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Osservare la Terra per gestire le emergenze: un meccanismo consolidato nel supporto umanitario

Samuele Giatti on Feb. 8, 2022

Così ITHACA ha lavorato con la Commissione Europea per fronteggiare la più grande eruzione vulcanica del XXI secolo

Dell’eruzione del vulcano Hunga Tonga–Hunga Haʻapai sono ormai impresse nella mente di tutti le immagini - rimbalzate tra televisioni, giornali e social network - dell’esplosione, così impressionante da attrarre l’attenzione del mondo intero. Le ragioni dietro l’improvvisa fama del piccolo arcipelago di Tonga, nel cuore dell’oceano Pacifico, sono probabilmente due: da una parte l’unicità dell’evento e dall’altra la ricchezza di dettagli con cui è stato possibile, per scienziati e giornalisti, raccontare quanto accaduto. Tutto ciò grazie ad una “flotta invisibile” (anche se il termine corretto sarebbe costellazione) di satelliti per l’osservazione della Terra, in grado di monitorare costantemente la superficie terrestre, con “occhi” diversi a seconda della propria specialità. Ma non è stato sempre così: fino a pochi anni fa i satelliti civili incaricati di studiare i cambiamenti del nostro pianeta si contavano sulle dita d'una mano. Ed è per questo motivo che - ad esempio - per l'eruzione del Pinatubo nel 1991, per quanto più disastrosa rispetto a quella di Tonga, non esistano immagini dello stesso tipo in grado, da un lato, di fornire dati così dettagliati a scienziati e soccorritori, e dall’altro di attirare l’attenzione dell’opinione pubblica.

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L’eruzione vista dal satellite geostazionario Himawari 8. (Credits: Himawari 8 (15 gennaio 2022): NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration e JMA - Japanese Meteorological Agency.)

Come funzionano queste costellazioni di satelliti per l’osservazione della terra e perché sono così importanti?

In primo luogo: la rapidità nell’accesso alle informazioni. L’animazione che ha permesso di osservare la forza esplosiva del vulcano e la sua colonna di cenere, detriti e gas - ne è l’esempio più evidente. Quelle immagini sono frutto di satelliti concepiti in primo luogo per l’osservazione dei fenomeni meteorologici: “occhi” collocati a 36mila km sopra le nostre teste impiegati quotidianamente per il monitoraggio di cicloni e anticicloni, fronti temporaleschi, tornado e uragani, in grado di fornire un’immagine ogni 10 minuti dell’intera superficie terrestre. Di giorno e di notte. Un livello di dettaglio tale da poter cogliere anche eventi così rapidi come l’eruzione esplosiva di un vulcano.

A queste osservazioni si sommano poi altri dati sul movimento delle masse d’aria o sulle concentrazioni di gas e detriti fornite da sensori montati su altri satelliti “ciechi”, dal punto di vista della luce visibile, ma specializzati in altri rilevamenti e incaricati ciascuno di un compito specifico.

La prospettiva fornita da questi punti di vista “privilegiati” è anche l’unica che permette di ottenere un quadro realmente di scala globale per fenomeni di questa portata, che riportano conseguenze non solo nelle dirette vicinanze. Ed è il caso, ad esempio, del Perù. Gli oltre diecimila chilometri di oceano che separano il regno di Tonga e l’America del Sud non hanno infatti impedito - all’onda dello tsunami - di raggiungerne le coste, causando la morte di due persone e lo sversamento di oltre 6000 barili di petrolio in mare, fuoriusciti nel momento in cui erano in corso le operazioni di scarico di una nave, in prossimità della raffineria di La Pampilla.

Le immagini satellitari sono state anche l’unico strumento a disposizione, nei momenti successivi all’eruzione, per cogliere effettivamente la misura dei danni causati dall’eruzione in sé e dallo tsunami che ne è derivato.

E conseguentemente organizzare i soccorsi e gli aiuti umanitari. Una stima fondamentale in termini di aree colpite e intensità dell’impatto che nessun altro strumento sarebbe stato in grado di fornire così rapidamente: il piccolo regno di Tonga ha perso infatti in un colpo solo sia il cavo sottomarino in grado di permettere le comunicazioni con il resto del mondo, danneggiato dal sisma, sia l’aeroporto, reso inagibile dalla cenere vulcanica che ricopriva interamente la pista.

Ed è in questo scenario che entra in azione il programma Copernicus della Commissione Europea, di cui ITHACA è fornitore del servizio.

Un impegno frutto del lavoro degli ultimi quindici anni che ha portato ad una costante mappatura del globo, sulla base di dati liberamente accessibili ai ricercatori e al grande pubblico, unitamente all’acquisto di immagini disponibili sul mercato. Il servizio è attivo per molteplici domini di applicazione: dal monitoraggio dell’atmosfera, al mare, al suolo, alla sicurezza e al cambiamento climatico. Cui si aggiunge l’impegno per la gestione delle emergenze: dagli incendi ai terremoti, dalle alluvioni agli tsunami.

In quest’ultimo settore ITHACA - insieme ad altri partner europei - svolge un ruolo cruciale nella raccolta e l’elaborazione di immagini con lo scopo di fornire una mappatura efficace a disposizione delle organizzazioni governative attive nel settore della protezione civile e della risposta alle catastrofi.

