CLIMA/ C’è un “termometro” in orbita che misura la febbre del Pianeta

- Mario Gargantini

MARIO GARGANTINI ci parla delle innovative tecniche di osservazione satellitare in cui l’Italia è in prima linea nello studio delle condizioni ambientali terrestri.

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Molti dibattiti e proclami sui cambiamenti climatici nel nostro Pianeta sono viziati da una tendenza a riprodurre affermazioni di principio o posizioni ideologiche, con poca attinenza ai dati e alle misure sul campo. C’è anche da dire che questi dati non sono poi così abbondanti. Benché i principali fenomeni atmosferici siano determinati dalle interazione tra l’atmosfera e le acque marine, sono ancora poche le serie di misure disponibili circa l’andamento di temperatura, pressione e umidità sopra gli oceani.

La situazione però sta cambiando grazie all’attività avviata dalla Agenzia Spaziale Italiana (ASI) con la missione ROSA (Radio Occultation Sounder for Atmosphere), una missione indirizzata a studiare le condizioni ambientali della Terra e dell’atmosfera che la circonda attraverso una tecnica di osservazione satellitare che permette di avere una visione globale e accurata del Pianeta.

Pochi giorni fa è stato messo in orbita il secondo strumento della tipologia di ROSA col lancio della missione Aquarius/SAC-D; un primo strumento era stato lanciato nel settembre 2009 sulla missione indiana Oceansat-2 e un terzo volo è previsto su un’altra missione indiana, la Megha-Tropique, che partirà nel secondo semestre 2011.

Il satellite della missione Aquarius/SAC-D – frutto di una cooperazione tra l’Agenzia Spaziale Argentina (CONAE), il Goddard Space Flight Center (GPFC) e il Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA – è ora su un’orbita eliosincrona a una quota di 657 km e porta il suo prezioso carico di strumenti per misurare la salinità degli oceani e per comprendere i legami tra la circolazione oceanica, il ciclo globale dell’acqua e il clima.

A bordo della sonda vi sono strumenti (realizzati dal CONAE) come un radiometro dedicato allo studio delle precipitazioni, una camera all’infrarosso NIRST per i fenomeni vulcanici e gli incendi e una camera pancromatica ad alta sensibilità per l’osservazione dei fulmini e l’inquinamento luminoso delle città. L’Agenzia Spaziale Francese (CNES) è presente con CARMEN, che studierà gli effetti della radiazione cosmica, la distribuzione di micro-particelle e i detriti spaziali.

E veniamo al contributo italiano, con lo strumento ROSA, realizzato dalla TAS-I, che misurerà i profili di temperatura, pressione e umidità dell’atmosfera, dal livello del mare sino a circa 100 km di altitudine; riuscirà inoltre a tracciare i profili del contenuto di elettroni nella ionosfera. Rosa produrrà oltre 600 profili al giorno, distribuiti uniformemente sulla superficie terrestre ed equivalenti a quelli ricavabili da circa 150 stazioni meteo; funziona quindi come una sorta di mega-termometro planetario.

E la mole di dati misurati è destinata a crescere con l’avvento delle nuove costellazioni di satelliti di navigazione. Il riferimento ai satelliti di navigazione ci porta direttamente al principio su cui si basa ROSA.

Lo strumento utilizza la tecnica della radio occultazione, una tecnica sviluppata originariamente per l’osservazione planetaria che qui sfrutta l’interazione dei segnali elettromagnetici emessi dai satelliti per la navigazione, come quelli GPS. È noto che il percorso di questi segnali è influenzato dalle caratteristiche dell’atmosfera: quando un segnale attraversa l’atmosfera terrestre la sua traiettoria viene rifratta e quindi deviata secondo un angolo che dipende da vari parametri, tra cui temperatura, pressione e umidità dell’aria.

Nello specifico, una “occultazione” avviene quando un satellite GPS che sorge o che tramonta dietro l’orizzonte della Terra è visto da un altro satellite posto su un’orbita più bassa, che riesce quindi a rilevare il segnale radio. Conoscendo con precisione la posizione relativa dei satelliti in ogni momento, è possibile ottenere accurate misurazioni degli indici di rifrazione del segnale nell’atmosfera, da cui derivare poi i valori di temperatura, pressione e umidità.

Lo strumento ROSA è in grado di misurare profili verticali dell’atmosfera con una elevata risoluzione, circa 200 metri in verticale nella troposfera e 1000 metri nella stratosfera, e con elevata accuratezza termica (meno di un grado Kelvin in troposfera e bassa stratosfera).

Tutti i dati scientifici della missione vengono scaricati oltre che in Argentina anche presso il Centro ASI di Matera e sono disponibili per la comunità scientifica italiana. I numeri quindi non mancheranno. Si tratta ora di elaborarli e di dar loro la priorità rispetto alle idee.

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