L’imponente sviluppo scientifico e tecnico avvenuto nell’ultimo secolo ha fatto sì che venissero sviluppate delle tecnologie che fino a pochi decenni fa erano inimmaginabili. Certamente la ricerca spaziale rappresenta una delle più importanti avanguardie della tecnica e dell’Ingegneria e più in generale della Scienza. In suddetto contesto si collocano le tecnologie e la Scienza del Telerilevamento satellitare o Remote Sensing. Con il termine telerilevamento si indica “una scienza che permette di ottenere informazioni qualitative e quantitative da un oggetto, un’area o un fenomeno tramite l’analisi di dati acquisiti da un dispositivo a distanza che non è in contatto con l’oggetto, l’area o il fenomeno investigato” (Papale e Barbati, 2005). Il telerilevamento satellitare permette così l’acquisizione di dati, sottoforma di
immagini, su vaste aree di superficie terrestre in tempi relativamente brevi. Con il tempo le tecniche di acquisizione dei dati e le tecnologie costruttive dei sensori sono state perfezionate ed ora è possibile accedere a dati con diverse risoluzioni geometriche, spettrali, temporali e radiometriche. Ad oggi sono disponibili immagini satellitari multispettrali con risoluzione geometrica dell’ordine del decimetro. Tutte queste peculiarità del telerilevamento lo rendono un valido supporto sia per attività scientifiche sia commerciali od amministrative. A livello scientifico le tecniche di Remote Sensing si applicano a numerosi campi tra cui la geologia, la climatologia, la meteorologia, l’oceanografia e l’idrologia. Il dato satellitare risulta molto utile per la cartografia di aree remote o paesi in via di sviluppo;in queste zone le tecniche tradizionali con misurazioni sul campo o rilievi fotogrammetrici sono di difficile applicazione. Dal punto di vista commerciale la possibilità di accedere a dati su vastissime aree può essere importante per applicazioni in campo agro-forestale e per la pesca, oltre che per le attività di ricerca delle materie prime. Le immagini telerilevate forniscono un importante strumento di pianificazione e monitoraggio nell’ambito dell’amministrazione del territorio. Sono presenti in letteratura numerosi studi a riguardo, sia sull’ambiente urbano che naturale. Una delle più interessanti applicazioni del telerilevamento satellitare è quella relativa al risk management e la gestione dei disastri naturali; in questo filone si inseriscono diversi progetti e organizzazioni come ITHACA (Information for Humanitarian Assistance, Cooperation and Action) oppure GDACS (Global Disaster Alert and Coordination System), organizzazioni rivolte al miglioramento dei sistemi di allerta (Early Warning), valutazione dei danni nelle prime fasi delle emergenze (Early Impact), di condivisione di informazioni georeferenziate e coordinamento nelle prime fasi delle emergenze. L’Agenzia Spaziale Europea ha lanciato il programma Copernicus, il quale tramite dati satellitari fornisce una serie di prodotti e servizi a supporto di studi scientifici e gestione delle emergenze. All’interno di tale programma si trovano progetti come EMS (Emergency Management Service) che è costituito da tre moduli: mapping, EFAS (European Flood Awareness System) e EFFIS (European Forest Fire Information System). Un altro programma europeo è G-MOSAIC (GMES services for Management of Operations, Situation Awareness and Intelligence for regional Crises) che produce informazioni di supporto con attenzione particolare alle crisi esterne all’UE. Accanto a questi progetti sono inoltre presenti numerose realtà di crowdmapping a cui è possibile partecipare on-line. Recentemente l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha dato inizio alla missione Sentinel, all’interno del programma Copernicus,con il lancio di una nuova serie di satelliti per l’osservazione terreste. Alcuni di questi sono già operativi e sono disponibili, open source, immagini radar e multispettrali.

