6. LA CONQUISTA DELLO SPAZIO

6.4 OSSERVAZIONE DELLA TERRA

Science, 3 Dec 93, Vol. 262, pg. 1521 - R. Keith Raney - Attualmente ci sono due satelliti che osservano la terra con un radar ad apertura sintetica (SAR) ed almeno 4 ne sono pianificati per i prossimi 10 anni. La risoluzione ottenibile è di circa 25 m e mediante interferometria si può arrivare ai 5 cm. L’osservazione del ghiaccio nelle regioni polari è un elemento essenziale per un budget di energia della Terra. Le proprietà dielettriche del ghiaccio cambiano con la temperatura, salinità, con la sua storia climatica e la presenza di inclusioni e così cambia la penetrazione delle onde elettromagnetiche.

Science, 3 Dec 93, Vol. 262, pg. 1525 - Richard M. Goldstein - La Satellite Radar Interferometry (SRI) è stata usata nel monitoraggio del movimento del ghiaccio in Antartide. I ghiacciai larghi da 30 a 80 km e lunghi fino a 500 km raggiungono a volte una velocità di 800 m per anno. Il satellite ERS-1 (Earth Remote Sensing Satellite-1) dell’ESA, mediante interferometria di immagini SAR successive, ha fornito degli interferogrammi che misurano il movimento subito dal ghiaccio fra i due passaggi del satellite. Per ottenere l’interferogramma le due immagini SAR sono state prima registrate e poi combinate con un algoritmo di correlazione: si ottengono delle frange di interferenza che rappresentano le mappe quotate dei flussi di velocità del ghiaccio colorate con una sequenza blu-giallo-rosso che da il senso dell’aumento di velocità.

Science, 3 Dec 93, Vol. 262, pg. 1530 - Mark Fahnestock - L’osservazione della cappa di ghiaccio della Groenlandia è stata operata con il satellite ERS-1 dell’ESA munito di un SAR in banda C (5,3 GHz). Le immagini sono state acquisite all’inizio ed alla fine dell’inverno e quindi in un ciclo di 35 giorni a partire dal 1° agosto 1992. Le differenze sono minime alle quote elevate mentre a bassa quota l’effetto dello scioglimento del ghiaccio è evidente. La velocità del ghiaccio arriva a 2 km per anno con un’accuratezza di +- 80 m/anno. Le osservazioni SAR vanno integrate con quelle dei sensori passivi per una visione più completa.

Science, 29 Apr 94, Vol. 264, pg. 656 - Random Samples - Il monitoraggio delle zone coltivate a cereali nell’Unione Europea ha acquistato importanza da quando i coltivatori europei hanno diritto a sussidi per non coltivarli. Il monitoraggio è iniziato l’anno scorso usando il Landsat 5 USA e lo SPOT europeo e verrà continuato quest’anno con lo ERS-1, il primo di una nuova generazione. L’analisi dei dati da satellite non è però semplice, le immagini devono essere corrette con le stagioni e con la posizione del sole e calibrate con i dati presi a terra. Attualmente l’Europa è avanti agli USA in questi programmi di monitoraggio applicato.

Science, 3 Feb 95, Vol. 267, pg. 639 - C. Le Provost - Il 10 agosto 1992 USA e Francia hanno lanciato il satellite TOPEX/POSEIDON (T/P) per l’osservazione globale del livello della superficie del mare con un’accuratezza di 5 cm ed anche maggiore in alcune parti. La missione deve durare da 3 a 5 anni ed ha come scopo primario l’osservazione delle maree la cui conoscenza è basilare per molti studi ed in particolare: 1) rotazione della terra ed orbita della luna; 2) geodesia dallo spazio, 3) tecniche di osservazione oceanografica per la tomografia acustica; 4) come e dove si ha la dissipazione di energia delle maree; 5) altimetria dei satelliti; 6) determinazione del vero livello del mare sottraendo l’effetto delle maree.

