Uso del telerilevamento nell'adattamento ai cambiamenti climatici

Il telerilevamento si riferisce all'acquisizione di dati e informazioni su un fenomeno e un territorio, senza un contatto diretto con esso. È un'alternativa all'osservazione in situ. Le tecniche di telerilevamento sono utilizzate in numerosi campi, tra cui geografia, idrologia, ecologia, meteorologia, oceanografia, glaciologia, geologia, nonché per scopi militari, intelligence, commerciali, economici, pianificazione e applicazioni umanitarie.

Le tecnologie di telerilevamento possono essere basate su satelliti o aeromobili e sono in grado di rilevare e classificare oggetti e caratteristiche del sistema terrestre attraverso segnali propagati (ad esempio radiazioni elettromagnetiche). Inoltre, l'uso dei droni sta emergendo a causa dei dati ad alta risoluzione che possono essere raccolti in breve tempo per il monitoraggio in tempo reale. Le tecniche di telerilevamento "attivo" si riferiscono a un segnale emesso direttamente da un satellite o da un aeromobile, che viene riflesso da un oggetto ed è, a turno, rilevato dal sensore (ad esempio RADAR e LiDAR), mentre il telerilevamento "passivo" è riferito a sensori in grado di rilevare le radiazioni emesse o riflesse da un oggetto o da aree circostanti (ad es. fotografia a film, infrarossi, dispositivi di accoppiamento di carica e radiometri).

Recentemente, il telerilevamento è stato utilizzato per migliorare la comprensione del sistema climatico e dei suoi cambiamenti. Consente di monitorare la superficie terrestre, l'oceano e l'atmosfera a diverse scale spazio-temporali, consentendo così le osservazioni del sistema climatico, nonché di studiare i processi legati al clima o i fenomeni a lungo e breve termine, come ad esempio la deforestazione o le tendenze di El Niño. Inoltre, il telerilevamento è utile per raccogliere informazioni e dati in aree pericolose (ad esempio durante gli incendi) o in aree inaccessibili (ad esempio aree impervie). Esempi specifici di usi di telerilevamento relativi anche alle pratiche di adattamento ai cambiamenti climatici includono: i) gestione delle risorse naturali, ii) gestione delle pratiche agricole, ad esempio relative all'uso del suolo, alla conservazione del suolo e allo stock di carbonio del suolo, iii) operazioni tattiche di lotta contro gli incendi boschivi nei sistemi di sostegno decisionale in tempo reale, iv) monitoraggio della copertura del suolo e dei suoi cambiamenti su diverse scale temporali e spaziali, anche dopo un evento catastrofico, v) una migliore gestione informata delle foreste e delle acque, vi) valutazione degli stock di carbonio e delle relative dinamiche, vii) simulazione della dinamica del sistema climatico, viii) miglioramento delle proiezioni climatiche e dei prodotti di rianalisi meteorologica, ampiamente utilizzati per studi di ricerca sui cambiamenti climatici.

Infine, il telerilevamento può essere utilizzato per migliorare l'allarme e la preparazione, essendo quindi utile anche nella gestione del rischio di catastrofi. I sistemi informativi geografici (GIS) che utilizzano la tecnologia satellitare possono essere utilizzati per lo sviluppo di sistemi di allarme rapido e di previsione per ridurre e gestire il rischio di catastrofi legati al clima (ad esempio, preparare una migliore previsione delle piste di ciclone e alluvioni, eventi di siccità, eventi di incendio), oltre a contribuire ad essere preparati per le azioni. La tecnologia di telerilevamento può essere utile anche per il rilevamento dei danni post-catastrofe, sulla base di un'analisi comparativa delle immagini prima e post disastro. I dati e le informazioni di telerilevamento sono utili anche per gli operatori di emergenza.

In Europa e nel mondo sono in atto diversi programmi e iniziative per favorire l'uso e la condivisione dei dati a distanza. Copernicus è il programma di osservazione della Terra dell'UE coordinato e gestito dalla Commissione europea. Si compone di un complesso insieme di sistemi che raccolgono dati da più fonti: satelliti di osservazione della Terra e sensori in situ come stazioni di terra, sensori trasportati nell'aria e in mare. Copernicus elabora questi dati e fornisce agli utenti informazioni attraverso una serie di servizi che riguardano sei aree tematiche: terra, marina, atmosfera, cambiamenti climatici, gestione delle emergenze e sicurezza. Copernicus Climate Change Service (C3S) fornisce servizi per il cambiamento climatico che sostengono le politiche e le azioni europee in materia di clima, contribuendo a costruire una società europea più resiliente in un clima indotto dall'uomo. Il Global Earth Observation System of Systems (GEOSS) è un insieme di sistemi coordinati e indipendenti di osservazione della Terra, informazione ed elaborazione che forniscono accesso alle informazioni per il settore pubblico e privato. Ilportale GEOSSoffre un unico punto di accesso a Internet per gli utenti che cercano pacchetti di dati, immagini e software analitici pertinenti a tutte le parti del mondo.

