CO2, il componente mobile del ciclo del carbonio
Anche se finora gli strumenti non sono stati progettati specificamente per monitorare le concentrazioni di biossido di carbonio, delle sonde a infrarossi ad alta risoluzione sono state mandate a bordo dei satelliti meteorologici dell'Amministrazione nazionale per l'atmosfera e gli oceani (NOAA). Oltre alla misurazione dei campi globali di temperatura e condensa atmosferica, che rappresenta la missione principale del progetto, dalle osservazioni di questi satelliti è possibile conoscere le variazioni di concentrazione dei principali gas ad effetto serra. Le impronte di biossido di carbonio (CO2), che vengono sostanzialmente dalla troposfera medio-alta, sono deboli e non facilmente interpretabili in termini di campi globali di concentrazioni di CO2. Il metodo sviluppato dai partner di progetto COCO presso il Centre National de la Recherche Scientifique ha confermato la capacità di recuperare importanti caratteristiche della distribuzione di CO2 e della sua evoluzione temporale. Non solamente la fase delle variazioni stagionali, ma anche la loro ampiezza e l'evoluzione latitudinale corrispondevano alle osservazioni in loco eseguite da aerei commerciali correttamente equipaggiati. Inoltre, la tendenza annuale stimata corrispondeva all'aumento noto della concentrazione di CO2 come risultato delle attività umane. Per rilevare i cambiamenti avvenuti e, cosa importante, per prevedere i cambiamenti che possono avvenire in futuro, sono state usate le osservazioni della Sonda Verticale Operativa TIROS-N (TOVS) NOAA. Le radianze TOVS misurate sono state simulate con accurati calcoli radiativi avanzati e con specifiche fisse per gas residui. Un'analisi delle differenze tra temperature di brillanza TOVS misurate e simulate ha rivelato chiaramente le impronte delle variazioni di CO2 pluriennali e stagionali. È stato inoltre sviluppato un modello inverso di regressione non lineare per gestire la sua dipendenza dalla disposizione delle osservazioni intersatellitari e delle misure con radiosonde e dalla distribuzione irregolare di stazioni di radiosondaggio. Affidandosi alle osservazioni dell'unico satellite, con lo schema di interferenza della regressione non lineare basato su una rete neurale di percettrone multistrato (MLP) sono state prodotte delle mappe globali con la media mensile delle concentrazioni di CO2. La prossima analisi dell'archivio accumulato per quasi 25 anni dai satelliti meteorologici NOAA contribuirà ad una migliore comprensione del ciclo del carbonio.
