Innalzamento del livello del mare ed erosione delle coste: monitorare con i satelliti gli effetti del cambiamento climatico

30 novembre 2021
Ne parliamo con Daniele Pellegrino, Product Manager del Geo Information Centre presso e-GEOS.

Tecnologie satellitari al servizio dell’uomo e del Pianeta, raccontate attraverso le immagini del calendario 2021 di Telespazio ed e-GEOS “Love Planet Earth” realizzato in collaborazione con National Geographic Italia. Nella tappa di novembre scopriamo il ruolo che i satelliti possono avere, in particolare, nel monitoraggio e nell’analisi di fenomeni quali l’innalzamento del livello del mare e l’erosione delle coste. 

Gli oceani coprono tre quarti della superficie terrestre, con il 97% dell’acqua sulla Terra, e più di 3 miliardi di persone dipendono dalla biodiversità marina per il loro sostentamento. Questi numeri ci invitano a riflettere sull’importanza della salvaguardia del mare e delle coste e su come la tecnologia satellitare possa fornire un aiuto decisivo nel perseguimento dell’obiettivo di sviluppo sostenibile dell’Agenda ONU n. 13 “Lotta contro il cambiamento climatico”

South Tarawa, Kiribati. Kompsat-3A Image © KARI (2020)

Calendario “Love Planet Earth” – Scatti associati al mese di novembre 2021

L’immagine satellitare cattura South Tarawa, la capitale dell’arcipelago delle Kiribati, situato nel Pacifico centrale. La maggior parte di queste isole non supera i due metri d’altezza e la popolazione, pari a circa 100mila abitanti, vive in un ambiente particolarmente esposto ai cambiamenti climatici. 
L’immagine di National Geographic ritrae alcuni bambini tra le strade allagate della città per le sempre più frequenti maree, causate dall’innalzamento dell’oceano a seguito dei cambiamenti climatici. Nel monitorare questi fenomeni, la tecnologia spaziale fornisce un importante contributo attraverso programmi internazionali nei quali Leonardo svolge un ruolo da protagonista nella realizzazione dei satelliti, attraverso Thales Alenia Space, nell’acquisizione dei dati e nei servizi e nelle applicazioni da questi rese possibili, con Telespazio ed e-GEOS, e nello sviluppo dei sensori, gli “occhi” dei satelliti, molti dei quali nascono proprio nei laboratori di Leonardo.

Lo sviluppo delle potenzialità offerte dalle tecnologie spaziali a supporto della crescita sostenibile del Pianeta è uno dei pilastri del piano strategico “Be Tomorrow – Leonardo 2030” e del Piano di Sostenibilità di Leonardo. 

Ne parliamo con Daniele Pellegrino, Product Manager del Geo Information Centre presso e-GEOS.
 

Daniele Pellegrino

Cosa possono fare i satelliti per monitorare il fenomeno dell’innalzamento del livello del mare e dell’erosione delle coste?

Secondo alcuni studi, se le attuali emissioni di gas serra non verranno ridotte, entro fine secolo l’innalzamento del livello del mare potrà arrivare a circa un metro. Recenti ricerche hanno addirittura rivisto al rialzo questa stima che nello scenario più pessimistico prevederebbe un range compreso tra 1,5 e 2 metri. Tuttavia, anche in caso di riduzione delle emissioni, l’innalzamento previsto oscillerebbe comunque tra i 30 ed i 60 cm. In Italia i comuni costieri contano una popolazione di circa 16,9 milioni di abitanti, ovvero il 30% della popolazione italiana e in Europa, tra le nazioni che affacciano sul mare, quasi il 50% della popolazione vive a meno di 50 km dalla costa. Solo questi numeri dovrebbero già farci comprendere l’importanza che ricopre oggi il tema della salvaguardia delle aree costiere. Le coste, che rappresentano la transizione tra l’ambiente marino e quello terrestre, costituiscono pertanto un ambiente peculiare, altamente urbanizzato e particolarmente critico per gli equilibri del Pianeta: sono soggette a erosione da parte del mare e portano in mare l’inquinamento prodotto a terra. Il satellite può monitorare con efficienza i due aspetti di questo fenomeno, grazie alla sua capacità di controllare vaste aree di territorio con una frequenza ormai giornaliera. Permette, inoltre, di analizzare le modalità in cui l’opera dell’uomo incide sull’ambiente costiero. In questo ambito, Telespazio UK sta portando avanti un progetto pilota sulla Gold Coast australiana, una zona che storicamente ha problemi di erosione, aggravati anche da tifoni e tempeste che, periodicamente, spazzano con violenza quella zona. Altri esempi di impiego riguardano il controllo della qualità delle acque del mare attraverso il monitoraggio di parametri come la salinità, la concentrazione di materiali sospesi, la materia organica disciolta colorata (CDOM), la clorofilla: il vantaggio rispetto alle misurazioni “in situ” è che il satellite può fornire informazioni su un’area molto vasta nello stesso istante. E sempre grazie al satellite è possibile monitorare l’andamento delle onde e del vento tramite particolari algoritmi di inversione da immagini radar. Inoltre gli “occhi” dei satelliti risultano essere strumenti molto utili anche per la gestione delle emergenze. Pensiamo, ad esempio, allo sversamento di idrocarburi da una nave: è possibile capire immediatamente le dimensioni della macchia d’olio, constatare la sua deriva (anche grazie ai dati su onde e vento) e prevedere se potrà o meno arrivare sulle spiagge con tutte le conseguenze che questo comporta. Sul fronte delle emergenze è possibile, inoltre, effettuare un’analisi delle frane costiere e del fenomeno della subsidenza con tecniche di interferometria da SAR, che permettono di valutare le variazioni altimetriche del suolo e i loro trend. Questo rappresenta un supporto importante per i decisori perché consente di capire, ad esempio, se un’area può essere edificabile oppure no. Un altro contributo dei satelliti è legato al supporto che possono dare, anche in termini di pianificazione, per individuare dove installare le piattaforme eoliche off shore, sulla base dell’andamento delle onde e del vento su una certa area. Tramite una nostra piattaforma dedicata, siamo in grado di mostrare in maniera semplice e intuitiva una grande quantità di informazioni estratte da dati satellitari e di utilità nella gestione dell’ambiente costiero. Tra queste, la piattaforma è in grado ad esempio di effettuare una mappatura dell’andamento delle linee di costa estratte da satellite, ma anche delle opere di difesa costiera per dare la possibilità a chi analizza questi dati di avere cognizione della loro reale efficacia.

