Il programma Europeo di osservazione della Terra Copernicus
Copernicus rappresenta lo sforzo più ambizioso al mondo per monitorare il nostro pianeta dallo spazio raccogliendo dati in tempo reale su clima, oceani, agricoltura, foreste, sviluppo urbano, gestione del territorio, disastri e tantissime altre applicazioni. Precedentemente noto come GMES (Global Monitoring for Environment and Security), Copernicus è un programma multifunzionale di osservazione della Terra che è stato avviato nel 1998 dalla Commissione Europea e da un consorzio di agenzie spaziali. Copernicus fa parte della più ampia iniziativa GEOSS, dedicata alla creazione di un Sistema di Sistemi per l’osservazione globale della Terra
COPERNICUS – UFFICIALE
COPERNICUS – ESA
Tuttavia, il suo obiettivo principale è garantire una significativa autonomia all’Europa nella rilevazione e gestione dei dati riguardanti la salute del pianeta, facilitando così le esigenze delle politiche pubbliche europee e offrendo servizi precisi e affidabili in materia ambientale e di sicurezza.
La gestione dei disastri naturali e il monitoraggio degli oceani, del territorio e della vegetazione e dell’atmosfera sono tra le applicazioni designate come “Prioritarie” all’interno del programma. Copernicus garantisce la capacità di gestire un enorme volume di dati precisi e aggiornati sullo stato di salute del pianeta raccolti 24 ore su 24 per 365 giorni all’anno da una costellazione di sei tipi di satelliti dedicati chiamati Sentinels, specializzati in applicazioni specifiche.
Oltre ai dati forniti dai satelliti Sentinel, vi sono 30 cosiddette Missioni Partecipanti che svolgono un ruolo cruciale nella fornitura di dati complementari garantendo che venga soddisfatta un’ampia gamma di requisiti osservativi. Le missioni partecipanti sono missioni dell’ESA, dei suoi Stati membri, di Eumetsat e di altri operatori di missioni e agenzie spaziali di paesi terzi europei e internazionali che mettono a disposizione i loro dati per Copernicus.
Unitamente ai Sentinels e alle missioni partecipanti Copernicus usufruisce inoltre di una vasta rete di sensori posizionati a terra, in aria e in mare che vengono utilizzati ai fini di calibrazione precisa dei dati rilevati dallo spazio. Ecco perche’ Copernicus e’ il sistem di osservazione della Terra piu’ completo e avanzato al mondo in quanto non in competizione con altri sistemi di monitoraggio satellitare di altre agenzie spaziali ma in partecipazione e complementarita’ con essi.
AREE DI APPLICAZIONE
SENTINEL-1 (date delle missioni)
Sentinel-1A – 3 Aprile 2014
Sentinel-1B – 25 Aprile 2016
Sentinel-1C – 5 Dicembre 2024
Sentinel-1D – seconda meta’ 2025
Sentinel-1 è uno strumento prezioso per l’osservazione della Terra, con un’ampia gamma di applicazioni che spaziano dal monitoraggio ambientale alla gestione dei rischi e al supporto alle attività umane.
I satelliti Sentinel-1 utilizzano dati radar interferometrici che permettono il monitoraggio degli ecosistemi terrestri e del territorio in qualsiasi condizione meto di giorno e di notte. Alcune delle principali applicazioni di Sentinel-1 comprendono :
- Monitoraggio delle zone di ghiaccio e dell’ambiente artico
Sentinel-1 fornisce dati cruciali per il monitoraggio del ghiaccio marino, la sua estensione e il suo spessore, nonché per lo studio dell’ambiente artico e subartico.
- Sorveglianza dell’ambiente marino
La missione Sentinel-1 monitora le aree marine per la presenza di petrolio, la navigazione, l’inquinamento e altri fenomeni legati all’ambiente marino.
- Monitoraggio dei rischi di movimento della superficie terrestre
Sentinel-1 è in grado di rilevare spostamenti micrometrici della superficie terrestre, utili per il monitoraggio e la previsione di frane e subsidenze. E’ in grado di rilevare deformazioni millimetriche della superficie terrestre in prossimita’ di aree vulcaniche che sono indicatori di possibili eruzioni formendo informazioni preziose per programmare e gestire eventuali evacuazioni dalle aree a rischio.