Science, 17 Feb 95, Vol. 267, pg. 965 - Jamie James - Le immagini rilasciate dalla NASA dopo la missione dello Space Shuttle con a bordo il Synthetic Aperture Radar in banda C/X hanno interessato John Stubbs, direttore del programma World Monuments Found (WMF) in New York, che aveva lavorato fin dal 1989 nell’antica città cambogiana di Angkor capitale dell’impero Khmer dal IX al XIII sec.. Il radar SAR sviluppato dal JPL e dalle Agenzie spaziali della Germania e dell’Italia, permette una mappatura accurata combinando le immagini a diverse lunghezze d’onda: 3, 5 e 24 cm. La più lunga di queste poi riesce a penetrare fino a 5 m sotto il terreno asciutto con ottimi risultati nell’indagine archeologica. Una precedente versione del sistema aveva permesso di scoprire nel deserto arabico l’antica città di Ubar di 4800 anni fa. Quando Stubbs ha potuto analizzare le immagini fornite dal JPL sulla zona di Angkor ha potuto riconoscere dettagli che sfuggono all’osservazione aerea o dei satelliti tipo Landsat che rilevano soprattutto differenze di composizione. Stubbs si augura che la NASA possa fare più archeologia e propone l’Isola di Pasqua, la città di Butrint in Albania di 2600 anni fa e la valle di Katmandu in Nepal.

Science, 1 Sep 95, Vol. 269, pg. 1208 - Andrew Lawler - Il programma EOS (Earth Observing System) è stato concepito agli inizi degli anni ‘80 da geofisici, oceanografi e studiosi dell’atmosfera per raccogliere, mediante una rete di satelliti, tutte le possibili informazioni dalla Terra. Il programma è stato approvato nel 1989 del Presidente George Bush, ma è stato ridimensionato per i tagli al bilancio pur rimanendo il più grande dei programmi di ricerca della NASA. La previsione è di 33 miliardi di US$ incluso il lancio ed i costi operativi fra il 1991 ed il 2022, comparabile a quello della stazione spaziale. Recentemente la Camera dei Rappresentanti ha ridotto di 2,7 miliardi di US$ il budget EOS per i prossimi 7 anni. L’altro programma di monitoraggio della Terra con obiettivi a breve termine è il Mission to Planet Earth (MTPE) per i quale il budget è stato tagliato da 1,3 a 1 miliardo di US$. Naturalmente tutte queste riduzioni hanno acceso polemiche ed animosità far i progetti. Attualmente intorno alla Terra sono in orbita, o lo saranno in breve, i seguenti satelliti di monitoraggio:

Science, 23 Aug 96, Vol. 273, pg. 1038 - Dennis Normile - La scorsa settimana il Giappone ha messo in orbita il satellite AEDOS (Advanced Earth Observing Satellite) da 1 miliardo di US$. Con questo il Giappone inizia anche la sua attività di ricerca nello spazio. Il satellite porta 8 strumenti del Giappone, Francia e USA per misurare l’ozono stratosferico, i processi dell’oceano, le variazioni climatiche globali ed i processi di degradazione e rigenerazione dell’ambiente. La missione è prevista che duri 10 anni.

Science, 29 Aug 97, Vol. 277, pg. 1198 - Andrew Lawler - La NASA prevede di lanciare il prossimo anno una flottiglia di satelliti per l’osservazione della Terra, ma si teme che il costo dell’hardware lasci pochi fondi disponibili per l’elaborazione dei dati. Tuttavia la scorsa settimana un portavoce dell’Agenzia ha affermato che nell’ambito del programma Mission to Planet Earth (MTPE) si sono ottenuti delle significative riduzioni semplificando le sonde ed il sistema informativo e i fondi per l’analisi dei dati sono passati da 130 a 160-165 milioni di US$.

Science, 28 Nov 97, Vol. 278, pg. 1562 - Andrew Lawler - Un nuovo satellite radar canadese ha fornito una mappa dettagliata dell’Antartide rivelando una inaspettata tessitura dei ghiacciai che mostra il loro flusso. Il ghiaccio dell’Antartide, che contiene circa i tre quarti dell’acqua potabile del mondo, ha una grande influenza sul clima della Terra e sul livello degli oceani. Il satellite, lanciato nel 1995 e dotato di un radar ad apertura sintetica (SAR), dopo aver mappato per 2 anni la superficie della terra, in 18 giorni ha fornito 8000 immagini separate del continente che rivelano strutture complesse dei ghiacci che si estendono per centinaia di km.

