Sistema satellitare Copernicus
Innovazione

Buon compleanno Copernicus. Venticinque anni di monitoraggio satellitare in 10 scatti

Sembrano opere d’arte, in realtà sono gli scatti dal cielo del sistema europeo di monitoraggio ambientale che compie in questi giorni un quarto di secolo. Le tappe principali di questo percorso, utile in particolare alla protezione degli ecosistemi e alla sostenibilità in agricoltura

Sara Brunelli 3 Giugno 2023

Compie 25 anni Copernicus, il sistema dell’Unione Europea per il monitoraggio della Terra. Fu lanciato infatti nel 1988 come progetto di vigilanza ambientale e adesso, grazie ai sette satelliti della costellazione Sentinel, raccoglie in continuazione dati e immagini per gestire emergenze naturali, valutare lo stato di salute della vegetazione, verificare la condizione dei ghiacciai e molto altro.

 

La sala di controllo dell'Ente spaziale europeo

La sala di controllo dell’Ente spaziale europeo (Foto: Esa)

L’agricoltura rappresenta uno dei settori di maggiore applicazione dei servizi forniti da Copernicus, di cui si celebreranno la storia i successi durante una cerimonia l’8 giugno a Stoccolma, seguibile anche in  streaming. Noi vi anticipiamo, con 10 immagini, altrettanti momenti in cui questo programma di rierca, ispirato alla figura del grande astronomo polacco che studiò a lungo in Italia, si è rivelato utile nella cura del Pianeta, nel garantire la sicurezza alimentare e accompagnare lo sviluppo di pratiche agricole sostenibili.

Buona visione!

1. Clorofilla in Sardegna

Il nostro viaggio con gli occhi di Copernicus parte dalla Sardegna, sulla quale si erano centrate le primissime acquisizioni da parte del satellite Sentinel-2A. La missione fu lanciata il 23 giugno 2015 e ha fornito la sua prima immagine della Terra due giorni dopo, coprendo una striscia larga 290 chilometri dalla Svezia all’Algeria, compresa un parte della grande isola italiana. Gli scatti fornivano dati ottici per il monitoraggio del territorio ma il suo strumento principale possiede 13 bande spettrali per l’osservazione all’infrarosso. Le sfumature nell’intera immagine indicano le diverse quantità di clorofilla. Viene utilizzato per fornire informazioni chiave sulla salute delle piante e, in questa immagine a falsi colori, i rossi più luminosi indicano una vegetazione più sana.

 

Foto: Copernicus/ESA, 2015

L’area raffigurata copre una parte della provincia di Sassari, con tratti di costa visibili lungo in basso a sinistra, dove si nota un’ampia area collinare con una vegetazione significativa, indicata dalla colorazione rossa. Una sezione bianca/azzurra brillante di quest’area mostra invece dove le colline sono state scavate per attività estrattive superficiali. I campi agricoli dominano invece l’entroterra, con una vasta area di vigneti al centro dell’immagine.  In alcune zone anche i campi appaiono delineati in rosso: questo deriva dalla presenza di siepi, che potrebbero essere state piantate per proteggere le colture dal vento e che forniscono un habitat per specie animali e uccelli più piccoli. Osserviamo ancora questa immagine: si riconosce l’aeroporto di Alghero-Fertilia appena sulla sinistra del centro e il porto di Fertilia a sud. In prossimità del porto, le acque di una laguna appaiono diverse rispetto quelle del mare, per la diversa composizione chimica.

Questa prima acquisizione dimostra l’utilità di Sentinel-2 per il controllo delle acque interne ed esterne.

2. Il prosciugamento del Po

Anche questa animazione è stata realizzata sulla base di immagini fornite da Sentinel-2 e mostra un’area vicino a Piacenza, dove la portata del Po è stata notevolmente ridotta tra giugno 2020 e lo stesso mese nel 2022. Nel periodo considerato l’acqua nella Pianura Padana è scesa a livelli di guardia a causa della mancanza di precipitazioni di cui hanno sofferto le regioni settentrionali, delle temperature elevate e della mancanza di neve sulle montagne che alimentano l’intero bacino.

 

Foto: dati Copernicus modificati 2020-22, elaborati da Esa

3. La salute delle piante sul Fucino

L’immagine in falsi colori catturata l’8 luglio del 2015 mostra le strutture agricole in un’area di Avezzano, in provincia dell’Aquila, nella conca del Fucino, il lago prosciugato nell’Ottocento e adibito in larga parte all’agricoltura. Le diverse sfumature di rosso e di altri colori indicano quanto sia sensibile la telecamera multispettrale alle differenze nella copertura vegetale, fornendo informazioni chiave sulla salute delle piante. I rossi più brillanti indicano una vegetazione più attiva, come si vede in molte zone e lungo la catena montuosa abruzzese della Valle Roveto in basso a sinistra, mentre al centro è visibile una nuvola e la sua ombra sulla pianura.

 

Immagine satellitare della piana del Fucino, ad Avezzano (L'Aquila, foto: Copernicus/ESA 2015)

Foto: Copernicus/ESA 2015

In basso a destra della pianura si scorge un insieme di puntini circondati da campi: è il Centro Spaziale del Fucino, uno dei più grandi del mondo in ambito civile, nodo delle operazioni delle missioni, con le sue più di cento antenne installate.

4. Mappare il suolo con l’intelligenza artificiale

La mappa della copertura del suolo italiano è stata realizzata attraverso il servizio Sentinel-2 for Science Land Cover, finanziato dall’Esa elaborando enormi quantità di dati in diverse serie temporali. È l’obiettivo di questo progetto che esplora nuovi modi per sfruttare le ultime tecnologie di cloud computing e l’apprendimento automatico per automatizzare la mappatura.