- Mappatura delle superfici terrestri
I dati di Sentinel-1 vengono utilizzati per creare mappe dettagliate delle foreste, delle acque e del suolo, supportando la pianificazione territoriale e la gestione delle risorse naturali.
- Mappatura a supporto dell’aiuto umanitario
Sentinel-1 può essere impiegato per mappare rapidamente le aree colpite da disastri naturali, come inondazioni o terremoti, fornendo informazioni essenziali per operazioni rapide di soccorso e assistenza.
- Supporto alla gestione dei rischi
I dati di Sentinel-1 contribuiscono alla valutazione e alla gestione dei rischi legati a eventi naturali, come alluvioni, incendi e tempeste.
- Monitoraggio delle infrastrutture
La missione Sentinel-1 può essere utilizzata per monitorare lo stato di ponti, dighe e altre infrastrutture, contribuendo alla loro manutenzione e prevenzione di potenziali problemi.
- Supporto all’agricoltura
Sentinel-1 fornisce dati utili per il monitoraggio delle colture e per la gestione dell’irrigazione, supportando l’agricoltura di precisione.
- Monitoraggio delle aree costiere
Sentinel-1 può essere utilizzato per monitorare l’erosione costiera e altri fenomeni che influenzano le zone costiere.
SENTINEL 2 (date delle missioni)
Sentinel-2 – 23 Giugno 2015
Sentinel-2B – 7 Marzo 2017
Sentinel-2C – 5 Settembre 2024
I satelliti ottici Sentinel-2 sono stati sviluppati per l’osservazione multispettrale e offrono applicazione in una miriade di settori. Per esempio Sentinel-2 può essere utilizzato per stimare la quantità di biomassa vegetale, la clorofilla e il contenuto d’acqua, fornendo informazioni preziose sulla salute delle piante e sulla loro produttività.
Alcune delle principali applicazioni di Sentinel-2 comprendono :
- Mappatura della copertura forestale e del suolo
Le immagini Sentinel-2 permettono di mappare la distribuzione delle foreste, le loro tipologie e le loro condizioni, oltre a fornire informazioni dettagliate sulla copertura del suolo e sulle sue variazioni nel tempo.
- Monitoraggio delle colture
Sentinel-2 è utile per il monitoraggio delle colture, permettendo di stimare la superficie coltivata, il tipo di coltura e il suo stato di salute, supportando così decisioni agricole più efficaci.
- Monitoraggio delle acque
Qualità dell’acqua
Le immagini Sentinel-2 possono essere utilizzate per monitorare la qualità delle acque interne e costiere, rilevando la presenza di sedimenti, nutrienti e sostanze inquinanti
Estensione di laghi e fiumi
La capacità di rilevare cambiamenti nella copertura del suolo permette di monitorare le variazioni di estensione di laghi, fiumi e altre masse d’acqua, fornendo informazioni utili per la gestione delle risorse idriche.
Monitoraggio di zone umide
Sentinel-2 può essere impiegato per monitorare le zone umide e il contenuto di acqua nel suolo, rilevando cambiamenti nella loro estensione e nelle condizioni ambientali.
- Mappatura e monitoraggio di calamità naturali
Inondazioni e alluvioni
Le immagini Sentinel-2 possono essere utilizzate per mappare l’estensione delle aree allagate, fornendo informazioni essenziali per le operazioni di soccorso e per la pianificazione della gestione delle emergenze.
- Eruzioni vulcaniche e incendi
Le immagini multispettrali consentono di mappare gli effetti delle eruzioni vulcaniche e degli incendi boschivi, fornendo dati utili per la valutazione dei danni e per la pianificazione delle attività di soccorso e intervento della Protezione Civile e altri enti adibiti al soccorso delle popolazioni colpite.
- Monitoraggio di frane e smottamenti
Le serie temporali di immagini Sentinel-2 possono essere utilizzate per monitorare i cambiamenti nel terreno e per rilevare potenziali zone a rischio di frane e smottamenti.
- Monitoraggio delle aree urbane
Sentinel-2 può essere utilizzato per monitorare la crescita e sviluppo urbani, l’impermeabilizzazione del suolo e la presenza di aree verdi.
- Gestione delle coste
Le immagini di Sentinel-2 sono utili per monitorare l’erosione costiera, la variazione del livello del mare e la qualità delle acque costiere, incluse le fiorniture algali (mucillagine), il loro movimento ed estensione.