Science, 16 Jan 98, Vol. 279, pg. 316 - Helen Gavaghan - Quando la scorsa estate Antonio Rodotà fu messo a capo dell’ESA promise nuove relazioni fra l’Agenzia e l’industria aerospaziale europea. Lo scorso mese è stata delineata una nuova strategia per le missioni di osservazione della Terra coinvolgendo l’industria privata al finanziamento di un’intera classe di missioni. Il programma di osservazione della Terra verrà diviso nelle missioni di Earth Explorer di carattere scientifico ed Earth Watch per usi applicativi e operativi. Le missioni Explorer saranno finanziate interamente dall’ESA, le missioni di Earth Watch potranno essere o interamente di iniziativa privata , ed in questo caso l’ESA fornirà solo degli esperti e qualche contributo per sviluppi tecnologici, oppure con una divisione di rischi e costi fra privati ed Agenzia. Non è ancora chiaro come saranno scelte queste missioni; esse dovranno rispondere alle esigenze europee e saranno un compromesso fra scienza e politica.

Science, 7 Jan 2000, Vol. 287, pg. 25 - Alexander Hellemans - Negli ultimi 9 anni i dati dei satelliti ERS-1 e ERS-2 dell’ESA sono stati utilizzati per rivelare piccoli movimenti della superficie terrestre causati da terremoti o attività vulcaniche grazie ad una tecnica nota come radar interferometria. Un team di ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) italiano ha studiato dal 1992 l’area vulcanica dei Campi Flegrei ad ovest di Napoli con i dati ERS. Da questo studio è emerso anche che in un’area di 4 kmq di Napoli, nel quartiere del Vomero, si è verificato un significativo abbassamento di 5-6 cm fra il 1992 ed il 1996 e questo ha coinciso, sia in termini di tempo che di luogo con la costruzione della nuova linea metropolitana sotterranea sotto il Vomero. I due satelliti ERS producono immagini radar dettagliate del terreno e due immagini dello stesso posto prese in tempi successivi possono essere comparate in modo coerente con il computer considerando anche la fase dei segnali; sottraendo un’immagine dall’altra si ottiene un interferogramma cioè delle frange di interferenza ciascuna delle quali corrisponde ad uno spostamento di mezza lunghezza d’onda usata del radar che per l’ERS è di 2,8 cm. Nella zona dei Campi Flegrei lo spostamento misurato è stato fino a 25 cm, quello della zona del Vomero è diventato evidente nel 1992, con l’inizio degli scavi della metropolitana, e si è ridotto gradualmente dopo il 1996 quando gli scavi sono stati completati. Il Prof. Giorgio Franceschetti dell’Università di Napoli ha messo in risalto come questa scoperta fortuita apre la strada ad una grande varietà di applicazioni della radarinterferometria per tenere sotto controllo aree densamente popolate dove la stabilità del terreno è precaria come la zona padana vicino Venezia dove viene estratto il gas naturale o l’area di Parigi dove anche si sono avuti abbassamenti del terreno.

Science, 26 Jan 2001, Vol. 291, pg. 619 - J. L. Burch - Il satellite IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration), lanciato il 25 marzo 2000 con orbita polare ellittica fra 1000 km e 7,2 raggi terrestri, ha fornito recentemente una visione globale della magnetosfera terrestre attraverso l’immagine del tenue plasma intrappolato dal campo geomagnetico. Il vento solare interagisce con il campo geomagnetico e crea una coda (magnetotail) sul lato della Terra opposto al Sole. Il plasma della magnetosfera è invisibile con i normali metodi di osservazione astronomici e la sonda IMAGE si serve di tre innovative tecnologie per una rivelazione a distanza. La prima è l’immagine di protoni neutri energetici (ENA) al bordo interno degli strati di plasma che emettono la riga Lyman-alfa (121,6 nm) con spostamento doppler; la seconda tecnica rivela i fotoni solari dell’estremo ultravioletto (EUV) con lunghezza d’onda di 30,4 nm; la terza tecnica misura l’emissione radio dei gradienti del plasma. Le immagini hanno confermato la presenza di una coda di plasma.

