Una tecnica innovativa per l’individuazione da satellite di nubi polari è stata presentata in un lavoro apparso su Remote Sensing da un gruppo di ricercatori CNR-IMAA. Lo studio dimostra una maggiore accuratezza rispetto ai metodi attualmente operativi, superando alcuni limiti che inficiano la stima della copertura nuvolosa ai poli, fattore cruciale per il clima ed il bilancio energetico terrestre.

Una nuova metodologia per l'individuazione delle nubi, sviluppata da ricercatori CNR-IMAA per ridurre l’incertezza che attualmente limita l'identificazione e la caratterizzazione delle nubi polari, è stata di recente pubblicata su Remote Sensing.
Le nubi costituiscono un elemento chiave per il delicato equilibrio del clima, perché giocano un ruolo fondamentale nel bilancio radiativo terrestre. Esse possono contribuire infatti sia alla diminuzione delle temperature, riflettendo verso lo spazio la luce solare, che al loro innalzamento, assorbendo e riemettendo verso il basso la radiazione infrarossa irradiata dalla superficie terrestre. Per questo motivo, la presenza di nubi, anche in esili strati, nonché le variazioni temporali durante formazione e dissolvimento hanno effetti importanti sul bilancio radiativo e sul clima terrestre.
Questi stessi meccanismi rendono le nubi polari un importante regolatore della formazione e dello scioglimento dei ghiacci in quelle regioni. Una scarsa copertura nuvolosa, specie nella lunga notte polare, porta ad una rapida dispersione del calore accumulato in estate, e l’acqua parzialmente sciolta dal sole si ricongela molto rapidamente. Viceversa la presenza di nubi, che assorbono ed in parte riemettono il calore irradiato dalla superficie, può rallentare significativamente il processo di riformazione del ghiaccio. Tra le varie conseguenze di questo processo, in caso di una maggior copertura nuvolosa, c’è la dispersione di acqua liquida negli oceani, con il risultato di una diminuzione dell’estensione della superficie ghiacciata. La conoscenza della copertura nuvolosa nelle regioni polari è quindi cruciale per determinare l’impatto del bilancio radiativo sull’estensione dei ghiacci, e quindi sui cambiamenti del clima.
A tal fine, complice la scarsa presenza di strumentazione tradizionale in situ, i satelliti ad orbita bassa costituiscono uno strumento fondamentale per il monitoraggio della copertura nuvolosa. L’identificazione delle nubi polari da satellite è però tutt’altro che banale. L’identificazione più semplice, quella visiva che sfrutta cioè le frequenze del visibile, è complicata dal debole contrasto che le nubi offrono rispetto alla superfice sottostante, solitamente coperta di neve e ghiaccio. Inoltre le nubi polari sono generalmente a bassa quota e costituite prevalentemente da cristalli di ghiaccio. Questo mette in crisi i tradizionali metodi di identificazione da satellite basati sull’infrarosso, rendendoli poco efficaci alle latitudini polari. Sulle regioni polari inoltre le frequenti inversioni di temperatura rendono le nubi viste da satellite ancora più calde della superficie sottostante della neve o del ghiaccio.
Date le suddette difficoltà, i ricercatori CNR-IMAA hanno sviluppato una metodologia innovativa per la stima di alcuni parametri essenziali all’identificazione delle nubi, integrando informazioni da diversi sensori satellitari e fonti ancillari. La metodologia è stata validata con successo sia con i dati provenienti da altri sensori satellitari che con dati acquisiti da strumentazione in situ, dimostrando la capacità di individuare correttamente le nubi in assenza di illuminazione solare con una probabilità superiore al 98%.

Fig 1. Immagine ripresa dal radiometro MODIS sulla piattaforma AQUA della Nasa sopra il mare di Okhotsk l'8 Febbgraio 2016. Nell'immagine si possono vedere sistemi nuvolosi conosciute come "strade di nuvole", ovvero nuvole cumulo che si formano quando l'aria fredda proveniente dalla terra ghiacciata soffia sul mare aperto, raffreddando l'aria umida relativamente meno fredda. A mano a mano che la temperatura si abbassa, l'acqua si congela in minuscole nuvole che il vento raggruppa in linee nette parallele.

Per informazioni:
Filomena Romano, CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

Approfondimenti
F. Romano, D. Cimini, S. T. Nilo, F. Di Paola, E. Ricciardelli, E. Ripepi and M.Viggiano, Remote Sensing, 2017, 9(5), 406; doi:10.3390/rs9050406