurate e di alta qualità con una risoluzione sufficiente sia nel tempo che nello spazio.

Quali grandezze osservare per capire come cambia il clima

Esistono numerose grandezze di tipo fisico, chimico e biologico che caratterizzano la superficie terrestre e la sua atmosfera. Tuttavia, tra queste alcune grandezze meglio di altre permettono in maniera critica di caratterizzare il clima terrestre. Proprio queste vengono chiamate variabili climatiche essenziali (ECV).

Per quanto riguarda la superficie terrestre sono grandezze come la temperatura del suolo e la temperatura a 2m, la precipitazione, l'umidità, pressione al suolo, intensità e direzione dei venti superficiali,...

Per quanto riguarda l'atmosfera sono grandezze come la temperatura, le proprietà delle nuvole, il numero di fulmini,...

Per quanto riguarda la composizione dell'atmosfera sono le proprietà degli aerosol, dei gas serra, dell’ozono, ...

Nel complesso sono state individuate ben 55 variabili climatiche essenziali che vengono misurate sia da terra che dallo spazio.

Il vantaggio delle osservazioni da satellite rispetto a quelle da terra è notevole in quanto uno stesso satellite riesce a osservare tutta la superficie terrestre (esattamente dipende dal tipo di orbita) fornendo misure omogenee delle grandezze misurate e potendo accedere ai più alti strati atmosferici non accessibili da terra.

Come viene coordinata l'attività osservativa

Per il coordinamento dell’osservazione dallo spazio di queste variabili essenziali, nel 1992 è nato il Global Climate Observing System (GCOS). Si tratta di un'organizzazione internazionale di osservazione del clima alle cui attività partecipano numerose agenzie internazionali tra cui l'Organizzazione meteorologica mondiale (WMO), l'UNESCO, il Consiglio internazionale della scienza (ISC).

Il Global Climate Observing System ha individuato ben 55 diverse variabili climatiche essenziali, alcune delle quali vengono osservate localmente (si pensi alle stazioni meteo), ma la maggior parte da satellite.

La tipologia e le proprietà dei satelliti necessari per l’osservazione vengono studiate dalla Commissione per le Osservazioni Satellitari della Terra (CEOS) e dal Gruppo di Coordinamento per i Satelliti Meteorologici (CGMS), che operano all’interno di un gruppo di lavoro, il Joint CEOS/CGMS Working Group on Climate (WGClimate).

Quale ruolo ha l'Europa

L’ESA (l’Agenzia Spaziale Europea), per tramite del suo ESA Climate Office, da diversi anni contribuisce al Global Climate Observing System con un’attività chiamata ESA Climate Change Initiative (cioè l’iniziativa dell’ESA per il cambiamento climatico).

Il contributo dell’ESA si articola sia nella gestione di un archivio in cui sono conservati oltre 40 anni di osservazioni di variabili climatiche essenziali, sia nel mantenere i suoi attuali satelliti di osservazione della Terra che nel progettarne di futuri.

Come si legge nel portale web dell’ESA, la sua missione è progettare lo sviluppo delle capacità spaziali dell’Europa e garantire che gli investimenti nello spazio continuino a portare benefici ai cittadini dell’Europa e del mondo.

L'attività osservativa effettuata dai satelliti è solo il primo passo. A questo seguono la trasmissione dei dati a Terra, la loro archiviazione, riduzione e analisi, interpretazione, e infine confronto con i modelli climatici.

I satelliti "Sentinel" dell'ESA

Tra i numerosi satelliti messi in orbita e sotto la responsabilità dell'ESA citiamo la flotta di satelliti "Sentinel".

I satelliti Sentinel fanno parte del programma Copernicus, il più ambizioso programma europeo di osservazione della Terra dallo spazio.

Sentinel-1 consiste di due satelliti Sentinel-1A e Sentinel-1B, in orbita polare, realizzati per il monitoraggio radar diurno e notturno di tutte le condizioni meteo su oceani e terraferma. Il Satellite 1A, dismesso nel 2022, verrà sostituito dal Sentinel 1C.

Sentinel-2 consiste di due satelliti Sentinel-2A e Sentinel-2B in orbita polare, realizzati per il monitoraggio multi-spettrale della terraferma e delle coste, fornisce immagini della vegetazione, della copertura del suolo e dell'acqua, dei corsi d'acqua interni e delle aree costiere.

Sentile-3 consiste di due satelliti Sentinel-3A e Sentinel-3B, è una missione multi-strumento per misurare la topografia della superficie del mare, la temperatura della superficie del mare e della terraferma, il colore dell'oceano e del terreno con precisione e affidabilità di alto livello. La missione supporta i sistemi di previsione oceanica, nonché il monitoraggio ambientale e climatico.

Sentinel-5 Precursor – noto anche come Sentinel-5P – è il precursore di Sentinel-5 per fornire dati tempestivi su una moltitudine di gas in tracce e aerosol che influiscono sulla qualità dell’aria e sul clima.

Sentinel-6 trasporta un altimetro radar per misurare l'altezza globale della superficie del mare, principalmente per l'oceanografia operativa e per gli studi sul clima.

Sentinel-4 e 5 verranno messi in orbita nel prossimo futuro.