Science, 26 Sep 2003, Vol. 301, pg. 1829 - Daniel Clery - Una società promossa dall’università di Surrey (UK), la Surrey Satellite Technology Ltd. (SSTL), lancerà questa settimana tre satelliti per osservazione che forniranno, insieme ad un quarto satellite già in orbita, la prima immagine giornaliera della Terra per monitorare eventi come uragani, inondazioni o eruzioni vulcaniche e formeranno il Disaster Monitoring Constellation (DMC). I satelliti saranno di proprietà del Regno Unito (UK), Turchia, Algeria e Nigeria. L’università di Surrey ha creato con il Surrey Space Centre una nicchia per i piccoli satelliti delle dimensioni di una lavatrice domestica costruiti per l’esportazione verso nazioni in via di sviluppo che vogliono entrare nello spazio a basso costo. I satelliti sono composti da parti “off-the-shelf” e l’intera costellazione, incluso il lancio con un razzo Kosmos russo dalla base Plesetsk nel nord della Russia, costa 85 milioni di US$, pari a una frazione del costo che le maggiori agenzie spaziali fanno pagare per un singolo satellite. A bordo sono montate delle telecamere multispettrali con una risoluzione di 32 m come quella dei satelliti Landsat USA che permettono di mappare dalla deforestazione all’erosione, ma la maggiore caratteristica è l’immagine giornaliera della terra possibile con i quattro DMC che osservano fasce d 600 km. Un solo satellite richiederebbe settimane. Gli ingegneri della Surrey University hanno costruito il loro primo satellite, lo UoSAT-1 da 50 kg, nel 1981 per 400000 US$ ed hanno ottenuto un lancio gratuito dalla NASA. Fu usato dai radioamatori di tutto il mondo ed aveva anche un sensore ambientale con una telecamera a CCD; seguirono altri satelliti più sofisticati e nel 1985 l’università creò la SSTL. La prima vendita fu per il governo del Sud Corea che dopo questo lancio avviò un proprio programma spaziale. Cile, Portogallo e Cina fecero la stessa esperienza e la SSTL costruì anche un satellite per la Francia e per la US Air Force con strumentazione classificata. Alla fine degli anni ‘90 la SSTL creò la linea dei microsatelliti da 50 kg, ma ne costruì anche uno da 315 kg, lo UoSAT-12, lanciato nel 1999 e nel 2000 progettò un nanosatellite da 7 kg delle dimensioni di un pallone di calcio controllato da un chip usato nei computer palmtop. L’idea del DMC venne dopo una conferenza delle Nazioni Unite del 1998 che chiedeva un miglior uso dei satelliti per aiutare a ridurre i disastri. Un quinto satellite DMC per la Cina dovrebbe partire nel 2005 e la Tailandia e il Vietnam stanno negoziando per associarsi. Gli studenti del Surrey Space Centre stanno affrontando la fattibilità di uno sciame di satelliti con sensori infrarossi per scoprire entro 15 minuti gli incendi delle foreste e stanno negoziando con una compagnia tedesca per fornire immagini giornaliere delle coltivazioni in Europa allo scopo di avvertire gli agricoltori se i campi hanno bisogno di acqua, nutrienti o insetticidi. Un’altra proposta allo studio è quella di una costellazione di 30 microsatelliti per lo studio della magnetosfera e della ionosfera. L’ultima sfida è il progetto di un satellite delle dimensioni di una tazza di caffè con il compito di controllare altri satelliti.