- Rilevamento di cambiamenti nel paesaggio
Sentinel-2 permette di individuare e mappare i cambiamenti nel paesaggio, fornendo dati preziosi per la pianificazione territoriale e la gestione del territorio.
SENTINEL 3 (date delle missioni)
Sentinel-3A : 16 Febbraio 2016
Sentinel-3B : 25 Aprile 2018
I satelliti Sentinel-3 sono stati progettati per condurre osservazioni oceanografiche e terrestri. Sentinel-3 misura sistematicamente gli oceani, la terra, il ghiaccio e l’atmosfera della Terra per monitorare e comprendere le dinamiche globali e climatiche su larga scala.
Applicazioni specifiche di Sentinel-3 includono:
– Oceanografia
Sentinel-3 viene utilizzato nel monitoraggio della temperatura della superficie del mare, dei cambiamenti del livello del mare e del colore dell’oceano per supportare le previsioni oceanografiche, climatiche a breve-medio termine e il monitoraggio dell’ambiente marino.
– Monitoraggio del Territorio
Le immagini satellitari di Sentinel-3 permettono il tracciamento della salute della vegetazione, rilevamento di incendi, mappatura dell’uso del suolo e monitoraggio dei livelli delle acque interne nei fiumi e nei laghi.
– Studi Atmosferici
Sentinel-3 viene anche utilizzato per analizzare la composizione atmosferica, la copertura nuvolosa e rilevare incendi boschivi.
– Criosfera
Sentinel-3 misura l’elevazione e lo spessore del ghiaccio marino e terrestre, e monitora i cambiamenti e i movimenti dei ghiacciai e nelle calotte glaciali.
– Risposta alle Emergenze
Il monitoraggio e la gestione dei disastri naturali come inondazioni, incendi boschivi e perdite di petrolio sono delle classiche applicazioni di Sentinel-3.
– Monitoraggio Climatico
Sentinel-3 fornisce dati a lungo termine per comprendere le tendenze e gli impatti dei cambiamenti climatici.
SENTINEL 4 (date delle missioni)
Sentinel-4A : 1 Luglio 2025
Sentinel-4B : lancio previsto nel 2030
Sentinel-4 e’ un satellite geostazionario che monitora la qualità dell’aria in Europa a supporto del Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) con alta risoluzione spaziale e un rapido tempo di ritorno.
Sentinel-4 trasporta uno spettrometro UVN (ultravioletto, Visibile, near-infrarosso), che misura alcuni fra i principali componenti chimici legati ai cambiamenti climatici tra cui ozono (O3), diossido di azoto (NO2), formaldeide (HCHO), diossido di zolfo (SO2) e aerosols. Sentinel-4 opera da un’orbita geostazionaria, permettendo un monitoraggio continuo della stessa area geografica. La missione monitora un’area che copre l’Europa, parti del Nord Africa e parti dell’Atlantico. Il satellite fornisce dati orari sulla composizione atmosferica, che vengono utilizzati per supportare il Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS).
Sentinel-4 fa parte di una costellazione globale di sensori geostazionari per la qualità dell’aria, lavorando insieme ai sensori della Corea (GEMS) e della NASA (TEMPO). I dati di Sentinel-4 sono cruciali per comprendere e affrontare l’inquinamento atmosferico, sostenendo le politiche ambientali dell’UE come la Direttiva sulla Qualità dell’Aria Ambientale. Sentinel-4 completa altre missioni Sentinel, come Sentinel-5 e Sentinel-5P, che forniscono osservazioni quotidiane da orbite polari.
SENTINEL 5 (date delle missioni)
Sentinel-5P : 13 Ottobre 2017
Sentinel-5 : 13 Agosto 2025
Sentinel-5P è una missione dedicata al monitoraggio della qualità dell’aria, mentre Sentinel-5 fa parte di un sistema di monitoraggio atmosferico più ampio che include Sentinel-4.
I dati della missione Sentinel-5 sono cruciali per comprendere e affrontare gli attuali problemi di qualità dell’aria. Sentinel-5P fornisce informazioni coerenti sulle variabili atmosferiche coprendo l’ozono e gli UV superficiali, la qualità dell’aria e applicazioni climatiche. Sentinel-5 si concentra sulla qualità dell’aria e sull’interazione composizione-clima, con i principali prodotti dati che sono O3, NO2, SO2, HCHO, CO, CH4 e spessore ottico degli aerosol.