Categorie IPCC

Sociale: informativo, Strutturale e fisico: opzioni tecnologiche

Partecipazione degli attori interessatI

Il telerilevamento viene utilizzato per produrre conoscenze o persino sistemi di supporto decisionale per utenti mirati (ad esempio, operatori coinvolti nella gestione del rischio di catastrofi, urbanisti, pianificatori fondiari, agricoltori, ecc.). Il coinvolgimento degli utenti finali come stakeholder lungo l'intero processo di progettazione e creazione dei prodotti è essenziale per produrre prodotti realmente utilizzati e utili, secondo il paradigma di co-produzione.

Successo e fattori limitanti

Le tecniche di telerilevamento, e in particolare le immagini satellitari, sono già state utilizzate con successo in una vasta gamma di settori del cambiamento climatico, ad esempio per: i) studiare le tendenze globali della temperatura, sia sulla superficie oceanica che nell'atmosfera, ii) individuare i cambiamenti delle radiazioni solari che incidono sul riscaldamento globale, iii) monitorare gli aerosol, la concentrazione di vapore acqueo e i cambiamenti nel regime delle precipitazioni, iv) studiare le dinamiche dell'estensione della neve e della copertura dei ghiacci, (v) monitorare i cambiamenti del livello del mare e le modifiche costiere, (vi) monitorare lo stato e il cambiamento della vegetazione, (vii) monitorare le risorse idriche e l'impatto dovuto alla siccità e ai periodi di siccità, (viii) monitorare gli eventi incendiari e le emissioni di incendi, (sei) prevedere il rischio di catastrofi, come il ciclone, le inondazioni e la siccità, (x) guidare i processi decisionali sull'adattamento ai cambiamenti climatici. L'uso dei dati telerilevati è in rapida evoluzione, sia in termini di tecniche disponibili che di risoluzione, e altri usi rilevanti per l'adattamento ai cambiamenti climatici dovrebbero emergere nel prossimo futuro.

Alcune preoccupazioni, tuttavia, sono state sollevate sull'uso del telerilevamento. Lo studio e il monitoraggio dei cambiamenti climatici richiedono serie temporali a lungo termine di osservazioni, mentre i dati satellitari sono spesso disponibili per un breve periodo. Inoltre, alcune incertezze e distorsioni dei fotogrammi delle immagini ricevute a causa di vibrazioni e turbolenze possono derivare da distorsioni nei sensori e negli algoritmi di recupero, quindi l'uso delle osservazioni satellitari negli studi sui cambiamenti climatici richiede una chiara identificazione di tali limitazioni. Altre possibili limitazioni includono: i) costi elevati per l'acquisizione di dati ad alta risoluzione di aeromobili e droni; II) in alcuni casi, l'accesso limitato alle tecnologie necessarie a causa di costi o vincoli di competenze; III) discontinuità temporale dei dati aeronautici e satellitari; mentre la prima può essere particolarmente costosa e quindi disponibile per un numero limitato di indagini, la seconda viene raccolta ad intervalli fissi a seconda del tempo di ritorno satellitare.

Costi e benefici

Le osservazioni dirette sulla terra sono generalmente limitate nella copertura spaziale, mentre le tecniche di telerilevamento consentono di monitorare una scala maggiore. I dati satellitari hanno un'ampia copertura, capacità multitemporale e multispettrale, fornendo dati e informazioni sui cambiamenti climatici per aree estese. Ciò consente di migliorare la comprensione del sistema climatico, studiare e prevedere gli effetti dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi e monitorare l'efficacia delle misure di adattamento attuate.

Il telerilevamento consente anche la raccolta dei dati in aree pericolose o inaccessibili, senza alcun disturbo per il sito, e fornisce aggiornamenti frequenti. L'acquisizione dei dati è spesso meno costosa e più veloce della raccolta diretta di dati da terra. Inoltre, l'uso dei droni aggiunge flessibilità nel monitoraggio del tempo e dello spazio e il vantaggio di nessun rischio umano.

Il prezzo delle immagini satellitari varia a seconda della risoluzione spaziale. Le immagini di archivio a bassa risoluzione (> 10 m) sono solitamente gratuite, mentre i prezzi aumentano da 1 a 8 $ per km² passando da 5-10 m di risoluzione a 0,3-1 m di risoluzione (prezzi 2019; vedi ad esempio Geocento). I costi sono leggermente più alti per le immagini scattate da aerei e droni; Quest'ultimo può arrivare a una risoluzione lt; 0,05 m. Naturalmente, i prezzi aumentano se sono richieste immagini personalizzate. Sono necessarie anche risorse per elaborare i dati e sviluppare applicazioni. Infine, sono necessarie sufficienti competenze e capacità per l'utilizzo dei dati di telerilevamento.

Aspetti legali

Tempo di implementazione

Il tempo di implementazione si riferisce all'elaborazione dei dati e alla fornitura di conoscenze o prodotti finali. Dipende in larga misura dall'ambito specifico e dall'uso delle tecniche di telerilevamento, dal livello delle competenze disponibili, dalla disponibilità degli strumenti necessari e dalla collaborazione tra le diverse parti interessate coinvolte.

Durata

L'uso di tecniche di telerilevamento per studiare i cambiamenti climatici e sostenere la definizione di azioni di mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici può essere eseguito sia a breve che a lungo termine.

Siti Web:

Riferimenti: