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livello medio
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ARGOMENTO: EMERGENZE AMBIENTALI
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: TERRA
parole chiave: SRTM, DEM
Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Nature, l’aumento del livello dei mari potrebbe interessare entro il 2050 molte più regioni di quanto calcolato precedentemente, minacciando di cancellare alcune delle più grandi città asiatiche costiere.
Grazie alla possibilità di calcolare in maniera più accurata l’elevazione del suolo tramite i satelliti, è stato scoperto che le misure per stimare gli effetti dell’innalzamento del livello del mare erano state troppo ottimistiche. Per quanto sopra è stato stimato che circa 150 milioni di persone vivono in regioni che saranno al di sotto della linea di alta marea entro la metà del secolo.
Facciamo un passo indietro
Prima del 2009 un’impresa internazionale, detta Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) creò un modello digitale di elevazione (DEM) su una scala quasi globale, dai 56 °S ai 60 °N, per generare un database topografico digitale ad alta risoluzione.
SRTM Komunitas ATLAS: Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) (komunitas-atlas.blogspot.com)
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La Shuttle Radar Topography Mission era un progetto internazionale guidato dalla U.S. National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) e dalla U.S. National Aeronautics and Space Administration (NASA). Si avvaleva di un sistema radar modificato installato a bordo dello Space Shuttle Endeavour durante gli undici giorni della missione STS-99 del febbraio 2000. I dati topografici di elevazione erano ottenuti grazie a due antenne radar: la prima posizionata nello spazio di carico dello Shuttle, l’altra alla fine di un braccio di 60 metri che si estendeva dallo Shuttle nello spazio. La tecnica impiegata era conosciuta come Interferometric Synthetic Aperture Radar.
SRTM mission overview Radar Interferometry (Radar and LIDAR) (Remote Sensing) (what-when-how.com)
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I modelli di elevazione ricavati dai dati dello SRTM vengono ancor oggi usati dai Geographic information system (GIS). Possono essere liberamente scaricati tramite internet ed il loro formato di file è supportato da parecchi programmi software.
Vediamo ora di comprendere che cos’è un modello digitale di elevazione
Un modello digitale di elevazione, noto come DEM dall’inglese Digital Elevation Model, è la rappresentazione della distribuzione delle quote di un territorio, o di un’altra superficie, in formato digitale.
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dati LIDAR convertiti in DEM
Il modello digitale di elevazione viene in genere prodotto in formato raster associando a ciascun pixel l’attributo relativo alla quota assoluta. I modelli più raffinati sono in genere realizzati attraverso tecniche di telerilevamento che prevedono l’elaborazione di dati acquisiti attraverso un sensore montato su un satellite, un aeromobile (LIDAR) o una stazione a terra.
 Le immagini raster sono descritte da un array o da una mappa di bit all’interno di una griglia rettangolare di pixel o punti. Nel campo dei Sistemi informativi territoriali o GIS (Geographical Information System), la locuzione è usata per indicare la tipologia di dato che viene impiegata nella loro rappresentazione cartografica digitale. Con i dati raster il territorio viene riprodotto attraverso una matrice di pixel di forma quadrata o rettangolare. A ciascun pixel è associato un attributo che definisce le caratteristiche dell’elemento rappresentato. Ad esempio in un modello digitale di elevazione a ciascun pixel è associato il valore della quota sul livello del mare in quel punto. La dimensione dei pixel è inversamente proporzionale alla precisione della carta. |
Un aiuto per valutare gli effetti dei cambiamenti climatici
Gli scienziati erano a conoscenza che la distorsione verticale positiva nei dati di elevazione derivati dalla Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) della NASA poteva causare in determinate aeree una sostanziale sottovalutazione dei rischi di alluvione costiera. Con il metodo CoastalDEM è stata utilizzata una rete neurale artificiale per eseguire l’analisi di regressione dell’errore verticale. Usando dati LIDAR, come verità di base, è stata corretta la rete neurale su campioni di dati statunitensi da 1 a 20 metri di altitudine secondo SRTM, valutando i risultati con ampi set di test effettuati negli Stati Uniti e in Australia.
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LIDAR (acronimo dall’inglese Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging) è una tecnica di telerilevamento che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser. |
Utilizzando il CoastalDEM si è stimato che un totale di 110 milioni di persone vivono oggigiorno al di sotto del livello di alta marea e 250 milioni in aree che potrebbero allagarsi annualmente, valori estremamente preoccupanti che smentiscono le stime precedenti di 28 e 65 milioni.
Superfici di inondazione permanenti previste da CoastalDEM e SRTM in base alla proiezione mediana 2100 a livello del mare. Le località includono (a) il Pearl River Delta, in Cina; (b) Bangladesh; (c) Jakarta, Indonesia; e (d) Bangkok, Tailandia. Le aree basse isolate dall’oceano vengono rimosse dalla superficie di inondazione mediante l’analisi dei componenti collegati. I corpi idrici attuali derivano dal set di dati del corpo idrico SRTM. Le aree grigie rappresentano la terra ferma. Le etichette degli assi indicano latitudine e longitudine – dallo studio New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding | Nature Communications
A cosa è dovuta questa differenza di stime?
Le misure standard di elevazione che si ricavano dai satelliti fanno fatica a differenziare il vero livello del suolo dalle cime di alberi o edifici, per cui si è dovuto ricorrere all’intelligenza artificiale per determinare il tasso di errore e correggerlo. Molte le regioni che saranno colpite dall’innalzamento dei mari. Ad esempio, il Vietnam dove è emerso che gran parte di Ho Chi Minh City, centro economico della nazione, è destinato a scomparire. Le proiezioni non tengono conto della futura crescita della popolazione o della terra persa a causa dell’erosione costiera. Il sud del Vietnam potrebbe quasi scomparire e più di 20 milioni di persone, quasi un quarto della popolazione, vivono attualmente in terreni che saranno inondati.
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CoastalDEM contro SRTM per paese. Ogni punto rappresenta un paese e la sua posizione corrisponde alla popolazione attuale totale stimata sulla terra al di sotto del livello medio dell’acqua più alto previsto nel 2100 usando CoastalDEM (asse y) rispetto a SRTM (asse x). Il valore globale totale è designato con il punto rosso. Differenze molto grandi in genere indicano ampie aree pianeggianti collegate idrologicamente all’oceano sotto CoastalDEM, ma non sui dati SRTM – dallo studio New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding | Nature Communications
In Tailandia, oltre il 10% dei cittadini vive attualmente su terreni che probabilmente saranno inondati entro il 2050, rispetto all’1% valutato secondo la tecnica precedente. La capitale politica e commerciale, Bangkok, è un’area particolarmente in pericolo. Stessa cosa vale per l’India. Le nuove proiezioni suggeriscono che gran parte di Mumbai, capitale finanziaria ed una delle più grandi città del mondo, è a rischio di essere spazzata via dal mare. In particolare, il suo centro storico è particolarmente vulnerabile essendo stato costruito su una serie di isole. In Cina a Shanghai, uno dei motori economici più importanti dell’Asia, le inondazioni minacceranno il cuore della città e molte altri agglomerati urbani circostanti. Secondo Marco Anzidei, senior researcher presso l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, nei prossimi 80 anni nella laguna veneta si potranno raggiungere 82 cm di livello medio marino più alto di oggi con massimi di oltre un metro. Se si aggiunge un livello di marea come quello avvenuto nel novembre 2019 ci sarà un mare più alto di oltre 2.2 metri.
Questo che cosa comporterà?
Come abbiamo premesso, i nuovi dati mostrano che centinaia di milioni di persone vivono già in luoghi che si trovano al di sotto della linea di alta marea. Queste aree sono protette da dighe ed altre barriere che potrebbero non essere sufficienti nei prossimi anni. Sebbene le grandi aree metropolitane dovranno investire rapidamente grandi somme, per creare barriere idonee al contenimento dell’innalzamento dei mari, dovremo comunque considerare che queste misure difensive non potranno essere risolutive ma solo mitigare il problema. Benjamin Strauss, uno degli autori dello studio, ha offerto nello studio l’esempio di New Orleans, una città sotto il livello del mare che è stata devastata nel 2005 quando i suoi ampi argini e protezioni fallirono durante l’uragano Katrina..I fenomeni migratori conseguenti all’innalzamento dei mari potrebbero innescare, o aggravare, i conflitti regionali, creando di conseguenza delle spinte di pressione demografiche che potrebbero non essere sostenibili per i Paesi vicini.
Per capirci non si tratterebbe di contenere un centinaio di migranti economici ma milioni, senza una casa e affamati … anche perché i campi saranno inesorabilmente allagati e non più coltivabili.
In altre parole, l’avanzamento delle acque comporterà la perdita di centri abitati e la distruzione irreversibile delle economie locali, favorendo lo sviluppo di instabilità sociale e politica nelle regioni colpite, fenomeno che da un lato potrebbe innescare conflitti armati, aumentando la probabilità del terrorismo, dall’altro la generazione di epidemie difficilmente contenibili.
Non si tratta quindi solo di un problema ambientale ma anche umanitario, di sicurezza e sanitario. Vale la pena di pensarci troppo?
Andrea Mucedola
Riferimento
Kulp, S.A., Strauss, B.H. New elevation data triple estimates of global vulnerability to sea-level rise and coastal flooding. Nat Commun 10, 4844 (2019) doi:10.1038/s41467-019-12808-z
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
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