- Iniziato a metà degli anni '80, il Programma Satellitare Meteorologico della Difesa (DMSP) costruì otto satelliti “serie F”, in blocco, con l'intenzione di lanciare i satelliti in successione man mano che questi esaurivano il loro ciclo vitale, per mantenere una registrazione continuativa dell'estensione del ghiaccio marino dell'Artico.
- Ma nel 2016 il Congresso ha tagliato il programma, il ché ha avuto come risultato lo smantellamento dell'ultimo satellite, non ancora lanciato. Ora è probabile che l'imminente fine degli ultimi satelliti DMSP in orbita lascerà il mondo cieco almeno fino al 2022, proprio nel momento in cui il Mar Glaciale Artico mostra i segni di una grave instabilità e declino.
- Mentre il monitoraggio internazionale e degli USA è ancora in corso per lo spessore del ghiaccio, l'amministrazione Trump ha proposto dei tagli nelle missioni satellitari, compresi i prossimi due satelliti di NOAA orbitanti sui poli: il satellite della NASA PACE (per monitorare l'inquinamento atmosferico e dell'oceano) e l'Orbiting Carbon Observatory 3 (per misurare i valori del diossido di carbonio/anidride carbonica nell'atmosfera).
- Tutti questi tagli nel monitoraggio satellitare arrivano in un momento in cui il mondo sta assistendo a dei mutamenti enormi dovuti al cambiamento climatico, allo sviluppo e alla crescita della popolazione. Solo un programma satellitare è stato risparmiato finora dai tagli di Trump ai fondi: il Landsat 9, che tiene traccia della deforestazione e della recessione dei ghiacci. Non si sa come il Congresso gestirà i tagli proposti da Trump.
Nel marzo del 2017, quando il Mar Glaciale Artico è tipicamente alla sua massima estensione invernale, i satelliti orbitanti degli USA hanno registrato un’estensione di soli 5,57 milioni di miglia quadrate, il minimo registrato nella storia degli ultimi 38 anni, che batte il record di due anni prima e scende di circa mezzo milione di miglia quadrate al di sotto della media a lungo termine degli anni 1981-2010.
Che il Mar Glaciale Artico sia in grave declino da circa il 2005 è un fatto ben noto, grazie a una serie di satelliti del Dipartimento della Difesa degli USA che hanno monitorato continuamente la regione con della strumentazione a microonde passive dal 1979. Questi satelliti hanno fornito agli scienziati, ai cittadini e al governo una registrazione approfondita del cambiamento dell’Artico ispirando la ricerca sul clima, la messa a punto di programmi, le previsioni meteo alle medie latitudini e le analisi geopolitiche utili alla navigazione internazionale e alle aziende per l’esplorazione del gas naturale, mentre l’Artico si scioglie e si apre allo sfruttamento.
Ma questo cambierà.
I satelliti degli USA attualmente in orbita hanno già superato la loro data di scadenza e alcuni di loro si stanno già esaurendo. Quando questi satelliti smetteranno del tutto di funzionare, avvisano i ricercatori dell’Artico, l’attuale monitoraggio scientifico terminerà bruscamente, non essendo rimasti né fondi né tempo per rimpiazzare questo programma che sta invecchiando.
“È spiacevole e allarmante che proprio nel momento in cui stiamo vedendo il ghiaccio marino in rapida transizione, corriamo il pericolo di perdere alcune delle nostre capacità chiave di osservare cosa sta accadendo e di capirlo” afferma Mark Serreze, direttore del National Snow and Ice Data Center.
Per qualsiasi intento e scopo, gli scienziati dell’Artico (e il mondo) potrebbero molto presto essere ciechi ai cambiamenti tumultuosi che si stanno verificando nell’Artico fino al 2022 o 2023, senza alcun sistema internazionale attuabile che possa essere messo in pista in tempo per tappare completamente il buco.
