I satelliti e l’apprendimento automatico migliorano le registrazioni dei dati sulla temperatura in prossimità della superficie
Se le rilevazioni delle stazioni meteorologiche offrono un’utile registrazione dei dati climatici di quei luoghi per il periodo coperto, ci sono molti luoghi in cui non è possibile accedere alle misurazioni giornaliere o in cui non esistono registrazioni della temperatura dell’aria. Il progetto EUSTACE, sostenuto dall’UE, ha estratto le misurazioni dai satelliti per arrivare a stimare la temperatura superficiale dell’aria in tutta la Terra in modo più completo di quanto fosse possibile in precedenza. Produrre nuovi registrazioni dei dati climatici Combinando misurazioni dirette, stime da satelliti e apprendimento automatico mediante un algoritmo statistico per creare informazioni dove non esistevano, EUSTACE ha prodotto una serie di raccolte di dati. Hanno elaborato un set di dati standardizzati delle misurazioni della temperatura dell’aria superficiale in Europa a partire dal 1951, con un’analisi completa della temperatura massima e minima giornaliera. Le stime della temperatura dello strato superficiale sono state prodotte per tutte le superfici della Terra, ma con nuove e coerenti stime di incertezza. Utilizzando i dati sulla temperatura della «pelle» (la parte superiore della superficie) del terreno, degli oceani e dei ghiacci di altri progetti satellitari, il team è stato in grado di costruire queste rigorose stime di incertezza. Ciò ha quindi permesso al team di analizzare le temperature globali giornaliere dell’aria superficiale (con stime di incertezza) a partire dal 1850, sulla base di informazioni combinate di stime satellitari e misurazioni di dati in situ. Il progetto ha inoltre individuato, ove possibile, misurazioni della temperatura dell’aria superficiale (da stazioni meteorologiche) con discontinuità dovute a fattori non climatici, quali cambiamenti degli strumenti utilizzati, dell’ubicazione della stazione e della procedura di misurazione. «Per questi prodotti abbiamo testato set di dati simulati tra specialisti internazionali con casi d’uso specifici», afferma il coordinatore del progetto Nick Rayner. «Questo ci ha permesso di capire come vengono utilizzati i dati climatici, le preferenze sul formato dei dati e quali variabili erano necessarie. Ad esempio, le temperature minime e massime sono risultate essere dati importanti quanto le temperature medie giornaliere». Molte di queste esigenze dell’utente sono state poi inserite nella progettazione della struttura dei file di dati EUSTACE e nelle guide per l’utente che li accompagnavano. La precisione dei prodotti EUSTACE è stata valutata a fronte di un sottoinsieme di misurazioni da stazioni terrestri, stazioni sul ghiaccio, navi e boe ghiaccio. Per mantenere l’indipendenza di questi dati, erano stati precedentemente esclusi dall’analisi. «I risultati della validazione hanno dimostrato che i nostri metodi hanno funzionato bene, specialmente le nostre nuove stime dell’incertezza», dice Rayner. I prodotti di dati EUSTACE sono stati catalogati nell’archivio del Centro per l’analisi dei dati ambientali (CEDA), con i dati disponibili su Open Government Licence, ove possibile. Affrontare le sfide sociali Il team è ora alla ricerca di opportunità per migliorare i propri set di dati satellitari per un’analisi più accurata. Essi stanno inoltre perseguendo il potenziale di digitalizzazione (recupero dei dati) di un maggior numero di dati storici per migliorare la loro analisi globale della temperatura dell’aria, limitando meglio la loro modellizzazione statistica, in particolare quando si rivolgono alle regioni attualmente sottorappresentate. Una migliore comprensione della temperatura dell’aria superficiale contribuisce ad una serie di sfide sociali. Ad esempio, potrebbe mettere in luce i legami tra la temperatura superficiale dell’aria e le malattie o gli impatti dello stress termico. Anche la sicurezza alimentare, l’agricoltura e la silvicoltura sostenibili, la ricerca marina e marittima sulle acque interne, nonché la produzione di energia rinnovabile potrebbero trarne beneficio. «Più in generale, offrendo una comprensione più profonda della variabilità della temperatura dell’aria superficiale nel passato, degli intervalli e degli estremi, EUSTACE aiuta a sviluppare previsioni e proiezioni climatiche, insieme alla pianificazione dell’adattamento e della mitigazione», dice Rayner.
Parole chiave
EUSTACE, satellite, stazione meteorologica, temperatura della superficie della pelle, dati, apprendimento automatico, meteorologico, mitigazione, adattamento, clima, sostenibilità