Per quanto riguarda l’eruzione del vulcano Hunga Tonga–Hunga Haʻapai, ITHACA ha ricostruito - sulla base delle immagini fornite dall’ESA e dall' International Disaster Charter, un’analisi dettagliata delle conseguenze nel regno di Tonga, immediatamente dopo l’evento.

La raccolta e la classificazione di questi dati ha permesso un efficace coordinamento della prima rete di soccorsi, destinata ad aiutare più di 80 mila persone: quella più urgente, che ha affrontato le primissime avversità causate dallo Tsunami e dal deposito di ceneri vulcaniche. Caratteristica cruciale di questa mappa è il tempismo: i dati sono stati infatti resi accessibili prima ancora che la ricognizione aerea dell’aeronautica neozelandese fosse eseguita. Da questo punto di vista le necessità più imminenti a cui far fronte si potevano ricondurre alla carenza di acqua (contaminata dalle ceneri) e alla rimozione delle ceneri stesse dalla pista dell’aeroporto, per permettere il decollo e l’atterraggio dei primi mezzi di soccorso.

Grado di danno su edifici e strade: possibili danni in giallo, danni maggiori in arancione e rosso. Aree: in viola, area analizzata; in grigio, copertura di cenere. (Credits: Copernicus Emergency Management Service (© 2022 European Union), [EMSR558] Lifuka: Grading Map)

La fase successiva, quella del grading, permette invece di classificare i danni permanenti - e quindi con conseguenze a lungo termine - per fornire le basi nella pianificazione della seconda fase di aiuti ed interventi necessari al ripristino delle aree colpite.

Punti: grado di danno sugli edifici: possibili danni in giallo, danni maggiori in arancione e rosso. Aree: in viola, area analizzata. (Credits: Copernicus Emergency Management Service (© 2022 European Union), [EMSR558] Nuku Alofa: Grading Map)

Nell’ambito del consorzio Copernicus EMS Rapid Mapping, con cui collaboriamo dal 2012, siamo stati “attivati” (termine utilizzato per dare inizio alla nostra operatività) sabato 15 gennaio 2022 per produrre dei dati geospaziali e mappe tematiche di Grading utili per fornire supporto all'evento di Tonga e per identificare i danni causati sia dall’eruzione del vulcano Hunga Tonga–Hunga Haʻapai che dalle onde d'urto generate dallo tsunami nell'Oceano Pacifico - Abbiamo lavorato su due aree specifiche, Nuku Alofa nell'Isola Tongatapu e Lifuka (un arcipelago separato da Tongatapu). Abbiamo ricevuto le prime immagini satellitari il 16 gennaio per l'area di Lifuka, grazie alle quali abbiamo potuto constatare come quasi tutta la superficie dell’isola fosse coperta dalle ceneri disperse dall'eruzione. Siamo così riusciti ad identificare i danni ai singoli edifici, alle infrastrutture e alla rete stradale, oltre ad ottenere un'idea dell’impatto sulle coste delle onde dello tsunami.

Guido Di Carlo - Esperto GIS

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Il 18 gennaio, un aereo P-3K2 Orion sorvola un'area di Tonga che mostra la forte/pesante caduta di cenere vulcanica dell'eruzione di Hunga Tonga–Hunga Haʻapai sull'arcipelago di Tonga. (Credits: NZDF : The New Zealand Defence Force)

Dalle immagini satellitari della prima area, dove abbiamo avuto la possibilità di analizzare l’intera isola di Tongatapu (escludendo le aree coperte da nuvole), abbiamo constatato che la copertura di cenere sulla superficie, così come per l’arcipelago Lifuka, interessava l’intera zona. L’unica differenza è emersa nella concentrazione dei danni, maggiore a Nord Ovest dell’Isola, grazie ai quali abbiamo anche ricostruito la possibile direzione del primo colpo delle onde d’urto. Possiamo dire, a malincuore, che abbiamo identificato anche aree quasi totalmente “spazzate via” dalle onde, ma ciò fa parte del nostro compito.

Burcu Kocoglu - Esperta GIS

Confronto immagini pre e post evento su Nord Ovest di Nuku Alofa e danni rilevati al reticolo stradale. A sinistra, Sentinel-2 del 28 dicembre 2021; a destra Sentinel-2 del 17 gennaio 2022. (Credits: Copernicus Sentinel-2 data [2022]. Retrieved from Copernicus Open Access Hub [accessed on: 01 febbraio 2022], processed by ESA.)

La squadra di ITHACA ha prodotto due mappe di “overview” - ovvero che illustrano il quadro generale - e 18 mappe di dettaglio delle aree più colpite. Un lavoro che ha richiesto il meglio dell’expertise e delle risorse, il coinvolgimento dell’intera squadra e turni non-stop sulle ventiquattr’ore.

Siamo stati estremamente soddisfatti di poter lavorare su un evento di questa portata e di poter condividere le nostre competenze con enti internazionali per poterli aiutare nella gestione efficace e rapida della crisi in atto.

Burcu Kocoglu - Esperta GIS

Le informazioni raccolte ed elaborate dal team di ITHACA sono liberamente accessibili sulla pagina corrispondente all’attivazione sul sito di Copernicus.

Dati completi sul portale di Copernicus EMS:

Copernicus Emergency Management Service - EMSR558 - AOI01 - Nuku Alofa

Copernicus Emergency Management Service - EMSR558 - AOI02 - Lifuka