Sentinel-5 contribuisce alla disponibilità continua e migliorata di osservazioni meteorologiche operative dall’orbita polare, aumentando così la capacità dell’Europa per il monitoraggio climatico a lungo termine. L’obiettivo principale della missione e’ di monitorare a livello globale i principali gas traccia e aerosol della qualità dell’aria a elevata risoluzione spaziale e con un tempo di rivisitazione globale giornaliero, a supporto del Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Sentinel-5 e’ dotato dui uno spettrometro strumento UVNS (Ultravioletto, Visibile, Vicino infrarosso e Infrarosso a onde corte) che forniranno misurazioni atmosferiche complete con una risoluzione spaziale di 7 km x 7 km al nadir, integrando i dati di Sentinel-4.
SENTINEL 6 (date delle missioni)
Sentinel-6A : 21 Novembre 2020
Sentinel-6B : lancio previsto Novembre 2025
Sentinel-6 è una missione satellitare di osservazione della Terra sviluppata per garantire una continuità migliorata alle serie temporali molto stabili delle misurazioni del livello medio del mare e dello stato del mare iniziate nel 1992 con la missione TOPEX/Poseidon, proseguite poi dalle missioni satellitari Jason-1, Jason-2 e Jason-3.
La minaccia dell’innalzamento del livello del mare per le comunità costiere è una problematica globale importante per i governi. Il benessere e la sicurezza delle generazioni future nelle regioni costiere e nei piccoli Stati insulari a bassa quota dipendono dalle azioni e dalle decisioni in materia di politiche ambientali. L’innalzamento del livello del mare è un potente indicatore climatico in risposta alla variabilità climatica non forzata e ai fattori di forzatura sia di origine naturale che artificiale. Oltre a osservare l’innalzamento del livello del mare le due misisoni di Sentinel-6 forniranno misurazioni quasi in tempo reale dell’altezza della superficie del mare, dell’altezza significativa delle onde e di altri prodotti su misura per i servizi operativi nei settori dell’oceano, della meteorologia e dell’idrologia.
I dati di tutte le missoni Sentinel sono liberamente accessibili e gratuiti rendendo possibile il monitoraggio a qualiasi utente di qualsiasi aspetto legato all’ambiente e al territorio e ecosistemi terresteri, marini, all’atmosfra e al clima a livello globale, anche in aree remote.
COPERNICUS SERVICES
I “Copernicus Services” o Servizi Copernicus sono dei servizi dedicati interamente gratuiti di dati satellitari pre-elaborati in forma di mappe digitali, statistiche e altre informazioni codificate che forniscono dati multiuso comuni a una vasta gamma di aree di applicazione molte delle quali sono mirate alla sostenibilità e vengono implementate a livello nazionale o regionale e utilizzate da tantissimi utenti in paesi dell’Unione Europea e in paesi extra-Europei.
I Servizi Copernicus affrontano sei principali aree tematiche:
Atmosfera. Monitoraggio della qualità dell’aria e le previsioni delle radiazioni ultraviolette, dei gas serra e della forzatura climatica.
Marino. Monitoraggio per la sicurezza marittima e il trasporto, la rilevazione di perdite di petrolio, la qualità dell’acqua, le previsioni meteorologiche e l’ambiente polare nell’Artico e in Antartide.
Terra. Include informazioni rilevanti per l’ambiente terrestre compresi il monitoraggio per la gestione delle acque, l’agricoltura e la sicurezza alimentare, il cambiamento dell’uso del suolo, il monitoraggio delle foreste, la qualità del suolo, la pianificazione urbana e i servizi di protezione naturale.
Sicurezza. I servizi Copernicus per la sicurezza supportano gli sforzi di mantenimento della pace, la sorveglianza marittima e il controllo delle frontiere.
Emergenza. I servizi Copernicus per la gestione delle emergenze aiutano a mitigare gli effetti dei disastri naturali e causati dall’uomo, come inondazioni, incendi boschivi e terremoti, e contribuiscono agli esercizi di aiuto umanitario.
Cambiamento climatico. I servizi Copernicus per il monitoraggio dei cambiamenti climatici attraversano tutti i domini sopra menzionati.