Science, 14 Nov 2003, Vol. 302, pg. 1131 - Dennis Normile - Alla fine dello scorso mese lo scatterometro montato a bordo del satellite di osservazione ADEOS-II della Japan’s Advanced Earth Observing Satellite per misurare l’effetto del vento sull’oceano ha cessato di inviare i suoi dati. ADEOS-II, progettato per durare 3 anni, è stato lanciato nel 2002 e negli ultimi 10 mesi ha raccolto dati sui venti, le nuvole e la distribuzione degli aerosoli nell’atmosfera per le previsioni meteorologiche e lo studio dell’ambiente; i primi difetti si sono notati il 25 ottobre scorso ed il 31 si è avuto il blocco. Un altro scatterometro costruito dallo stesso team e montato sul precedente satellite ADEOS-I aveva cessato di funzionare nel 1997 ed il ripetersi del guasto ha messo in crisi la Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) che ha pianificato di lanciare una dozzina di satelliti entro il 2007. La ricerca sulle cause del guasto non ha portato ancora a conclusioni e potrebbero essere necessari mesi. Nel frattempo anche gli studi sui modelli di previsione climatica sono fortemente rallentati per la mancanza dei dati forniti dal satellite.

Science, 7 Apr 2006, Vol. 312, pg. 48 - Daniel Clery - La previsione del tempo ha fatto grandi progressi dall’epoca dei barometri ed oggi vi sono modelli numerici che funzionano con i più potenti supercomputers elaborando dati da un gran numero di sorgenti come stazioni meteorologiche di terra, radar, aerei e satelliti. Tuttavia un tipo importante di informazione, il profilo verticale di come temperatura, pressione ed umidità variano con la quota nell’atmosfera è rimasto fermo dagli anni ’30, e viene rilevato ancora con i palloni meteorologici. Ogni giorno a mezzogiorno ed a mezzanotte centinaia di palloni si sollevano dalle stazioni meteorologiche del mondo portando assiemi di strumenti che trasmettono a terra dati da altezze fino a 30 km e qui il pallone esplode e gli strumenti vengono paracadutati a terra. Il sistema non è perfetto perché i dati sono raccolti solo due volte al giorno da località concentrate nell’emisfero nord più popolato. Il National Weather Service USA stima che, delle 75000 radiosonde lanciate ogni anno, l’80% sparisce senza lasciare traccia, ma non c’è sistema migliore per accuratezza e risoluzione verticale dei dati. Questa situazione potrebbe cambiare grazie a sei semplici satelliti noti con il nome collettivo di Cosmic che dovrebbero essere lanciati a metà aprile. Ciascun satellite porta un ricevitore GPS (Global Positioning System), un collegamento radio con la stazione a terra e poco più. Il ricevitore GPS preleva i dati dai 24 satelliti GPS USA e analizza come l’atmosfera incurva le onde radio. Da queste informazioni il satellite Cosmic estrae il profilo di temperatura, pressione ed umidità dell’atmosfera sopra un tratto dell’atmosfera terrestre con sorprendente accuratezza e risoluzione. Insieme i sei satelliti faranno 3000 prelievi al giorno distribuiti intorno al globo. Cosmic è un progetto di ricerca accademico dell’Agenzia Spaziale di Taiwan e ci si aspettano progressi rilevanti sulle previsioni del tempo quotidiane sfruttando una tecnica derivata dall’esplorazione planetaria. Infatti i ricercatori avevano già realizzato che, quando le sonde planetarie passavano vicino ai pianeti durante i flyby, le atmosfere rifrangevano i segnali radio nel loro percorso verso la Terra. Agli inizi degli anni ’60 il JPL e la Stanford University hanno studiato come usare i segnali radio per dedurre informazioni sulle atmosfere dei pianeti. Questa tecnica, detta di occultazione radio, fu usata per la prima volta quando il Mariner 4 ha visitato Marte nel 1965 e da allora si è controllata l’atmosfera di quasi tutti i pianeti del sistema solare e di molte lune. Per applicare questa tecnica alla nostra atmosfera bisogna però ottenere un’accuratezza comparabile a quella dei metodi correnti ed avere una copertura globale. Questa si può ottenere con una costellazione di satelliti che trasmettono segnali radio e la cosa divenne fattibile dopo che gli USA negli anni ’80 hanno lanciato i satelliti GPS per la navigazione. La tecnica è quella di misurare lo shift doppler dei segnali radio che misura la deviazione dei raggi e da questi angoli si può calcolare la refrattività dell’atmosfera ad ogni quota. Un modello computerizzato dell’atmosfera estrae il profilo di temperatura e umidità. Nel 1995 la National Science Foundation (NSF) finanziò un progetto per lanciare un ricevitore GPS su un satellite NASA per verificare il principio. L’esperimento raccolse dati per 2 anni ed i ricercatori ottennero una risoluzione verticale di 100 m ed un’accuratezza della temperatura di un grado. Anche i climatologi guardano al sondaggio con GPS come soluzione al problema di ottenere misure consistenti sull’atmosfera. La registrazione delle frequenze è una misura fondamentale di grande accuratezza globale e produce dati climatici confrontabili. Si potranno costruire mappe tridimensionali dell’atmosfera molto accurate con pochi semplici satelliti e ricevitori GPS.

