Osservazione della Terra al servizio della società
Progetti pilota sul rischio ambientale
Con l’avvento dei satelliti ad alta risoluzione spaziale e spettrale, e grazie alla disponibilità di alte prestazioni di calcolo, é cambiato il modo di “vedere” l’ambiente ed i fenomeni ad esso correlati. I satelliti di Osservazione della Terra ci consentono di acquisire la conoscenza del territorio e degli effetti su di esso degli eventi naturali o indotti dall’uomo che avvengono con sempre maggiore frequenza, di misurare diversi parametri che caratterizzano il mare, la terra e l’atmosfera e di seguire l’evolversi dell’ambiente che ci circonda.
I nuovi sistemi di osservazione della Terra dallo spazio danno un grande contributo allo sviluppo delle tecniche per la previsione dei più complessi fenomeni ambientali. I fenomeni naturali o indotti dall’uomo non sono facilmente riproducibili in laboratorio a causa delle loro scale spazio temporali, e solo con l’uso del calcolatore é possibile riprodurre la dinamica dei sistemi naturali attraverso la loro modellizzazione matematica. Le misure che è possibile fare grazie ai satelliti, assieme alle rilevazioni puntuali fatte attraverso la strumentazione in situ, sono fondamentali per alimentare questi modelli e renderne sempre più accurati e affidabili i risultati.
Partendo da queste premesse, l’Agenzia Spaziale Italiana, ha avviato già da alcuni anni un programma di sviluppo di applicazioni dedicato ai rischi naturali e indotti dalle attività dell’uomo, e si è occupata in modo prioritario di alluvioni, frane, incendi, rischio sismico, rischio vulcanico, qualità dell’aria, inquinamento da idrocarburi sul mare, gestione delle coste. Le finalità sono quelle di sviluppare attraverso progetti pilota servizi dimostrativi su relativi a ciascuno dei temi citati, utilizzando dati delle missioni spaziali attualmente disponibili, con particolare riguardo alle missioni nazionali (prima tra tutte COSMO-SkyMed). Sulla base dell’esperienza, il disegno delle missioni spaziali future potrà avvenire in funzione delle necessità degli utenti, là dove queste non dovessero essere adeguatamente soddisfatte attraverso i dati satellitari disponibili
Ai progetti pilota concorrono le varie competenze nazionali dell’industria e della ricerca, necessarie alla realizzazione di un servizio. Il coinvolgimento nei progetti degli Utenti istituzionali di riferimento, in particolare il Dipartimento di Protezione Civile e le Arpa delle regioni Emilia Romagna e Piemonte, permette un significativo ritorno sociale degli investimenti dell’Agenzia.
INCENDI – SIGRI
Il fenomeno degli incendi, spesso di origine antropica, è molto frequente nelle regioni del Mediterraneo, soprattutto nel periodo estivo, e ha impatti notevoli sull’ambiente e sul territorio. Il progetto pilota SIGRI ha lo scopo di dimostrare le potenzialità delle tecniche di Osservazione della Terra a supporto delle diverse attività e delle diverse fasi di gestione del rischio incendi (es. Analisi del Rischio, Rilevazione, Gestione e Monitoraggio dell’incendio, Perimetrazione delle aree incendiate, etc..) Le principali missioni spaziali di riferimento sono MODIS, Meteosat Second Generation-SEVIRI, COSMO-SkyMed e le future missioni SAOCOMO/SIASGE e Pleiades.
Rischio Sismico: Monitoraggio e Gestione – SIGRIS
SIGRIS (Sistema di osservazione spaziale per la Gestione del Rischio Sismico) è un progetto Pilota relativo alla tematica “Rischio Sismico: Monitoraggio e Gestione”. L’obiettivo del progetto pilota SIGRIS è quello di definire, sviluppare e dimostrare in modo pre-operativo una serie di funzionalità, basate sull’uso del dato di Osservazione della Terra, a supporto del sistema decisionale della protezione civile di gestione del rischio sismico, promuovendo la ricerca scientifica nei campi in cui si rileva un gap tra le necessità conoscitive dell’utente e la tecnologia disponibile allo stato dell’arte. L’oggetto della fornitura è la realizzazione di un sistema prototipale (prodotto applicativo) che implementi tali funzionalità e che dimostri un servizio pre-operativo.
Il sistema dovrà avere caratteristiche tali da poter essere utilizzato dal Dipartimento di Protezione Civile
Il contratto prevede la progettazione, lo sviluppo e la dimostrazione di un sistema prototipale (prodotto applicativo) per il supporto alle decisioni nella gestione del rischio sismico.
Le principali funzioni che il sistema dovrà svolgere sono: supporto alla valutazione della pericolosità sismica (PRE-SIS), supporto alla gestione dell’emergenza: scenari di evento (CO-SIS), supporto alla gestione dell’emergenza: scenari di danno (POST-SIS). La funzionalità “PRE-SIS” prevede la realizzazione di cinque prodotti a supporto della valutazione della pericolosità sismicai: mappe di velocità del suolo alla scala delle faglie, mappe della deformazione geodetica a scala geodinamica, modelli di deformazione intersismica per le zone di faglia, mappe interpretative della geodinamica del Mediterraneo centrale, profili di velocità al suolo attraverso le zone sismo genetiche.
La funzionalità “CO-SIS” prevede la realizzazione di quattro prodotti di supporto alla gestione dell’emergenza in fase co-sismica: mappe del campo di spostamento del suolo co-sismico, mappa della sorgente sismica di forti terremoti, mappe degli effetti superficiali dei terremoti, mappa della deformazione crostale attesa come effetto del rilassamento post-sismico. La funzionalità “POST-SIS” prevede la realizzazione di un prodotto di supporto alla gestione dell’emergenza in fase post-sismica: mappe di danno.
