L’osservazione della Terra dallo
\nspazio \u00e8 stata una delle prime applicazioni delle tecnologie spaziali.
\nClamorosa \u00e8 stata la scoperta – o meglio la conferma di quanto alcuni
\nricercatori avevano anticipato sulla base di studi teorici – del
\ndanneggiamento allo strato d’ozono arrecato dai gas clorofluorocarburi
\ngrazie al satellite Nimbus 7 della Nasa agli inizi degli anni Ottanta.
\nDa allora decine di satelliti si sono succeduti nello spazio per
\nmonitorare in tempo reale e su scala globale grandezze come il livello
\ndegli oceani, la temperatura, la copertura e lo spessore del ghiaccio
\ndei poli o i quantitativi dei diversi gas nell’atmosfera nelle varie
\nparti del mondo.
Queste infomazioni ci permettono di seguire anche i
\npi\u00f9 piccoli mutamenti di diverse caratteristiche fisicochimiche
\ndell’atmosfera nonch\u00e8 della Terra, e correlandole tra di loro – per
\nesempio temperatura e livello dei mari, tasso di anidride carbonica –
\ndi utilizzarle per ottonere previsioni sull’evoluzione del clima a
\nlungo termine, ma anche a breve termine per meglio prevedere
\nl’insorgere e lo sviluppo di eventi estremi come gli uragani.
Ogni
\nnuovo satellite porta nuovi strumenti realizzati con le tecnologie pi\u00f9
\nrecenti che ne accrescono sensibilit\u00e0, precisione e affidabilit\u00e0
\nriducendone nel contempo dimensioni e costi di lancio in rapporto alle
\ngenerazioni precedenti.
L’Agenzia spaziale europea Esa ha varato un
\nprogramma denominato “Earth explorer” che ha lo scopo di studiare e
\ncapire il funzionamento della Terra e l’influsso dell’attivit\u00e0 umana
\nsui processi naturali del pianeta.
Con il satellite “Soil moisture
\nand ocean Salinity mission” (Smos) l’Esa ha messo in cantiere una
\nmissione definita la missione per l’acqua. Contribuir\u00e0 a scoprire nuovi
\naspetti legati al ciclo dell’acqua finora sconosciuti o non capiti dai
\nricercatori.
Dopo i satelliti Envisat 1 e 2 , Metop e Goce, Smos \u00e8
\nil quinto satellite di osservazione della Terra dell’Esa lanciato con
\nsuccesso a inizio di novembre e ora dopo il corretto posizionamentoi n
\norbita polare e il perfetto dispiegamento dello strumento e dei
\npannelli fotovoltaici si trova in fase di calibrazione che durer\u00e0 fino
\nalla primavera del 2010.
Alcune settimane fa \u00e8 stato pubblicato un
\nrapporto sull’evoluzione del clima in Svizzera e sulle prospettive a
\nmedio , lungo termine. Si prevede una sempre pi\u00f9 frequente scarsit\u00e0 di
\nprecipitazioni nel semestre estivo. E’ avvenuto nelle estati 2003 e
\n2006 ed \u00e8 successo la scorsa estate, che ha visto inaridite vaste parti
\ndel territorio elvetico riducendo i raccolti agli agricoltori.
La
\nvariabilit\u00e0 dell’umidit\u00e0 del suolo, della sanilit\u00e0 degli oceani sono
\ncause ed effetto del ciclo dell’acqua tra terra ferma, oceani e
\natmosfera. Si tratta di un processo molto complesso e finora non
\nchiarito a fondo dai ricercatori.
L’umidit\u00e0 nel suolo sebbene
\nrappresenti solo una piccola parte dell’acqua presente sul nostro
\npianeta ha un ruolo fondamentale sul ciclo dell’acqua, sia a livello di
\nevaporazione nell’atmosfera che nei modelli idrologici compredenti le
\nacque sotterranee.
Con Smos l’Esa vuole poter fornire una mappa
\nglobale dell’umidit\u00e0 del terreno aggiornata ogni tre giorni in quello
\nche viene definito lo strato delle radici, cio\u00e8 fino a una profondit\u00e0
\ndi 1-2 metri.
La conoscenza del tasso d’umidit\u00e0 nel terreno pu\u00f2
\nservire a migliorare le previsioni meteo a breve e medio termine, come
\npure a migliorare i modelli idrologici e il monitoraggio della
\nfotosintesi che determina a sua volta lo sviluppo della vegetazione che
\nalimenta il ciclo del carbonio (anidride carbonica nell’atmosfera).
La
\nsalinit\u00e0 dell’acqua degli oceani assieme alla sua temperatura
\nsuperficiale influisce sulla circolazione delle correnti marine.
\nCircolazione oceanica che, trasportando calore dall’equatore verso i
\npoli, determina il clima nelle varie regioni del globo mantenendo ad
\nesempio relativamente temperata l’Europa grazie alla particolare
\ncorrente che dal Golfo del Messico scorre proprio verso il continente
\neuropeo, dove altrimenti avremmo temperature simili a quelle in Canada
\n(Milano e Montreal si trovano praticamente alla stessa latitudine, 45\u00b0).
