Lo sguardo dei satelliti sulla siccità e il fiume Po

Gli effetti dei cambiamenti climatici sono ormai sotto gli occhi di tutti. Anche in Italia, proprio in queste ultime settimane, il grande caldo e la siccità stanno colpendo in modo particolare le regioni del centro-nord con la conseguente forte riduzione della portata del fiume Po. I satelliti ci forniscono informazioni preziose per monitorare la situazione. 

di Christian Bignami, Emanuele Ferrentino, Salvatore Stramondo e il Lab GEOSAR

Durante i mesi di Giugno e Luglio in Italia, il caldo e la siccità stanno pesando soprattutto  nelle regioni del centro-nord. I corsi d’acqua stanno subendo una forte riduzione delle portate e in questi giorni molto si è parlato del fiume Po, sia in TV che sui giornali.  

Il contributo dei satelliti

Un contributo importante al monitoraggio di questa situazione arriva dai satelliti. Le Agenzie Spaziali di molti Paesi gestiscono flotte di satelliti equipaggiati con sensori per l’Osservazione della Terra in grado di acquisire immagini preziose. I ricercatori elaborano i dati satellitari per ricavarne informazioni utili al monitoraggio e alla gestione dei rischi ambientali.

Le missioni Sentinel di Copernicus

Le missioni Sentinel dell’ESA sono tra le missioni satellitari di grande rilievo. Fanno parte del programma Copernicus finanziato dalla Comunità Europea (https://www.copernicus.eu/it) .

Copernicus, è un programma spaziale dell’Unione Europea che comprende attualmente otto satelliti Sentinel: Sentinel-1A e -1B per imaging radar, Sentinel-2A e -2B per imaging ottico, Sentinel-3A e -3B per il monitoraggio dell’oceano e dell’atmosfera; Sentinel-5P per il monitoraggio della qualità dell’aria e Sentinel-6 per il monitoraggio del livello del mare. 

In particolare la missione Sentinel-1 comprende 2 satelliti gemelli, Sentinel 1-A e Sentinel 1-B, lanciati nel 2014 e nel 2016 rispettivamente. Sentinel-1A ha già superato la sua vita di progettazione che doveva essere di 7 anni e sta ancora funzionando correttamente. Sentinel-1B, invece, al momento non è disponibile a causa di un’anomalia tecnica. Per questo motivo sarà presto lanciato in orbita Sentinel-1C. 

I sentinel-1

I satelliti Sentinel-1 sono dotati di un sensore radar, il SAR – Synthetic Aperture Radar (Radar ad Apertura Sintetica) capace di catturare immagini della superficie terrestre sia di giorno che di notte e praticamente in qualsiasi condizione atmosferica. La missione ha come obiettivo proprio il monitoraggio di fenomeni naturali e non, sia sulla terraferma che in mare e nelle regioni artiche, fornendo supporto alla gestione dei rischi e delle emergenze, all’analisi dell’inquinamento, alla gestione di foreste e zone agricole e a tanto altro.

Le immagini del fiume Po

Il Laboratorio GEOSAR dell’INGV, utilizzando i dati SAR di Sentinel-1,  ha sviluppato un’analisi per mettere in evidenza come il Fiume Po abbia cambiato la portata delle sue acque in questi ultimi anni, puntando l’attenzione su quello che è successo quest’anno. La figura 1 mostra il risultato della comparazione tra un’immagine del giugno 2015 ed una di giugno 2022, relativa ad un tratto del fiume in prossimità di Piacenza. La figura, ottenuta con la cosiddetta tecnica di combinazione in falso colore del segnale elettromagnetico SAR retro-diffuso al sensore (il backscattering), presenta delle aree di colore rosso  all’interno dell’alveo del Fiume Po. Queste aree sono relative a superfici non più coperte da acqua, ossia porzioni di fiume ormai prosciugate. La figura è stata ottenuta assegnando al canale Rosso un’immagine SAR acquisita nel giugno 2022, mentre ai canali Blu e Verde, un’immagine SAR acquisita a giugno 2015.

Tipicamente l’acqua (del fiume in questo caso) ha un ritorno di segnale SAR molto basso, per cui presenta nelle immagini dei pixel nettamente scuri. Il terreno invece (o altri oggetti della scena) ha un ritorno SAR decisamente più forte, presentando dei pixel chiari all’interno dell’immagine. Ne consegue che, nelle aree del fiume in cui si è verificato un fenomeno di prosciugamento, il ritorno di segnale dalla scena risulta più alto a causa della presenza del terreno all’interno del fiume. La combinazione di colori sopra descritta ci permette di raffigurare questo cambiamento di superficie (da acqua a terreno) con il colore rosso, il quale è rappresentativo dell’immagine acquisita nel giugno del 2022.

La figura mostra che, sebbene quest’anno la situazione sia particolarmente critica, fenomeni di prosciugamento si erano già manifestati nel 2020 e 2021, a testimonianza che questa tendenza è in atto già da diverso tempo.