Copernicus è attualmente il più ambizioso programma di osservazione terrestre al mondo ed è costituito da differenti sistemi (satelliti, stazioni terrestri, sensori aerei e marini) che acquisiscono dati sulla Terra, come riportato sul sito internet di ESA (http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Overview3). Sul medesimo sito web si riporta che Copernicus è un programma che darà forma al futuro del nostro pianeta per il beneficio di tutti, ESA mette a disposizione la sua esperienza trentennale in programmi spaziali per contribuire al programma. Questo programma fornisce informazioni accurate, tempestive e facilmente accessibili per migliorare la gestione ambientale, comprendere e mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici ed assicurare la sicurezza civile. Il programma è coordinato e gestito dalla Commissione Europea, mentre lo sviluppo delle infrastrutture avviene sotto il controllo di ESA per quanto riguarda le componenti spaziali. Le aree tematiche in cui si inseriscono i servizi legati al programma Copernicus sono sei:

• territorio,
• mare,
• atmosfera,
• cambiamento climatico,
• gestione emergenze,
• sicurezza.
  Questi servizi sono a supporto di una infinità di applicazioni che includono la protezione ambientale, la gestione delle aree urbane, la pianificazione territoriale, l’agricoltura, la gestione delle foreste, la pesca, i trasporti, lo sviluppo sostenibile, la protezione civile e il turismo. La varietà di applicazioni fa sì che i maggiori utilizzatori dei servizi Copernicus siano le pubbliche autorità, specialmente per la definizione di politiche ambientali e la gestione delle emergenze.
• l’utilizzo dei dati Sentinel è rivolto allo studio del territorio, per cui particolare attenzione va concessa al tema dei servizi terrestri, i quali sono a loro volta suddivisi in quattro aree (http://land.copernicus.eu/):
• Globali, questi servizi forniscono una serie di prodotti per lo studio della superficie terrestre a livello globale (con risoluzioni spaziali medie e basse), i prodotti sono usati per il monitoraggio della vegetazione, il ciclo dell’acqua e altre applicazioni.
• Pan-Europei, servizi rivolti allo studio della copertura e dell’uso del suolo europeo e del loro cambiamento negli anni (corpi idrici, suolo nudo, foreste, aree impermeabilizzate…).
• Locali, servizi relativi a specifiche aree nelle quali vengono riscontrate peculiarità (coste, grandi città, reti idriche).
• In-sito, tutti i servizi hanno bisogno di dati presi nelle zone di studio per supportare i prodotti satellitari.
• Un importante prodotto Pan-Europeo è CORINE Land Cover (CLC), che consiste in uno studio delle coperture del suolo (land cover) nel territorio europeo. I prodotti pan-europei sono coordinati dalla European Environment Agency (EEA). Per le specifiche esigenze del programma è stato sviluppato il progetto Sentinel, che prevede il lancio in orbita di 12 satelliti che formeranno la componente spaziale del programma Copernicus.
  

Temperatura dell’aria in superficie per aprile 2021
La temperatura media globale per il mese di aprile 2021 è stata di circa 0,2ºC superiore alla media 1991-2020 per il mese di aprile. A livello globale, l’aprile 2021 è stato più caldo di qualsiasi aprile precedente al 2010, ma più freddo rispetto agli aprile 2010 e 2016-2020. L’aprile 2021 è stato l’aprile più freddo dal 2003 su tutta l’Europa. Le temperature sono state molto al di sopra della media in alcune parti del Canada nord-orientale, nella Russia nord-occidentale e nel Medio Oriente.

Anomalia della temperatura dell’aria superficiale per aprile 2021 rispetto alla media di aprile per il periodo 1991-2020. Fonte dei dati: ERA5. Fonte: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.