L’obiettivo del progetto pilota SISMA (Seismic Information System for Monitoring and Alert) è quello di definire, sviluppare e dimostrare in modo pre-operativo una serie di funzionalità a supporto del sistema decisionale della protezione civile di gestione della pericolosità sismica, che integrino le informazioni derivate dall’analisi della sismicità con quelle derivate dall’analisi dei dati spaziali di Osservazione della Terra, mediante un’opportuna modellistica geofisica.
L’oggetto della fornitura è la realizzazione di un sistema prototipale (prodotto applicativo) che implementi tali funzionalità e che dimostri un servizio pre-operativo. Il sistema dovrà avere caratteristiche tali da poter essere utilizzato dall’utenza Protezione Civile. Questo progetto pilota rappresenta la fase attuativa dello studio di fattibilità Seismic Hazard (Rischio Sismico). Alla definizione del rischio sismico concorrono diversi elementi, ossia: la pericolosità sismica, la vulnerabilità e l’esposizione.
In particolare, il prodotto applicativo che costituisce l’oggetto della fornitura del progetto pilota, riguarda una stima della pericolosità sismica che superi i limiti dell’approccio probabilistico classico mediante una metodologia innovativa.
Questa ultima sarà basata sull’integrazione di dati EO con tecniche geodetiche, sismologiche e di modellistica geofisica. Il prodotto applicativo è, quindi, un insieme di procedure di processamento di dati EO, GNSS e di sismicità da cui si deriveranno informazioni che, integrate attraverso degli opportuni modelli geofisici, consentiranno una valutazione della pericolosità sismica, mediante gli opportuni parametri di moto del suolo.
Qualità dell’aria – QUITSAT
Dopo l’entrata in vigore del protocollo di Kyoto, tutti i paesi industrializzati hanno affrontato il problema della qualità dell’aria. I maggiori paesi industrializzati hanno intrapreso missioni spaziali che permettono di misurare e controllare il materiale particolato e i gas in traccia, in particolare i composti azotati che sono precursori dei fenomeni d’inquinamento. Per poter meglio misurare i gas e le particelle inquinanti, è necessario utilizzare satelliti geostazionari che, unitamente ai satelliti polari, permettono di fare una misura locale con alta ripetizione temporale. Leggi di più sul progetto Quitsat.
Inquinamento del mare da idrocarburi -PRIMI
Il metodo utilizzato per monitorare questo grave problema ambientale è quello di analizzare la riflettività del mare e valutare la presenza delle petroliere mediante sensori SAR (radar ad apertura sintetica) e sensori ottici. Le missioni spaziali di riferimento sono Cosmo/SkyMed, ERS, ENVISAT, ALOS, MODIS e MERIS.
Alluvioni – PROSA e OPERA
L’evento alluvionale nasce da una complessa iterazione tra i processi di precipitazione e di saturazione della capacità d’assorbimento del terreno e la geomorfologia del territorio, e il dato satellitare dà un importante contributo alla previsione, misura degli effetti della precipitazione al suolo, e contribuisce alla conoscenza della vulnerabilità del territorio ed alla valutazione degli effetti dell’inondazione e dei danni.
Il progetto pilota PROSA si propone di realizzare un sistema che stimi a brevissimo termine la precipitazione e i suoi effetti al suolo, attraverso l’utilizzo di modelli meteorologici, dei dati satellitari e dati radar a terra.
Il progetto pilota OPERA si pone come obiettivo di dimostrare le potenzialità ed i vantaggi dell’utilizzo del dato satellitare nella catena di previsione e nella gestione degli eventi di piena operando in tempo reale su tre bacini campione (l’Arno, il Tanaro ed il Basento). I prodotti che OPERA consente di realizzare sono destinati a supportare le decisioni del Sistema nazionale di protezione civile, nelle diverse fasi di gestione dell’emergenza. Cosmo SkyMed è la missione spaziale di riferimento per questo progetto.
Frane – MORFEO
Le frane sono eventi importanti nell’evoluzione di un territorio, in particolare in Italia. Le frane pongono un problema e diventano un pericolo allorché interagiscono con l’uomo. I movimenti franosi presentano una grande varietà fenomenologica. Le notevoli differenze nella tipologia, dimensione, modalità e velocità di spostamento delle frane, rendono difficile e complessa la definizione della loro pericolosità.
Il progetto MORFEO ha come principale obiettivo la generazione di informazioni utili per la gestione dell’emergenza nelle fasi pre-evento, di risposta all’allertamento e post-evento da parte del Sistema Nazionale di Protezione Civile. MORFEO prevede l’utilizzo di tecniche già consolidate e la definizione di nuove metodologie basate sull’utilizzo del dato satellitare di Osservazione della Terra. Di particolare rilievo nell’ambito del progetto è l’utilizzo delle tecniche interferometriche per il monitoraggio degli spostamenti di versante, metodologia di grande interesse rispetto all’utilizzo dei dati della missione Cosmo SkyMed.
Rischio vulcanico -SRV
È un tema di grande interesse per l’Italia, paese in cui sono presenti due vulcani attivi e alcuni quiescenti che possono creare gravi problemi alle popolazioni residenti. L’uso dei satelliti può fornire indicazioni sulla fenomenologia dei vulcani e le metodiche di previsione. In particolare sarà possibile analizzare la geomorfologia del vulcano e le colate laviche fino a valutarne il contenuto gassoso. Le missioni spaziale di riferimento sono Cosmo SkyMed e Prisma.