Quali sono le peculiarità e i vantaggi del servizio della piattaforma? 

e-GEOS ha creato una soluzione che si chiama Geo Information Centre, una piattaforma in grado di fornire ai clienti prodotti a valore aggiunto basati su immagini satellitari. Questo strumento permette di integrare sistemi, processori, algoritmi e diverse piattaforme applicative come se fossero dei Lego, in un’unica soluzione “end to end”. Questo dà al cliente la possibilità di usufruire di servizi on demand che gli consentono di scegliere in autonomia l’immagine satellitare, elaborarla, guardarla e decodificarla attraverso un’unica piattaforma web. Per quanto riguarda il monitoraggio delle coste e-GEOS fornisce al cliente una piattaforma che semplifica la complessità, automatizzando tutto ciò che è possibile automatizzare, consentendo di ottenere così le elaborazioni desiderate attraverso pochi passaggi. Quando il prodotto scelto è pronto il cliente riceve un link con il quale accede alla piattaforma e osserva il dato e l’informazione che ha selezionato. A questa può sovrapporre diversi dati, utili per ampliare il quadro generale. Dalla piattaforma ci si può collegare a servizi esterni, come ad esempio quelli di ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) per l’inventario delle frane costiere. Il servizio offerto da e-GEOS mette inoltre a disposizione un laboratorio virtuale che consente di sviluppare e sperimentare nuovi algoritmi accedendo a una grande mole di dati e, senza doverli scaricare, elaborarli in cloud sfruttando le risorse della piattaforma. I risultati possono essere condivisi all’interno della comunità dei ricercatori con l’obiettivo di aumentare la conoscenza e sviluppare nuovi prodotti da rendere disponibili on demand.

Oltre a questo, quali altri utilizzi sono offerti dalla piattaforma? 

La piattaforma può interessare clienti che si occupano di energie rinnovabili – e che necessitano di monitorare un fenomeno come il moto ondoso – ma anche enti come le ARPA (Agenzie Regionali per la Protezione dell’Ambiente), che si occupano di monitoraggio ambientale, ed enti di protezione civile per il monitoraggio delle emergenze. La piattaforma può essere utilizzata, inoltre, per la pianificazione del territorio, per il monitoraggio del dissesto idrogeologico delle coste, degli inquinanti in mare, dello stato di salute dell’acqua, dei cambiamenti climatici e dei loro effetti sull’innalzamento del livello del mare. Grazie al satellite è possibile, quindi, monitorare sia il livello di innalzamento del mare sia l’erosione costiera che, occorre sottolineare, non sempre sono fenomeni collegati. Dal 2012 ad oggi, ad esempio, abbiamo effettuato un monitoraggio sulla costa del Circeo, nella Regione Lazio. La piattaforma offre uno strumento in grado di muovere tutte le linee di costa registrate negli anni, e le presenta in sequenza con la relativa data di acquisizione con la possibilità di cogliere immediatamente gli spostamenti della linea di costa nel tempo, come in una sorta di timelapse. Dai dati è emerso che in alcuni casi la costa è avanzata e in altri è arretrata, non registrando, in sostanza, nel periodo osservato, nessuna variazione degna di nota.

Per ulteriori approfondimenti sulle tecnologie e soluzioni di osservazione della Terra leggi le altre interviste.

Scopri il calendario Love Planet Earth 2021

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