Dal 2008 fino al 2020, gli investimenti totali nel programma Copernicus sono stati di 8.2 miliardi di Euro con 120 milioni di euro forniti dall’Italia. Nello stesso periodo, questo investimento ha generato benefici economici di circa 19 miliardi di Euro (escludendo benefici non monetari). Il budget della Commisisone Europea per il programma Copernicus per il periodo 2021-2027 ammonta a 5.42 miliardi di Euro. I benefici economici del programma Copernicus per il periodo 2017-2035 vengono stimati fra i 92 e i 191 miliardi di Euro
CALF E IL PROGRAMMA COPERNICUS
La CALF organizza corsi di formazione, divulgazione e addestramento su fondamenti di telerilevamento satellitare e sulla funzionalita’, tecnologia e utilizzo dati del programma Copernicus. Il Vice Presidente della CALF, Giovanni Serritella, ha sviluppato per conto della Commissione Europea e in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) un programma nazionale di formazione e utilizzo dati Copernicus per il Governo delle Filippine nella gestione dei disastri naturali e cambiamenti climatici e in aree tematiche chiave come la gestione del territorio, la subsidenza geologica e la gestione del ambiente ed ecosistema marino. Tale progetto (National Copernicus Capacity Support Action Programme for the Philippines – CopPhil) e’ attualmente in corso e implementato dall’Agenzia Spaziale e dal Ministero di Scienza e Tecnologia delle Filippine.
Giovanni Serritella ricopre attualmente l’incarico di Ambasciatore del programa Copernicus per conto del Direttorato Generale della Commissione Europea per la Difesa, Industria e Spazio di Bruxelles.
Il legame fra Copernicus e l’Astronomia e’ un legame importante che non appare subito evidente. La CALF e’ impegnata a illustrare e promuovere il programma Europeo Copernicus visto come la capacità dell’umanità di osservare e comprendere il nostro pianeta Terra come un sistema complesso e interconnesso utilizzando e illustrando aree tematiche di importanza fondamentale per la societa’ e per i cittadini come la gestione e la prevenzione dei disastri, la gestione del territorio e delle risorse naturali degli ambienti terrestri e marino e lo studio degli impatti da cambiamenti climatici e la loro modellistica di previsione. Il programma offre più di semplici dati e immagini, esso fornisce uno specchio attraverso il quale l’uomo può contemplare il proprio posto all’interno della fragile rete della vita sulla Terra.
Svelando trasformazioni silenziose del nostro pianeta come i ghiacci che si sciolgono, foreste che scompaiono, mari che si alzano e il clima globale che cambia, Copernicus ci confronta con la realtà che la Terra non è uno sfondo invincibile per l’attività umana, ma un sistema vivente e vulnerabile.
Facendo ciò Copernicus ci esorta non solo a testimoniare ma a riflettere sulle nostre responsabilità, sulla nostra interdipendenza con l’ambiente e gli ecosistemi e sulla natura effimera delle condizioni che sostengono la vita. Le sue immagini e intuizioni che ne derivano non sono solamente di importanza scientifica, sono provocazioni etiche, che ci invitano ad abbracciare la custodia piuttosto che il dominio sulle forme di vita del nostro pianeta.
Mentre l’Astronomia e l’Astrofotografia rivolgono il loro sguardo verso l’esterno per catturare gli oggetti del lontano cosmo, l’osservazione della Terra attraverso i satelliti Sentinels del programa Copernicus guarda indietro al nostro pianeta dallo spazio, offrendo una prospettiva complementare. Insieme, forniscono una visione olistica, rivelando la bellezza e la complessità delle dinamiche celesti e terrestri.
Questa visione duale favorisce una più profonda comprensione della Terra come una fragile e solitaria oasi in un immenso Universo, sottolineando la necessità di una custodia radicata in una consapevolezza condivisa. Partendo dal concetto di base che la Terra e’ un pianeta che ospita l’unica forma di vita al momento conosciuta un filo conduttore lega fra loro Copernicus e l’Astronomia, attraverso i seguenti punti :
- La Terra come modello – I dati di Copernicus creano modelli di base di un pianeta abitabile.
- Planetologia comparativa – Lo studio della Terra dallo spazio aiuta gli scienziati a comprendere i processi geologici, climatici, chimici e possibilmente biologici su altri pianeti e i loro satelliti nel Sistema Solare.
- Ricerca della vita nell’Universo – I modelli del sistema terrestre basati sui dati Copernicus informano le ricerche di possibili forme di vita su possibili mondi abitabili oltre il nostro Sistema Solare.
