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H2020

SPICES — Risultato in breve

Project ID: 640161
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.2.1.6.
Paese: Finlandia
Dominio: Spazio, Cambiamento climatico e Ambiente

I satelliti aiutano a prevedere i pericoli del ghiaccio marino

Il telerilevamento satellitare fornisce informazioni generali relative al ghiaccio marino, quali ad esempio la sua estensione e concentrazione. Questo risulta insufficiente per attività come mappare il ghiaccio, navigazione e attività di prospezione offshore per gas e petrolio, visto che necessitano di informazioni dettagliate sulle pericolose condizioni del ghiaccio marino.
I satelliti aiutano a prevedere i pericoli del ghiaccio marino
Il riscaldamento climatico causa la riduzione e l’assottigliamento della banchisa, consentendo maggiori spedizioni marittime e un incremento nelle attività di prospezione per gas e petrolio e in quelle minerarie nell’Artide. Tuttavia, ci sono ancora condizioni rigide del ghiaccio marino, e risulta necessario monitorarle. In generale, i pericoli del ghiaccio marino sono connessi al suo spessore e alla sua deformazione.

Il progetto di Orizzonte 2020 SPICES, finanziato dall’UE, si è concentrato sul rilevamento dei valori estremi della copertura del ghiaccio marino e sulla produzione automatica di prodotti per «allerta di ghiaccio marino». «Questi prodotti si basano su un’ampia varietà di dati di osservazione della Terra (EO) ottenuti da sensori nello spazio, e dati del modello di previsione meteorologica a base numerica (PNT)», afferma il dott. Jari Haapala, coordinatore del progetto. «Abbiamo usato anche una varietà di dati in-situ sulla neve e sul ghiaccio marino, oltre a dati di telerilevamento da aereo per sviluppare e convalidare i prodotti relativi al ghiaccio marino», aggiunge.

Misurato lo spessore del ghiaccio

Quando il vento e le correnti oceaniche compattano i banchi di ghiaccio, sopra di esso si formano delle creste che creano gravi ostacoli alle spedizioni marittime e che sono rilevate automaticamente mediante immagini satellitari. I partner del progetto hanno sviluppato un nuovo algoritmo per rilevare l’intensità di questa formazione delle creste a partire da immagini radar ad apertura sintetica (SAR), dimostrando un importante nuovo parametro per la navigazione tra i ghiacci.

Il satellite CryoSat-2 dell’Agenzia spaziale europea è stato progettato per la ricerca sul clima. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che i dati sulla traiettoria giornaliera dello spessore del ghiaccio marino possono essere usati per rilevare i valori estremi della copertura di ghiaccio marino. «Abbiamo sviluppato un nuovo prodotto per stimare i cambiamenti nello spessore regionale con risoluzione giornaliera, e anche per rilevare il ghiaccio spesso con una risoluzione elevata», afferma il dott. Haapala.

Nella zona marginale del ghiaccio, dove avviene la transizione da oceano aperto a ghiaccio marino, le onde oceaniche formano del «ghiaccio a frittelle» che presenta bordi rialzati. SPICES ha usato con successo nuovi dati sul campo per sviluppare algoritmi per il rilevamento del ghiaccio a «frittelle», che può essere spinto dalle onde verso la banchisa, dove si accumula e congela, aumentando lo spessore della copertura.

Nuove tecniche di mappatura

I ricercatori hanno usato i dati SAR di Sentinel-1 anche per sviluppare un nuovo metodo per mappare l’estensione della «banchisa costiera», che copre l’acqua marina ma è «attaccata» alla costa artica. Inoltre, gli scienziati hanno migliorato l’uso di MERIS, uno spettrometro di immagini a media risoluzione e dei sensori dell’Ocean Land Colour Instrument per rilevare la variabilità interannuale e regionale nell’albedo della banchisa (la capacità di riflettere la luce solare che verrebbe altrimenti assorbita e causerebbe un riscaldamento) e nelle pozze di fusione.

Infine, i ricercatori hanno integrato i prodotti relativi al ghiaccio marino in modelli predittivi. «Esperimenti numerici con i modelli predittivi stagionali del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (CEPMMT) suggeriscono che l’utilizzo di osservazioni dello spessore del ghiaccio marino porta a migliori previsioni stagionali per gli anni con un’estensione estremamente ridotta del ghiaccio marino estivo», segnala il dott. Haapala.

I prodotti possono essere integrati in catene di servizi operativi dalla Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility dell’Organizzazione europea per l’utilizzo dei satelliti meteorologici, dai servizi nazionali che si occupano del ghiaccio e dai servizi di Copernicus per l’ambiente marino.

Il dott. Haapala si figura un grande mercato potenziale per i servizi di previsione stagionale del ghiaccio marino. «Il servizio si potrebbe basare su un partenariato tra il CEPMMT e centri nazionali per le previsioni o aziende private, con il CEPMMT che fornisce le previsioni globali, mentre istituzioni scientifiche e PMI forniscono prodotti e servizi su misura ai clienti», conclude.

Keywords

SPICES, ghiaccio marino, oceani polari, Sentinel, CryoSat, classificazione ghiaccio marino, spessore ghiaccio, albedo, previsione stagionale