Il
\nmonitoraggio della salinit\u00e0 \u00e8 uno strumento fondamentale per la
\nclimatologia, considerato che una sua variazione, dovuta ad esempio a
\nun maggior afflusso di acque dolci a causa della fusione della calotta
\nartica, puo diminuire la velocit\u00e0 di affondamento delle acque fredde e
\nqiundi rallentare il trasporto di quelle calde in superficie. Le
\ncorrenti oceaniche sono dei cicli chiusi, come nastri che trasportano
\nacqua calda in superficie che poi man mano cede il calore all’ambiente
\ne si inabissa per poi formare una correntein senso inverso in
\nprofondit\u00e0, che scorre verso l’equatore dove l’irradiazione solare la
\nfa risalire, spingendola di nuovo verso i poli.
Ma come misurare
\ndallo spazio umidit\u00e0 e salinit\u00e0 sulla Terra’ Il nostro pianeta emette
\nenergia sotto forma di radiazione elettromagnetica, la cui intensit\u00e0, o
\ngrado di emissivit\u00e0, varia a seconda della composizione del materiale
\ndi superficie. Misurando l’energia della radiazione emessa alla
\nfrequenza di 1,4 Gigahertz si pu\u00f2 determinare il tasso d’umidit\u00e0 nel
\nterreno e di salinit\u00e0 nell’acqua che influenzano la radiazione del
\nterreno rispettivamente dell’acqua. Basta quindi misurare la radiazione
\nelettromagnetica delle terre emerse e del mare per monitorarne le
\nvariazioni di umidit\u00e0 e salinit\u00e0.
Per la misurazione di questa
\nparticolare radiazione \u00e8 stato realizzato, dopo un lavoro di ricerca e
\nsviluppo durato tredici anni, uno strumento altamente innovativo
\ndenominato Miras, acronimo di Microwave imaging radiometer with
\naperture synthesis.
Per ottenere la copertura e la risoluzione
\nrichiesta dalla missione e rilevare la debolissima radiazione
\nelettromagnetica che si vuole misurare sarebbe necessaria un’antenna di
\nalmeno 8 metri di lunghezza. Una soluzione difficile da realizzare
\nsoprattutto se si considera che deve essere lanciata nello spazio, dove
\npeso e volumi minimi sono i criteri principali da rispettare.
Per
\novviare a questa limitazione e ridurre le dimensioni dello strumento \u00e8
\nstata messa a punto un’antenna di dimensioni relativamente ridotte
\ncomposta da 96 piccole antenne disposte su tre bracci, applicando la
\ntecnica dell’interferometria adottata per esempio nei telescopi usati
\nin radioastronomia.
Si tratta di una struttura tecnicamente molto
\ncomplessa ma pi\u00f9 piccola di un’antenna classica: il principio di
\nfunzionamento sta nella misurazione della differenza della fase del
\nsegnale elettromagnetico d’irraggiamento e nella correlazione
\nincrociata delle singole misure partendo da tutte le combinazioni
\npossibili delle coppie di antenne riceventi.
I segnali provenienti
\ndalle 96 antenne vengono misurati ed elaborati tramite specifici
\nalgoritmi di trattamento di segnali sviluppati esplicitamente per Miras
\nda un potente calcolatore di bordo, che ogni 1,2 secondi crea
\nun’immagine a due dimensioni di un settore dell Terra.
Man mano che
\nil satellite procede sulla sua traiettoria, ogni zona del pianeta
\nmisurata viene osservata da pi\u00f9 angoli da ogni antenna. La forma a
\nstella a tre punte dell’antenna limita il campo d’osservazione
\neffettivo a una superficie a forma esagonale di 1000km di lato.
Sebbene
\nmolto esigua e richieda per ognuna delle 96 antenne di Miras
\nun’amplificazione di un milione di volte, la radiazione
\nelettromagnetica a 1,4GHz emessa dal suolo e dai mari non \u00e8 disturbata
\ndai gas dell’atmosfera e nemmeno dalla vegetazione che ricopre il
\nterreno. Inoltre essendo la banda elettromagnetica riservata per la
\nradioastronomia non ci sono emittenti artificiali su questa frequenza
\nsulla Terra.
Lo strumento di Smos che orbita a un’altezza di 758 km
\npermette di misurare sia l’umidit\u00e0 del terreno quando si trova sopra i
\ncontinenti , sia la salinit\u00e0 dell’acqua quando transita sopra gli
\noceani, oppurtunit\u00e0 resa possibile dal fatto che l’acqua nel terreno e
\nil sale nell’acqua influiscono esattamente allo stesso modo sulle
\npropriet\u00e0 dielettriche dei rispettivi materiali ospitanti e di
\nconseguenza sull’emissivit\u00e0 di suolo e mari.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Con la messa in orbita del satellite Smos l’Agenzia spaziale europea vuole contribuire allo studio di alcuni aspetti del ciclo dell’acqua sulla Terra. Verranno misurati il tasso d’umidit\u00e0 del suolo e quello di salinit\u00e0 degli oceani. Obiettivo: capire meglio il modello idrologico e l’evoluzione del clima.<\/p>\n","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"cybocfi_hide_featured_image":"","footnotes":""},"categories":[77],"tags":[],"class_list":["post-3642","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ricerca-e-sviluppo"],"yoast_head":"\n