Lo sbaglio o il fallimento sta nel Congresso degli Stati Uniti, che è ostile al finanziamento della ricerca sul cambiamento climatico. Tagli importanti sono stati apportati ai satelliti DMSP quando c’era Obama ed è improbabile che la situazione migliori sotto l’amministrazione Trump. Nella sua proposta di budget “ridotto all’osso” rilasciata a marzo di quest’anno, e di nuovo nella sua più dettagliata proposta di budget di fine maggio, il presidente Trump ha chiesto dei tagli alle missioni satellitari della NASA, inclusi i prossimi due satelliti polari orbitanti della NOAA.
Il Congresso al cuore del problema
Cominciato nella metà degli Anni ’80, Il Programma Satellitare Meteorologico della Difesa (DMSP) ha costruito 8 satelliti “serie F” con radiometri a microonde, in blocco, ognuno con un’aspettativa di vita calcolata dai 3 ai 5 anni. Quando uno dei satelliti avrebbe cominciato ad esaurirsi, il Dipartimento della Difesa (DoD) ne avrebbe semplicemente lanciato un altro, per assicurarsi che la registrazione fosse continua e che ci fossero sempre due o tre satelliti in orbita.
Ma l’anno scorso le cose sono cominciate ad andar male. Il DoD, la NASA e il National Snow and Ice Data Center (NSIDC) facevano affidamento su F-17, quando questo ha cominciato a guastarsi. Gli scienziati immediatamente si sono rivolti a F-19 per raccogliere informazioni, l’ultimo della serie, ma F-19 ha smesso di funzionare poco dopo, portando a un buco di copertura della durata di vari mesi, la primavera scorsa. Ora, gli scienziati si rivolgono solo a F-18, che ha superato da un pezzo la sua aspettativa di vita, e su F-17, che continua ad avere dei problemi.
“Le probabilità che quei due satelliti ce la facciano fino al 2020 sono molto poche” afferma David Gallaher, uno scienziato al NSIDC che supervisiona la tecnologia informativa, compreso lo sviluppo del sistema satellitare.
Fino all’anno scorso, il DoD, la NASA e il NSIDC non erano troppo preoccupati: dopotutto, c’era un altro satellite in attesa, pronto a decollare. F-20 era l’ultimo del lotto originale che il DoD aveva costruito negli anni ’80. Doveva andare in orbita nel 2020 e portarci fino al successivo stadio di lanci satellitari, assicurando una copertura ottimale.
Ma, sotto Obama, il Congresso, che gli scienziati affermano essere stato ostile al DMSP da metà degli anni 2000, ha cominciato a prendere di mira l’ultimo satellite rimasto, chiedendo la sua distruzione a causa dell’alto costo per il suo stoccaggio.
Costruendo in blocco dal F-13 fino al F-20, il Dipartimento della Difesa era riuscito a ridurre il costo di ogni satellite tra i 250 e i 450 milioni di dollari. Ma i costi di stoccaggio per l’intera serie sono arrivati a un totale grosso modo di 500 milioni di dollari, rendendolo un bersaglio per i tagli di budget.
Durante un Comitato delle Forze Armate Interne, sentendo parlare di una riforma sull’acquisizione nel gennaio del 2016, il repubblicano Mike Rogers (R-Ala.), un negazionista del cambiamento climatico che siede al sottocomitato delle Forze Strategiche dei Servizi Armati Interni che supervisiona i satelliti militari, ha definito il programma uno spreco di soldi, citando la presunta cattiva gestione delle Forze Aeree del programma sul tempo climatico spaziale.
“Avremmo potuto far risparmiare alle Forze Aeree e al Congresso un mucchio di seccature se avessimo messo mezzo miliardo di dollari in un parcheggio e gli avessimo dato fuoco” ha affermato, citando la precedente indecisione delle Forze Aeree su quando lanciare F-20, il ché ha portato a maggiori costi di stoccaggio.
