I satelliti che indagano sui cambiamenti climatici
Satelliten forschen nach Spuren des Klimawandels
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In orbita attorno alla terra, i satelliti raccolgono dati sull’aumento del livello dei mari, sullo scioglimento delle calotte polari e sulle emissioni di CO2 per trasmettere importanti informazioni sui cambiamenti climatici agli esperti.
Im Weltall sammeln Satelliten Daten zum Anstieg der Meeresspiegel, der Polschmelze und CO2-Emissionen. So liefern sie Experten wichtige Informationen zum Klimawandel.
Per la lotta contro i cambiamenti climatici, il mondo non basta. Circa la metà dei valori rilevanti per il clima possono essere rilevati solo via satellite. Senza i più di 150 satelliti che orbitano attorno al nostro pianeta, non sarebbe possibile effettuare studi altrettanto precisi sui cambiamenti climatici.
Anche l’agenzia spaziale europea (ESA) ha lanciato satelliti nello spazio a questo scopo. Il primo satellite della cosiddetta flotta Copernicus è stato lanciato nel 2014; oggi la flotta comprende dodici satelliti scientifici. Possiamo considerarli come detective del clima che dallo spazio misurano il livello dei mari, lo scioglimento dei ghiacciai e il contenuto di metano e CO2 nell’atmosfera.
Dati completi
Chiaro: i satelliti di per sé non sono all’ultimo grido in fatto di sostenibilità. A causa dei gas di scarico rilasciati nell’atmosfera, il lancio di un razzo non è particolarmente sostenibile dal punto di vista climatico. Nel caso dei satelliti lanciati a scopo scientifico, i vantaggi sono però maggiori degli svantaggi grazie ai preziosi dati raccolti.
In pochi giorni, i satelliti possono ottenere uno sguardo completo sull’intero pianeta e raccogliere quindi dati completi. Dallo spazio è ad esempio possibile raccogliere dati precisi al millimetro in merito al livello dei mari. Questa tecnologia torna utile anche per misurare l’estensione dei ghiacciai e delle calotte polari. Anche lo scioglimento dei ghiacciai può essere osservato con precisione dallo spazio.
Laser, radar, tempo di risposta e riflessi
A causa del riscaldamento globale, ogni anno vanno perse enormi masse di ghiaccio. Per calcolare l’entità esatta del danno, i satelliti misurano i campi gravitazionali terrestri. Il principio recita: dove la massa di ghiaccio è maggiore, il campo gravitazionale è più forte. Le misurazioni vengono effettuate da due satelliti che orbitano uno dietro l’altro. I due apparecchi vengono mantenuti in movimento dai campi gravitazionali: grazie alle variazioni nella distanza è quindi possibile misurare la forza di gravità.
Per la misurazione del livello dei mari vengono invece impiegati satelliti dotati di radar. Questi inviano un segnale sulla Terra e misurano il tempo che impiega il segnale a raggiungere la superficie. Un tempo minore significa una distanza minore e quindi un livello più alto dei mari. Questo tipo di misurazioni viene effettuato regolarmente ormai da molti anni. In questo modo è possibile ottenere un quadro affidabile della situazione per sapere esattamente di quanti millimetri cresce il livello dei mari anno dopo anno.
I satelliti dell’agenzia spaziale europea (ESA) misurano ad esempio l’abbassamento annuale dei terreni. Foto: ESA
Im Kampf gegen den Klimawandel ist die Welt allein nicht genug. Rund die Hälfte der klimarelevanten Messwerte lassen sich nur via Satelliten erfassen. Tatsächlich könnte man den Klimawandel ohne die mehr als 150 Trabanten, die unseren Planeten aus den Umlaufbahnen im Blick haben, weniger gut erforschen.
Auch die europäische Weltraumorganisation ESA hat zu diesem Zweck Satelliten ins All geschossen. Der erste Satellit der sogenannten Copernicus-Flotte wurde 2014 losgeschickt; heute umfasst die Flotte zwölf Wissenschaftssatelliten. Sie sind so etwas wie die heimlichen Klimadetektive im All und messen den Meeresspiegel, das Abschmelzen der Eisflächen sowie den Methan- und CO2-Gehalt in der Atmosphäre.