Science, 16 Jan 2009, Vol. 323, pg. 325 - Dennis Normile - Gli scienziati del clima, cercando di comprendere meglio i cicli del carbonio sulla Terra, ricorrono ora ai sensori dello spazio. Il monitoraggio da terra dell’anidride carbonica (CO2) è preciso, ma le 100 stazioni terrestri distribuite intorno al globo hanno una insufficiente copertura, particolarmente nelle zone sottosviluppate e sul mare. Presto tuttavia ci saranno due occhi che permetteranno una visione globale dallo spazio. Nelle prossime settimane Giappone e Stati Uniti lanceranno dei satelliti per osservare la CO2 dallo spazio. Questo rilevamento porterà ad una più accurata predizione di come l’aumento della CO2 agisce sul riscaldamento globale e sul cambiamento climatico. I dati non uniformi disponibili oggi hanno impedito una mappatura dei punti di sorgente o assorbimento della CO2. Il Giappone lancerà il suo Greenhouse Gasses Observing Satellite (GOSAT) il 21gennaio prossimo. Il lancio dell’Orbiting Carbon Observatory (OCO) della NASA seguirà il 23 febbraio. Ambedue questi satelliti risponderanno alle domande: in quali posti le attività umane generano la CO2 e dove essa si sposta. Ogni anno gli uomini emettono nell’atmosfera 9 miliardi di tonnellate di carbonio, una metà e quella che rimane, circa un quarto è assorbito dalla vegetazione, un altro quarto è assorbito agli oceani, non si sa dove finisce l’altra metà. Gli scienziati non possono capire bene l’evoluzione dei punti di assorbimento e emissione della CO2 finché non li hanno localizzati. Vi sono poi altri misteri, come la grande variabilità da anno ad anno della concentrazione di CO2. Nel 1973, per esempio, tutti i 5 miliardi di tonnellate di carbonio emessi sono rimasti nell’atmosfera, ma l’anno seguente 4, dei 5 miliardi di tonnellate emessi, sono stati assorbiti. Nel 1993 El Niño ha coinciso con un alto assorbimento di CO2. Questi meccanismi non sono chiari. Il GOSAT, che è costato 500 milioni di US$, ha una durata di missione di 5 anni per rilevare le variazioni annuali della CO2 inclusi gli effetti di El Niño e la Niña ed altri fenomeni. GOSAT misurerà anche la concentrazione del metano, altro gas serra di cui si hanno anche meno dati. I sensori della CO2 sono stati sviluppati di recente. I sensori per l’ozono lavoravano nelle lunghezze d’onda termiche e nell’ultravioletto. I nuovi sensori per la CO2 lavorano nel vicino infrarosso. I due satelliti osserveranno in modi diversi. OCO è più sensibile ai ritmi giornalieri e mensili, mentre il GOSAT è più adatto a correlare i livelli della CO2 ai cambiamenti meteorologici ed i due metodi sono complementari.

