Cryosat, un satellite per un pianeta che vive

Le osservazioni dallo spazio possono giocare un ruolo fondamentale. I satelliti hanno la possibilità di condurre misure di molti tipi diversi sull’intero globo nel giro di pochi mesi, fornendo quella “pittura” globale che è necessaria per avanzare nella comprensione del meccanismo climatico.

Altre volte abbiamo indicato la nuova strada dell’ESA per le missioni di osservazioni della Terra: satelliti piccoli, di costo relativamente ridotto, ed adibiti a un solo scopo. È il caso, per esempio, di Cryosat, che è in preparazione per un lancio nel corso del 2005.

Cryosat è un radar altimetrico che vorremmo studiasse in dettaglio le regioni polari, misurando con precisione le variazioni dello spessore dei ghiacci polari, che è una delle possibili conseguenze dell’aumento della temperatura media della Terra, che è stato stimato in 0,5 °C nel corso del XX secolo. Nello stesso periodo le misure mostrano, in effetti, che i livelli oceanici sono aumentati di circa 18 cm.

Cryosat sarà uno degli strumenti a disposizione dell’uomo per capire se e in che termini un effetto potenzialmente catastrofico come questo si sta verificando.

Ma misure come quelle di Cryosat possono dire una parola definitiva sul problema?

Cryosat sarà uno degli strumenti a disposizione, ma per affrontare una sfida come la comprensione del clima terrestre, l’approccio deve essere globale e non coinvolgere solo i satelliti.

Valutazioni di questo genere hanno spinto l’ESA a inaugurato nel marzo 2004 un ufficio di collaborazione internazionale presso il Centro per la Previsione e la Ricerca Climatica, nel Devon, nel Regno Unito, proprio con lo scopo di coordinare gli studi sulla temperatura superficiale oceanica.

Per intuire quanto fondamentali sono gli oceani dal punto di vista climatico, un dato è sufficiente: l’energia contenuta in uno strato oceanico superficiale di due metri equivale a quella contenuta nell’intera atmosfera. Del resto gli oceani assorbono il 71% della luce solare e la restituiscono su tempi scala molto maggiori. Insomma, sono le nostre “riserve” di calore ed energia.

A causa dell’enorme massa di acqua di cui sono costituiti, le temperature oceaniche sono molto stabili: occorrono molta energia e tempi molto lunghi per variarle. Ma è proprio per la loro stabilità che avere un’estesa mappa superficiale delle temperature oceaniche ci permette di avere il polso dell’andamento del clima, che si modifica lentamente. Almeno secondo le teorie più diffuse.

Per farlo vengono usate misure prese attraverso satelliti, ma anche attraverso strumenti a bordo di navi, boe galleggianti che vengono lasciate alla deriva, piattaforme marine. Sono tutti dati complementari, che coprono la superficie oceanica su scala ridotta e su scala globale.

Che cosa ci si può aspettare dalla missione Cryosat?

Il satellite utilizza una nuova tecniche nell’ambito di osservazione radar standard: lo strumento manda verso terra un fascio di onde radio e ne riceve la riflessione. Dal tempo che intercorre tra l’emissione del segnale e la ricezione si ricava lo spessore del ghiaccio. La risoluzione delle misure, cioè la loro precisione, viene aumentata utilizzando una tecnica detta “di apertura sintetica”, che in pratica permette di ottenere dati precisi quanto quelli che avremmo se lo strumento fosse più grande. Tutto questo dovrebbe garantire una precisione maggiore che in passato.

I ghiacci non sono solo fondamentali per la loro azione diretta sull’altezza degli oceani, ma perché intrappolando acqua o rilasciandola, sono una valvola che regola la circolazione oceanica, di cui la celebre Corrente del Golfo è un esempio.

Misurare lo spessore dei ghiacci con Cryosat migliorerà la stima dell’albedo dei ghiacci, cioè della percentuale di luce riflessa rispetto a quella incidente sulla superficie ghiacciata. Sembra irrilevante, ma indica di fatto la capacità di assorbire calore, quindi di riscaldarsi e di dar vita a quella catena di conseguenze a cui abbiamo accennato. Un dato come questo è fondamentale nei modelli matematici che simulano il clima terrestre, che sono calibrati proprio sui dati raccolti: migliorare la raccolta dati significa dunque precisare la fenomenologia di riferimento dei modelli matematici di previsione climatica.

A parte Cryosat, quali sono gli altri satelliti per l’osservazione della Terra dell’ESA?

La missioni di Cryosat durerà tre anni e fa parte del programma Living Planet, che prevede due tipi di missioni: missioni scientifiche e missioni operative.

Tra le scientifiche sono state selezionate GOCE, che studierà il campo gravitazionale della Terra e ADM-Aeolus, una missione per lo studio del campo dei venti, cioè della circolazione atmosferica.

Infine una terza missione studierà l’umidità del terreno e la salinità oceanica, che sono altri ingredienti fondamentali per i modelli di previsione. Tutte le missioni saranno lanciate nel giro dei prossimi 3-4 anni.

Alcune altre missioni successive sono in fase di selezione: il loro compito sarà quello di studiare ulteriori aspetti del meccanismo climatico. In teoria, questo ci permette di restringere gli intervalli di variazioni di diversi parametri di entrata dei modelli, rendendo più affidabili le previsioni, che dipenderanno comunque da una serie necessaria di ipotesi di partenza.