Il mare e l’economia dello spazio devono convivere per osservare meglio i fenomeni
Il livello medio globale del mare (GMSL) è aumentato di 0,20 [da 0,15 a 0,25] m nel periodo dal 1901 al 2018 con un tasso di aumento che è accelerato dagli anni ’60 a 3,7 [da 3,2 a 4,2] mm anno-1 per il periodo 2006-2018 (elevata fiducia, il che significa che gli esperti dell’IPCC hanno un’elevata fiducia in questi risultati). L’attività umana è stata molto probabilmente il principale motore dell’aumento osservato del GMSL dal 1970, e nuove prove osservative portano a un aumento del livello del mare valutato nel periodo dal 1901 al 2018 che è coerente con la somma delle singole componenti che contribuiscono all’innalzamento del livello del mare, inclusa l’espansione dovuta al riscaldamento degli oceani e allo scioglimento dei ghiacciai e delle calotte glaciali (confidenza alta)” (IPCC 2022).
In futuro, il probabile aumento compreso tra 1 e 1,7 milioni del livello del mare entro il 2150 negli scenari Shared Socioeconomic Pathways (SSP), mostrati nella Figura 2.
L’innalzamento del livello del mare colpisce case, attività commerciali e habitat, in particolare per le aree basse, altamente popolate, altamente produttive e sensibili dal punto di vista ambientale. La Figura 3 mostra un’immagine satellitare di New Orleans, Louisiana, lungo la costa del Golfo degli Stati Uniti. I dati satellitari provenienti da decenni di osservazioni aiutano i ricercatori a distinguere i fattori naturali e quelli causali dall’uomo dell’innalzamento del livello del mare, per prepararsi al futuro.
Prima dell’avvento della tecnologia di osservazione satellitare, il monitoraggio dei cambiamenti globali del livello del mare poteva basarsi solo su osservazioni effettuate dalle stazioni di marea di tutto il mondo. La copertura spaziale delle stazioni di marea è limitata e le stazioni di marea possono osservare solo i cambiamenti del livello del mare vicino alla costa. Dalla metà degli anni ’70, gli scienziati hanno iniziato a utilizzare l’altimetria satellitare per studiare i cambiamenti globali del livello del mare.Nel 1992 è stato lanciato il moderno satellite altimetro oceanico ad alta precisione (TOPEX/Poseidon), finanziato congiuntamente dal Centro nazionale francese per le scienze spaziali (CNES) e dalla NASA, e da allora è stata lanciata una serie di moderni satelliti altimetro oceanico ad alta precisione. lanciato, e l’osservazione e la ricerca del cambiamento globale del livello del mare sono entrate in un nuovo periodo storico (Cole 2019).
Innalzamento continuo del livello medio globale del mare durante l’era dell’altimetro satellitare
Le serie TOPEX/Poseidon e Jason (Jason-1, Jason-2 e Jason-3) di missioni radar altimetriche satellitari hanno consentito tempi del livello medio globale del mare, come mostrato nella Figura 4. L’andamento nel grafico rende ovvio che l ‘innalzamento medio del livello del mare durante l’era dell’altimetro satellitare (Watson et al. 2015). A scala regionale, l’espansione termica dell’oceano è la causa principale dei modelli di andamento spaziale osservati dall’altimetria satellitare (Cazenave, Palanisamy e Ablain 2018) e la perdita di ghiaccio dalle calotte glaciali della Groenlandia e dell’Antartide e dai ghiacciai terrestri è ora la principale causa. contributore all’innalzamento del livello del mare (Pörtner et al. 2019).Dal 1970, l’oceano globale ha assorbito più del 90% del calore in eccesso nel sistema climatico e dal 1993 il tasso di riscaldamento degli oceani è aumentato. Un record è stato raggiunto nel 2020 (Cheng et al.
Miglioramento e avanzamento di Sentinel-6
La prossima generazione di altimetri ad alta precisione, Jason-CS/Sentinel-6, comprende due satelliti identici con il primo Sentinel-6 Michael Freilich (S6-MF) lanciato nel novembre 2020 e il secondo, satellite B, previsto per il lancio nel 2025. I satelliti Jason-CS/Sentinel-6 estenderanno questa eredità almeno fino al 2030, fornendo una registrazione di quasi 40 anni di dati satellitari, insieme ai cambiamenti nelle correnti e nelle condizioni oceaniche. La missione Sentinel-6 si concentra specificamente sulle misurazioni dell’innalzamento del livello del mare e sulle misurazioni dello stato del mare. La Figura 5 presenta una panoramica riepilogativa del sistema Sentinel-6. La Figura 6 mostra diverse viste dell’S6-MF.Il dottor Donlon, scienziato della missione Sentinel-6 presso l’Agenzia spaziale europea (ESA), ha dichiarato: “Basandosi su una lunga serie di missioni con altimetro a doppia frequenza del patrimonio europeo, L’altimetro Poseidon-4 di Sentinel- 6 è stato progettato per portare nuove misurazioni radar ad apertura sintetica in banda Ku ad alta risoluzione nelle serie temporali di riferimento dell’altimetria” (EUMETSAT 2021). La Figura 7 mostra il miglioramento del rumore della gamma Sentinel-6 rispetto a Jason-3.