 

Mappa digitale relativa all'utilizzo del suolo in Italia (Fonte: Copernicus/Esa 2017 elaborati da Cbk Pan)

Fonte: Copernicus/Esa 2017 elaborati da Cbk Pan

Le mappe sono una straordinaria fonte d’informazioni per tracciare l’impatto dell’attività umana, dei processi naturali e del cambiamento climatico.

Si possono utilizzare per prendere decisioni su politiche, sviluppo e gestione delle risorse e per attività come l’agricoltura, la silvicoltura, la gestione delle risorse idriche, la pianificazione urbana, la protezione ambientale e la gestione delle crisi.

5. Misurare l’irrigazione dallo spazio

L’animazione mostra l’irrigazione nel distretto di Algerri-Balaguer nel bacino del fiume Ebro, in Spagna. L’immagine di sfondo è stata acquisita dalla missione Copernicus il 3 agosto 2020, la parte blu mostra ciò che è classificato come terreno irrigato in modo permanente dal set di dati Corine Land Cover 2018.

 

Foto: Copernicus 2020 e ESA/CLC 2018

Le pratiche di irrigazione sono scarsamente monitorate in tutto il mondo ma i satelliti che osservano il nostro pianeta dallo spazio permettono anche di verificare quanta acqua sia utilizzata a questo scopo. Nell’ambito del progetto Science for Society Irrigation+ dell’Esa un team di scienziati, diretto dal Cnr e dall’Università di Perugia, ha condotto uno studio per trasformare i dati satellitari in mappe aggiornate sull’uso dell’acqua irrigua a livello regionale.

6. Le coltivazioni nel Sahara

L’immagine in falsi colori mostra l’area intorno alla città di El Oued, nel nord-est dell’Algeria, circa 80 km a ovest del confine con la Tunisia. Elaborata utilizzando il canale nel vicino infrarosso della missione Copernicus Sentinel-2, visualizza la vegetazione in rosso: quella in rosso più vivo è irrigata mentre le aree non irrigate appaiono in toni di rosso più scuro, che si distinguono dalle circostanti dune di sabbia.

 

Sistemi d'irrigazione nel Sahara, in Tunisia (Foto: Copernicus modificati 2021, elaborati da Esa)

Foto: Copernicus modificati 2021, elaborati da Esa

La forma circolare della maggior parte dei campi agricoli indica che vengono utilizzati sistemi di irrigazione a perno centrale. Un pozzo, scavato al centro di ogni cerchio, fornisce acqua agli irrigatori rotanti che spruzzano l’acqua secondo uno schema circolare. Ognuno dei cerchi ha un diametro di circa 100 metri.

7. La metamorfosi del paesaggio in Andalusia

Le immagini dal satellite Sentinel-2A raccolte da febbraio a ottobre 2016 mostrano il cambiamento del paesaggio nella riserva naturale di Brazo del Este e intorno alla città di Los Palacios y Villafranca, nella regione spagnola dell’Andalusia.

 

Foto: Copernicus modificati 2016, elaborati da Esa

Lungo il bacino del Guadalquivir la foto inquadra una ricca agricoltura con colture di riso, anguria, peperone, cetriolo, pomodoro e quinoa. L’animazione mostra i cambiamenti nei campi dovuti ai diversi ritmi di crescita e raccolta delle colture, la missione permette anche di monitorare le caratteristiche delle piante, l’area fogliare, il contenuto di clorofilla e di acqua.

8. Gli effetti della siccità in Danimarca

Le due immagini mostrano i campi agricoli intorno alla città di Slagelse nella regione della Zelanda, in Danimarca. Si osservano nelle fotografie raccolte a luglio 2017 dei campi verdi lussureggianti, mentre quella di luglio 2018 evidenzia come le temperature elevate e la mancanza di pioggia abbiano messo a dura prova la vegetazione.

 

Gli effetti della siccità in Danimarca (Foto: Copernicus modificati 2017-18, elaborati da Esa)

Foto: Copernicus modificati 2017-18, elaborati da Esa

I due satelliti Copernicus Sentinel-2 trasportano imager ottici multispettrali ad alta risoluzione per monitorare i cambiamenti nella vegetazione, permettendo anche di valutare in maniera dettagliata la salute delle piante.

9. La crescita delle colture in Belgio

L’animazione mostra lo sviluppo dei campi coltivati ​​in Belgio tra marzo e ottobre 2016. I dati permettono di misurare l’indice dell’area fogliare della vegetazione (Leaf Area Index). Queste informazioni possono, a loro volta, essere utili per monitorare la crescita delle colture e le pratiche agricole come la raccolta al fine di modernizzare, in un’ottica più ampia, la politica agricola comune dell’Unione Europea.

 

Foto: Copernicus 2016/Esa

10. La deforestazione sull’isola del Borneo

In questa immagine, catturata il 15 febbraio 2019, sono chiaramente visibili le varie fasi del processo di deforestazione nel Kalimantan orientale, la parte indonesiana dell’isola del Borneo. La domanda globale di olio di palma ha portato ad estendere le piantagioni di questa varietà. Le macchie verdi rappresentano le piantagioni ben consolidate, mentre quelle marrone chiaro i terreni disboscati e sottratti alla foresta pluviale per avviare nuove coltivazioni.

 

Foto: Copernicus modificati 2019, elaborati da ESA

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