Le temperature medie di aprile 2021 sono state estremamente disomogenee in tutta Europa. Sono state sotto la media in un’ampia fascia che andava dall’Islanda al Mediterraneo e al Mar Nero, ma sopra la media nell’ovest della penisola iberica e nell’estremo est del continente. Il mese si è aperto con condizioni insolitamente miti in molti luoghi, ma le temperature sono crollate su una vasta regione nella prima settimana del mese, raggiungendo minimi storici su parti dell’Europa occidentale e centrale, per esempio sulla Slovenia. La Francia è stata tra i paesi che hanno sofferto notevoli danni da gelo alle viti e agli alberi da frutto https://www.theguardian.com/food/2021/apr/15/agricultural-disaster-two-billion-worth-of-french-wine-production-lost-after-cold-snaps che avevano iniziato a svilupparsi prima del solito. Questo ha portato il governo a dichiarare una “calamità agricola” https://www.gouvernement.fr/l-assistance-de-l-etat-face-aux-gels-destructeurs-dans-l-agriculture .il Regno Unito https://www.metoffice.gov.uk/about-us/press-office/news/weather-and-climate/2021/lowest-average-minimum-temperatures-since-1922-as-part-of-dry-april ha sperimentato la sua temperatura minima media più bassa per aprile dal 1922, e il più alto numero di gelate durante il mese di aprile attualmente presente in un archivio di dati che risale al 1960.Altre regioni a livello mondiale, con temperature notevolmente al di sotto della media, sono state l’Alaska e parti del Canada settentrionale, gran parte della Siberia orientale e della Cina, una fascia estesa da nord-ovest a sud-est sull’Australia, e diverse parti dell’Antartide, specialmente l’Antartide occidentale. Al contrario, le temperature sono state molto più alte della media su gran parte del Canada nord-orientale e sulla Groenlandia, sulla Siberia occidentale, su parti del Medio Oriente e del Nord Africa, sull’Argentina e sul Cile meridionale, sulla Namibia costiera e sul Sud Africa, e su parti dell’Antartide orientale.Le temperature sono state inferiori alla media su gran parte dell’Oceano Pacifico orientale tropicale e sub-tropicale, dove l’ultimo evento di La Niña ha continuato ad indebolirsi. Altre regioni oceaniche dell’emisfero settentrionale extratropicale, sono risultate più calde della media, con la principale eccezione dell’Atlantico nord-orientale e dei mari a nord-est della Groenlandia. Le condizioni sono state più variabili sugli oceani tropicali e sull’emisfero meridionale.

Anomalie mensili della temperatura di superficie , sia come media globale sia come media europea, rispetto al periodo 1991-2020, da gennaio 1979 ad aprile 2021. Le barre di colore più scuro indicano i valori di aprile. Fonte dei dati: ERA5. Fonte: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.

La temperatura media globale per aprile 2021 è stata più alta di quella media registrata nel periodo 1991-2020, ma meno estrema rispetto a quella registrata nella maggior parte dei mesi degli ultimi sei anni. Aprile 2021 è stato :

0,19°C più caldo della media di aprile per il periodo 1991-2020
più di 0,3 ° C più fresco di aprile 2016 e aprile 2020, i due mesi di aprile più caldi attualmente presenti nei registri di temperatura storici.
l’aprile più fresco dal 2015 e più fresco dell’aprile 2010, ma più caldo di qualsiasi altro aprile registrato. Le anomalie della temperatura media europea sono generalmente più grandi e più variabili delle anomalie globali. La temperatura media europea per il mese di aprile 2021 è stata di 0,9°C inferiore alla media 1991-2020,rendendo il mese di aprile il più freddo dal 2003 a livello europeo.

Anomalie registrate negli ultimi 12 mesi – da maggio 2020 ad aprile 2021

Anomalia della temperatura dell’aria superficiale da maggio 2020 ad aprile 2021 rispetto alla media del periodo 1991-2020. Fonte dei dati: ERA5. Credito: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.

Le temperature medie registrate nel corso dei dodici mesi fino ad aprile 2021 sono state:

sopra la media sulla maggior parte delle aree terrestri e sulla maggior parte della superficie oceanica
superiori alla media 1991-2020 sulla Siberia settentrionale e sui mari artici a nord e a ovest, sull’estremo nord-est del Canada, sull’altopiano del Tibet e su parte dell’Antartide orientale
leggermente al di sopra della media su gran parte dell’Europa, ma con valori inferiori alla media sull’estremo est del continente e su diverse regioni più piccole
sotto la media in alcune aree di ciascun continente
sotto la media sul Pacifico equatoriale orientale, sull’Atlantico settentrionale a ovest dell’Irlanda e su diverse aree oceaniche dell’emisfero meridionale.

