Curiosità e particolarità meteorologiche

Monitoraggio dell'umidità del suolo attraverso i satelliti

Modelli di umidità del terreno, sia spaziali che temporali, sono la chiave per capire la variabilità e la serie di problemi spaziali che sono di primaria importanza nel campo della idrologia, meteorologia, e climatologia.

Guardando le immagini satellitari naturali a colori, si può notare come la maggior parte dell'acqua sulla Terra (circa il 97 %) è immagazzinata negli oceani. Poi è evidente quella sulla terra: l'acqua liquida riempie laghi e fiumi, mentre le coperte di acqua ghiacciata i poli, e le cime delle montagne. Nell'atmosfera, l'acqua è visibile nelle innumerevoli minuscole goccioline che compongono le nuvole, anche se vi è abbondanza di umidità anche nei cieli senza nubi.
Non immediatamente visibile, tuttavia, è l'acqua che risiede nel terreno. Questa acqua non appare brillante blu o bianca, come gli oceani o nel ghiaccio. In effetti, è difficile da individuare nelle immagini satellitari a colore naturale.

Rispetto alla quantità di acqua immagazzinata altrove sul pianeta, l'apporto idrico nel terreno è minuscolo. Ma questo piccolo volume ha un grande significato. Può influenzare il tempo, e alle alte latitudini settentrionali l'umidità del suolo ha gravi implicazioni per il clima globale. Per tutte queste ragioni, i ricercatori hanno sviluppato strumenti satellitari per misurare l'acqua nascosta tra le particelle di terreno. Gli strumenti sono sia attivi che passivi. I sensori attivi consentono agli scienziati di misurare l'umidità in settori molto specifici (ad alta risoluzione), ma sono meno precisi rispetto ad altri sensori. Al contrario, le misure passive danno migliori stime della quantità di acqua, ma su un'area più ampia.

Il Soil Moisture Active Passive (SMAP) della NASA, è stato lanciato nel gennaio 2015, ed è equipaggiato sia con un radiometro che con il radar. La mappa qui riportata è stata realizzata con i dati raccolti dal radar e radiometro di SMAP dal 27 al 31 maggio 2015.

Essa mostra la quantità di umidità nei primi 5 centimetri di terreno con una risoluzione di circa 9 chilometri. I dati sono mappati come frazione del volume di acqua contenuta in un volume di terreno. Le aree verdi e blu scuro sono progressivamente umide, fino ad un rapporto di circa 0,5; a quel punto, il terreno è considerato saturo.

Come previsto, i deserti di tutto il mondo hanno un basso contenuto di umidità del suolo, e appaiono di color giallo chiaro, in questa mappa. I suoli in aree come le foreste pluviali, foreste boreali, e le regioni di vegetazione montagnosa, sono generalmente umide.  C'è spesso una buona corrispondenza tra le aree in cui i meteorologi osservano elevate quantità di precipitazioni, e le zone di umidità massima del suolo, come è avvenuto nell'ottobre 2015 dopo precipitazioni estreme nella parte orientale degli Stati Uniti. Ma l'umidità del terreno dipende da altri fattori, come lo stato del terreno che precede un evento, ad esempio. Il terreno che è già bagnato può diventar saturo più rapidamente, e provocare il deflusso e le inondazioni.
Piattaforme spaziali come lo SMAP, combinate con intuizioni provenienti da sensori terrestri, contribuiscono a un database crescente dell'umidità globale del suolo. L'obiettivo è quello di stabilire una serie standardizzata di misure per l'intero pianeta in modo che tutti, dai meteorologi ai modelli climatici, siano in grado di monitorarne il movimento.

A.T.

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