La Figura 8 mostra l’immagine della penisola di Ozero Nayval, Russia, da diversi satelliti. La penisola di Ozero Nayval è circondata da una regione montuosa e si trova nella parte orientale dello stretto di Bering. Ha un’unica laguna bassa e delimitata dalla terra, vari elementi fluviali e lacustri che sono chiaramente visibili nell’immagine e contrassegnati insieme al tracciato terrestre di S6MF mentre attraversa la regione, mostrato nella Figura 8 (a). A differenza dell’immagine Sentinel-1, il radar Sentinel-6 Poseidon-4 illumina la scena dall’alto verso il basso dell’immagine. In questo caso, si possono vedere chiaramente le strutture delle onde oceaniche e la rifrazione delle onde sulla costa meridionale.Nella parte superiore dell’immagine sono visibili inevitabili ambiguità di portata. Le prestazioni a basso rumore delle misurazioni di Poseidon-4 sono chiaramente rivelate in questo sorprendente risultato.
Il dottor Donlon (ESA 2021) ha spiegato: “Stabilire le differenze tra Sentinel-6 e Jason-3 è importante se si vuole mantenere la stabilità nelle serie temporali dell’innalzamento del livello del mare proveniente dall’altimetria satellitare con basse incertezze.
Le misurazioni mostrano che la differenza assoluta tra le misurazioni di Sentinel-6 e Jason-3 è inferiore a 2 mm, il che è notevole per due satelliti indipendenti che lavorano ad un’altitudine di 1330 km. Dottor Donlon (ESA 2021)
Applicazioni e sfide della tecnologia altimetrica satellitare
La complessità del cambiamento globale del livello del mare nei domini spaziali e temporali supera di gran lunga la portata cognitiva basata sui dati di osservazione delle stazioni di marea superficiali del passato. I dati sul livello del mare osservati dalle stazioni di marea sono discontinui nello spazio e mancano nel mezzo dell’oceano. L’ora di inizio e l’intervallo di osservazione da diverse stazioni di marea sono diversi. Mentre l’osservazione tramite altimetria satellitare fornisce dati spazio-temporali. È continuo nello spazio e può coprire la più ampia gamma dell’oceano.L’applicazione dell’altimetria satellitare, facilitata ad esempio da Sentinel-6, è principalmente quella di misurare la topografia della superficie del mare con elevata precisione e affidabilità e inoltre di supportare i sistemi di previsione oceanica, il monitoraggio ambientale e il monitoraggio del clima .
Un aumento del valore dei dati e dell’efficienza delle applicazioni di telerilevamento satellitare sarà probabilmente correlato ai successi in:
- Aumentare sia la copertura che la risoluzione nelle registrazioni spaziali e temporali delle osservazioni;
- Aumentare il contenuto informativo delle osservazioni utilizzando strumenti satellitari con capacità migliorate ed esplorando le sinergie di osservazioni complementari;
- Raggiungere la continuità nelle osservazioni satellitari coerenti e nei set di dati a lungo termine garantendo sufficiente compatibilità e concordanza dei set di dati passati, presenti e futuri necessari per accumulare registrazioni climatiche.
Conclusione
L’innalzamento del livello del mare è un indicatore chiave del cambiamento climatico. Pertanto, monitorare attentamente il cambiamento dell’altezza della superficie del mare nel corso di decenni è essenziale per la scienza del clima, per l’elaborazione delle politiche e, in ultima analisi, per proteggere la vita di coloro che vivono nelle regioni basse a rischio .
Negli ultimi decenni il telerilevamento satellitare è diventato uno degli strumenti più efficienti per monitorare i cambiamenti del livello del mare su scala spaziale locale, regionale e globale. Le passate missioni Jason e le attuali missioni come Copernicus Sentinel-6 sono soluzioni uniche per fornire informazioni accurate su questa tendenza, osservandola e monitorandola accuratamente, oltre a rivelare l’allarmante accelerazione dell’aumento.
È importante e urgente che la comunità internazionale agisca per combattere il cambiamento climatico ei suoi impatti. Preparare la nostra resilienza e capacità di adattamento all’innalzamento del livello del mare come effetto del cambiamento climatico è una priorità assoluta per i decenni a venire, come riflesso anche negli Obiettivi di sviluppo sostenibile (SDG 13). Dagli scenari SSP possiamo osservare che il fenomeno dell’innalzamento del livello del mare sta accelerando più velocemente del previsto. Le tecnologie spaziali avanzate sono fondamentali per rafforzare la resilienza e la capacità di adattamento ai rischi legati al clima e ai disastri naturali in tutti i paesi.
Fonte : ONOOSA – Space4water