Serie storica delle temperature medie globali e medie europee di superficie rispetto alle temperature medie del periodo 1991-2020, sulla base dei valori mensili da gennaio 1979 ad aprile 2021. Le barre colorate più scure sono le medie per ciascuno degli anni solari dal 1979 al 2020. Fonte dei dati: ERA5. Credito: Copernicus Climate Change Service/ECMWF.

ACCESS TO DATA

La media su periodi di dodici mesi tende ad attenuare le variazioni a breve termine delle temperature medie regionali e globali. A livello globale, il periodo di dodici mesi fino ad aprile 2021 è stato 0,31°C più caldo della media 1991-2020. Questa media di dodici mesi è ben al di sotto della media di 0,46°C per i periodi di dodici mesi che terminano a settembre 2016 e maggio 2020, i due periodi più caldi in questo record di dati. L’anno solare più caldo è il 2016, con una temperatura di 0,44°C sopra la media 1991-2020. Il 2020 è stato alla pari con il 2016, essendo più fresco di meno di 0,01°C, ben al di sotto della media dei vari set di dati. Il terzo anno solare più caldo è stato il 2019, con una temperatura di 0,40°C superiore alla media.0,82°C devono essere aggiunti al valore relativo al periodo di riferimento 1991-2020 per mettere in relazione le temperature globali recenti con il livello pre-industriale definito nel rapporto speciale dell’IPCC sul “Riscaldamento globale di 1,5°C”. La temperatura media per i dodici mesi fino ad aprile 2021 è di 1,13°C al di sopra di tale livello.Le temperature medie europee presentano una maggiore variabilità rispetto a quelle globali , ma i valori hanno una maggiore precisione grazie alla copertura osservativa relativamente densa del continente. La media per il periodo di dodici mesi fino ad aprile 2021 è di circa 0,5°C sopra la media 1991-2020. Il 2020 è l’anno solare più caldo registrato in Europa , con una temperatura di 1,2°C sopra la media 1991-2020.

Annotazione sui valori globali provenienti da ERA5 e altri set di dati sulla temperatura

Lo spread sulla temperatura globale esistente fra le varie serie di dati è stato precedentemente segnalato come relativamente grande negli ultimi anni. Una versione aggiornata del set di dati responsabile principale di questo spread è stata rilasciata a metà dicembre 2020. Questa versione concorda molto meglio con altri set di dati per quanto riguarda gli ultimi anni. Questa versione tuttavia mostra un riscaldamento maggiore dal 1850-1900 rispetto alla versione precedente, che ha un’influenza sulla stima “pre-industriale” come menzionato sopra. Esiste un accordo generale tra le serie di dati, che il periodo compreso tra il 2015 e il 2020 sia globalmente il periodo più caldo di ogni altro periodo simile precedente. C’è un accordo generale tra le serie di dati, che il periodo 2015-2020 è molto più caldo a livello globale di qualsiasi periodo precedente. C’è anche accordo sul fatto che le temperature globali sono aumentate ad un tasso medio di quasi 0,2°C per decennio dalla fine degli anni ’70. Tuttavia, c’è ancora una certa dispersione tra le serie di dati per gli anni recenti, come il 2020, e le anomalie di temperatura media annuale per questi anni provenienti da ERA5, sono generalmente più alte rispetto alle altre cinque serie di dati. Le differenze vanno da 0,02 a 0,08 °C per il 2016-2020. Se la temperatura dell’aria al di sopra del mare viene sostituita con la temperatura della superficie del mare per ERA5 e gli altri set di dati in cui la temperatura della superficie del mare non è stata utilizzata per errore, l’intervallo è 0,00-0,07 °C. Le differenze rimanenti dipendono in parte dalla misura in cui i dati rappresentano le condizioni relativamente calde che hanno dominato l’Artico e l’Antartico durante questi anni. Altrove le differenze nelle stime della temperatura della superficie del mare e della temperatura dell’aria sulla terraferma hanno rappresentato ulteriori cause.