Mantenere gli occhi puntati sul cambiamento del livello del mare dallo spazio


Le aree costiere di tutto il mondo – come il delta del fiume Zambesi mostrato in un’immagine satellitare di Landsat 8 – stanno affrontando le conseguenze di un pianeta in via di riscaldamento, tra cui siccità e inondazioni, oltre al cambiamento del livello del mare.

La missione satellitare Sentinel-6/Jason-CS aggiungerà ad un set di dati a lungo termine sul livello del mare che è diventato il gold standard per gli studi climatici dall’orbita.


Nel corso di quasi tre decenni, una serie ininterrotta di satelliti ha girato intorno al nostro pianeta, misurando diligentemente il livello del mare. Le continue registrazioni di altezza dell’oceano che hanno costruito ha aiutato i ricercatori a rivelare il funzionamento interno di fenomeni meteorologici come El Niño e a prevedere quanto l’oceano potrebbe invadere le coste di tutto il mondo. Ora, ingegneri e scienziati stanno preparando due satelliti identici da aggiungere a questa eredità, estendendo il set di dati per un altro decennio.

Entrambi i veicoli spaziali fanno parte della missione Sentinel-6/Jason-CS (Continuity of Service), una collaborazione tra Stati Uniti ed Europa che mira ad effettuare alcune delle misurazioni più accurate del livello del mare in tutto il mondo. Il primo satellite lanciato, Sentinel-6 Michael Freilich, partirà a novembre. Il suo gemello, Sentinel-6B, partirà nel 2025. Entrambi valuteranno il livello del mare inviando segnali elettromagnetici verso l’oceano e misurando il tempo necessario per il ritorno alla navicella.

“Questa missione continuerà il lavoro inestimabile di misurare accuratamente l’altezza della superficie del mare”, ha detto Karen St. Germain, direttore della Divisione Scienze della Terra della NASA. “Queste misurazioni ci permettono di capire e prevedere i cambiamenti del livello del mare che interesseranno le persone che vivono nelle regioni costiere di tutto il mondo”.

Il satellite si baserà sugli sforzi iniziati nel 1992 con il lancio della missione TOPEX/Poseidon e che sono proseguiti con altre tre missioni nel corso degli anni: Jason-1, OSTM/Jason-2, e Jason-3. Sentinel-6/Jason-CS mira ad estendere il set di dati sul livello del mare di quasi 30 anni che queste precedenti missioni hanno costruito per altri 10 anni.

Misurare l’altezza dell’oceano dà agli scienziati un’indicazione in tempo reale di come il clima della Terra stia cambiando, ha detto Josh Willis, project scientist della missione presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California. Gli oceani assorbono circa il 90% del calore in eccesso dal clima caldo del pianeta. L’acqua del mare si espande man mano che si riscalda, con il risultato di circa un terzo dell’innalzamento del livello medio globale moderno del mare. Il resto è dovuto allo scioglimento dei ghiacci provenienti da fonti terrestri come i ghiacciai e le calotte di ghiaccio.

Per capire come l’innalzamento del livello del mare influenzerà l’umanità, i ricercatori devono sapere quanto velocemente questo sta accadendo, ha detto Willis.

“I satelliti sono lo strumento più importante per dirci questo tasso”, ha spiegato. “Sono una sorta di campanello d’allarme per questo strisciante impatto del riscaldamento globale che inonderà le coste di tutto il mondo e colpirà centinaia di milioni di persone”.

Attualmente, il livello del mare aumenta in media di 3,3 millimetri all’anno, più del doppio rispetto all’inizio del XX secolo. “Entro il 2050, avremo una linea di costa diversa da quella attuale”, ha detto Willis.

“Mentre sempre più persone si spostano verso le regioni costiere e le megalopoli costiere continuano a svilupparsi, l’impatto del cambiamento del livello del mare sarà più profondo su queste società”, ha detto Craig Donlon, scienziato del progetto di missione dell’Agenzia Spaziale Europea.

Questo grafico mostra l’aumento del livello medio globale del mare da gennaio 1993 a gennaio 2020. La misurazione viene effettuata utilizzando i dati raccolti dai predecessori della missione Sentinel-6/Jason-CS, le missioni satellitari TOPEX/Poseidon, Jason-1, OSTM/Jason-2 e Jason-3.

Le informazioni raccolte da Sentinel-6 Michael Freilich si uniranno a un set di dati che è diventato il gold standard per gli studi sul clima dallo spazio. Questo perché la catena di satelliti sovrapposti che ha avuto inizio con il TOPEX/Poseidon ha misurato continuamente le altezze degli oceani fin dai primi anni ’90. Questa continuità è la chiave del successo di questo dataset.

Alcuni dei set di dati a lungo termine su cui si basano gli scienziati del clima, come la temperatura degli oceani o l’altezza delle maree, presentano lacune o importanti cambiamenti nelle modalità di raccolta dei dati (come prima e dopo l’inizio delle registrazioni satellitari) che rendono difficile la comprensione del segnale climatico a lungo termine. I ricercatori devono tenere conto di queste variazioni per garantire che i loro risultati siano veramente rappresentativi dei fenomeni che stanno osservando.

I satelliti che hanno seguito il TOPEX/Poseidon – Jason-1, OSTM/Jason-2, e Jason-3 – hanno volato nella stessa orbita l’uno sull’altro, ogni lancio prima che il più vecchio venisse disattivato. Quando il Sentinel-6 Michael Freilich partirà alla fine di quest’anno, orbiterà intorno alla Terra 30 secondi dietro il satellite Jason-3, lanciato nel 2016. Gli scienziati passeranno quindi un anno a calibrare i dati raccolti dai due satelliti per garantire la continuità delle misurazioni da una missione all’altra. Ingegneri e scienziati faranno la stessa calibrazione incrociata con il gemello del Sentinel-6 Michael Freilich tra cinque anni, quando la missione del suo predecessore si concluderà.

Senza questi satelliti e i dati che hanno raccolto, i ricercatori avrebbero una comprensione molto più approssimativa del tasso di innalzamento del livello del mare, così come di fenomeni come El Niño. Si tratta di uno schema meteorologico innescato da un enorme spostamento dei venti che normalmente soffiano da est a ovest attraverso l’Oceano Pacifico equatoriale. Un El Niño può spostare le correnti oceaniche e i modelli meteorologici globali, portando piogge torrenziali negli Stati Uniti sudoccidentali e scatenando siccità in Asia e Australia. La sua controparte, La Niña, può avere l’effetto opposto.

Una delle scoperte che emergono da questo set di dati sul livello del mare è l’effetto di vasta portata che El Niño e La Niña possono avere sul mondo. “Nel 2010, c’è stato un enorme La Niña che ha inondato vaste zone dell’Australia e del Sud-Est asiatico. Ha piovuto così tanto sulla terraferma che il livello globale del mare è sceso di un centimetro”, ha detto Willis. “Non avevamo idea che potesse avere un impatto così massiccio sul livello globale del mare”.

La visione globale che il satellite Sentinel-6 Michael Freilich fornirà, insieme ai dati sul livello del mare provenienti da modelli e stazioni di osservazione, fornirà informazioni preziose per i governi e le autorità locali incaricati di pianificare cose come l’innalzamento del livello del mare e le tempeste, ha detto Donlon.

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