Umfangreiche Daten
Klar: Satelliten sind per se nicht der Nachhaltigkeit letzter Schluss. Ein Raketenstart ist aufgrund der Abgase, die in der Atmosphäre zurückbleiben, nicht sonderlich klimafreundlich. Doch bei wissenschaftlich eingesetzten Satelliten überwiegen die Vorteile, die man dank der von ihnen gelieferten Daten erhält.
Tatsächlich können Satelliten innerhalb weniger Tage die gesamte Erde im Blick behalten und so umfangreiche Messreihen erstellen. So lässt sich aus dem All etwa die Höhe des Meeresspiegels auf den Millimeter genau bestimmen. Ihre Technik kommt auch bei der Ausdehnung der Eismassen von Gletschern und an den Polarkappen zum Einsatz. Denn auch die Gletscherschmelze kann aus dem All genau beobachtet werden.
Laser, Radar, Beschleunigung und Reflektion
Als Folge der Erderwärmung gehen Jahr für Jahr enorme Eismassen verloren. Um den exakten Umfang zu berechnen, messen Satelliten die Erdanziehung. Das Prinzip lautet: Wo mehr Eismasse ist, ist die Anziehung höher. Gemessen wird das mit zwei Satelliten, die hintereinander herfliegen. Denn die Himmelskörper werden durch die Erdanziehung beschleunigt – mit dem sich ändernden Abstand kann die Anziehung berechnet werden.
Beim Messen des Meeresspiegels dagegen kommen Radar-Satelliten zum Einsatz. Diese schicken ein Signal zur Erde und messen die Laufzeit, die der Puls für den Weg braucht. Je schneller das geht, desto kürzer ist der Weg – und desto höher ist der Meeresspiegel. Solche Messungen werden über Jahre hinweg regelmässig durchgeführt. Damit ergibt sich ein zuverlässiges Bild, um wie viele Millimeter der Meeresspiegel Jahr für Jahr steigt.
Die Satelliten der Europäischen Weltraumbehörde ESA messen beispielsweise die Landabsenkungen pro Jahr. Foto: ESA
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Tre terabyte di dati al giorno
Anche lo stato della deforestazione globale può essere sorvegliato dallo spazio. Per farlo, si utilizzano immagini radar. A intervalli regolari, i satelliti scattano fotografie ad alta risoluzione di determinate regioni. In questo modo è possibile stabilire la diminuzione della superficie di foresta pluviale anche di notte e in caso di tempo nuvoloso. Per la misurazione della percentuale di metano nell’atmosfera viene invece analizzato il riflesso della luce solare poiché i gas serra assorbono la luce: se aumentano i gas presenti nell‘atmosfera, l’effetto sarà maggiore.
Il lavoro dei detective del clima nello spazio è decisamente impegnativo: il solo Sentinel-1 della flotta Copernicus invia ogni giorno fino a 3 terabyte di dati sulla Terra.
Drei Terabyte Daten – pro Tag
Auch der Stand der globalen Entwaldung kann aus dem All überwacht werden. Dabei greift man auf Radarbilder zurück. Satelliten fotografieren in regelmässigen Abständen bestimmte Regionen in hoher Auflösung. So kann der Rückgang des Regenwaldes festgehalten werden – auch bei Nacht und Wolken. Bei der Messung des Methangehalts in der Atmosphäre schliesslich wird die Reflexion des Sonnenlichts ausgewertet, denn Treibhausgase absorbieren Licht. Je mehr Gase in der Atmosphäre, desto stärker der Effekt.
Bei ihrer Arbeit erbringen die Klimadetektive im All übrigens Höchstleistungen: Allein der Sentinel-1-Satellit der Copernicus-Flotte sendet bis zu drei Terabyte Daten zur Erde – jeden Tag.