Science, 26 Feb 2010, Vol. 327, pg. 1085 – Stanley Q. Kidder – Nell’aprile 1960 è stato lanciato, da Cape Canaveral, Florida, il primo satellite meteorologico, il Television Infrared Observation Satellite 1 (TIROS 1), posto su un’orbita di 99 minuti e un’altezza di circa 725 km. Il satellite era di forma cilindrica (1,1 m di diametro e alto 0,48 m), pesava 120 kg ed era stabilizzato con una rotazione fra 8 e 12 rivoluzioni al minuto. Portava due telecamere che puntavano parallelamente all’asse di spin e prendevano 32 foto ogni orbita. Anche se i risultati furono modesti, se paragonati agli standard attuali, il TIROS 1 ha rivoluzionato la meteorologia. La previsione del tempo è un problema di valori iniziali. Si osserva il tempo meteorologico a un certo istante e si usano delle equazioni o semplici estrapolazioni per prevedere il tempo futuro. Una piattaforma satellitare è la sola che permette di osservare l’intera atmosfera. Da terra se ne può vederne solo un quarto. Dopo il 1945, le prime fotografie furono riprese da un pallone e dai razzi, ma questi non potevano essere lanciati ogni giorno come chiedevano i meteorologi. Dopo il primo satellite, i progressi furono rapidi. Il TIROS uno trasmise 19389 immagini complete e utilizzabili, nei suoi 79 giorni di vita. Nel decennio successivo, gli Stati Uniti lanciarono 24 satelliti meteorologici civili, incluso il primo satellite sincrono con il Sole (Nimbus 1) e quello meteo geosincrono (ATS 1). Anche l’ex Unione Sovietica lanciò un ugual numero di satelliti meteo. Furono analizzate anche tutte le porzioni dello spettro, dalle microonde all’ultravioletto. Nei decenni successivi anche molte altre nazioni del mondo hanno lanciato satelliti meteo. I primi erano progettati per prendere foto delle nubi nel visibile e nell’infrarosso. Da queste immagini, e particolarmente dai satelliti geosincroni, che permettono di fare un filmato del tempo meteorologico, si è imparato a prevedere l’evoluzione attraverso i sistemi di bassa e alta pressione, i fronti degli jet stream, i cicloni, le tempeste tropicali e quelle di neve. Le previsioni sono a breve termine (fino a 6 ore) estrapolando i moti delle nuvole. Tutte le previsioni, più avanti di 6 ore, fanno uso di calcoli con l’impiego di modelli numerici (Numerical Weather Prediction: NWP) con i parametri di temperatura, umidità, direzione e velocità del vento come funzioni della pressione. Temperatura e umidità si ricavano dalla misura delle bande di assorbimento delle nuvole nello spettro infrarosso e delle microonde. I venti si misurano dal moto delle nuvole nelle immagini dell’infrarosso e microonde. Oggi il 95% dei dati utilizzati dai modelli NWP proviene dai satelliti, una previsione a 5 giorni è buona come quella a tre giorni di 25 anni fa e i dati dell’emisfero sud sono accurati come quelli dell’emisfero nord. Altre grandezze meteo importanti come le precipitazioni, non ben previste dai modelli NWP, provengono da sensori passivi o da radar. Altre previsioni riguardano la copertura della neve, del ghiaccio, l’umidità del suolo, il fumo, la polvere, le ceneri vulcaniche e altri aerosoli, la concentrazione di gas come l’anidride carbonica e quella solforica e l’ozono. Nei 50 anni dopo il TIROS 1, molti altri campi della meteorologia hanno beneficiato dell’osservazione dallo spazio, inclusa la scienza dell’atmosfera, gli studi climatici, l’oceanografia, l’idrologia, l’ecologia e la geologia dimostrando che sono tutti connessi. Quando un vulcano erutta, la polvere diventa un problema meteorologico e una minaccia per l’aviazione. Cambiamenti nella temperatura dell’oceano alterano il moto delle masse d’aria, la composizione dell’atmosfera influenza il clima e la qualità dell’aria. I futuri sensori dei satelliti serviranno a una varietà di missioni. Nei primi 50 anni dell’osservazione della Terra, si è passati, dalla semplice visione dei fenomeni, alla comprensione scientifica dell’atmosfera e della Terra. In futuro l’osservazione aiuterà l’umanità prevedere dove ci porteranno il riscaldamento globale e gli altri problemi dell’ambiente.