Il Congresso non ha stanziato alcun finanziamento per il DMSP nel suo bilancio fiscale complessivo di spesa del 2016, e ha anche negato i 120 milioni di dollari necessari per lanciare F-20 intorno al 2018, mettendo di fatto fine al programma. Secondo Gallaher, nessuno dell’assemblea legislativa degli USA venne in aiuto al programma.
“Abbiamo speso 500 milioni di dollari che potrebbero essere stati utilizzati per supportare la sicurezza nazionale. Invece, [il satellite] andrà nel cestino. Presumo che sarà trasformato in lame da rasoio” ha sottolineato Rogers.
Lo scorso novembre il governo ha cominciato a smantellare il satellite da 518 milioni di dollari e lo ha impacchettato alla fine di marzo, ironicamente nello stesso momento in cui il ghiaccio marino del Mare Artico stava segnando un record minimo.
“Non riesco a pensare a niente di più stupido” afferma Gallaher. “E adesso, la NASA ha un nuovo contratto per costruire un nuovo satellite da 700 milioni di dollari quando ne avevamo già uno in casa e pronto a partire.”
Non è stato possibile raggiungere l’ufficio di Mike Rogers per ulteriori commenti.
Alternative inattuabili
Con l’inevitabile buco dei satelliti statunitensi che incombe, sembra sensato supporre che i programmi internazionali potrebbero sostituirsi come occhio nel cielo continuativo sul pianeta. Ma secondo Serreze, non è così facile o semplice.
L’Agenzia di Esplorazione Aerospaziale Giapponese ha un programma satellitare conosciuto come Radiometro Avanzato di Scansione a Microonde (AMSR). Dal 2002 al 2011, la NASA e il programma giapponese avevano una missione congiunta, chiamata AMSR-E, ma quando questa finì, i giapponesi lanciarono AMSR-2 nel 2012, con AMSR-3 in lista per essere lanciato nel 2022. Tuttavia i satelliti giapponesi usano delle frequenze di microonde diverse e una risoluzione spaziale diversa dai “serie F” del DMSP.
“Non si può tutto d’un tratto passare dalle registrazioni dell’AMSR-2 alla serie F” spiega Serreze. I due sistemi non sono intercambiabili.
Walt Meier, uno scienziato ricercatore al Laboratorio di Scienze Criosferiche del Goddard Space Flight Center, ha fatto affidamento sui dati satellitari dal DMSP per più di due decenni per la sua ricerca di percezione remota che analizza i cambiamenti nella calotta di ghiaccio del mare Artico e le registrazioni di dati sul clima del ghiaccio marino. “Ogni satellite sarà leggermente diverso” egli afferma. “C’è una differenza nella manifattura, le orbite sono leggermente diverse e le calibrazioni a bordo sono leggermente diverse. Anche con i “serie F” vengono fatti dei piccoli aggiustamenti fondamentalmente per mantenere i dati sul ghiaccio marino il più coerenti possibile, spesso usando una sovrapposizione tra i sensori.”
Ma l’AMSR, egli afferma, è molto diverso. “Ci vorrebbe uno sforzo per adattarvisi. È come se si avesse una bella fotocamera e si facessero una lunga serie di scatti a intervalli regolari, poi improvvisamente dopo degli anni di questa tecnica si passasse a una lente diversa, a una diversa apertura e a una diversa esposizione. Le foto non sono in linea. Questo rende [i dati] inutili. È questo quello che ci troviamo ad affrontare.”
Meier è preoccupato anche per l’età dell’AMSR-2, che quest’anno raggiunge la sua data di scadenza dei 5 anni.
Nel frattempo, anche la Cina e la Russia hanno dei programmi satellitari, ma gli scienziati hanno riscontrato dei problemi di qualità e di accesso per renderne fattibile il loro uso, e si interrogano se queste informazioni sarebbero “affidabili” e puntuali.
Lunghi ritardi potrebbero erodere uno dei pilastri chiave dei programmi come Novità e Analisi del Ghiaccio Marino Artico dell’NSIDC, che fornisce degli aggiornamenti giornalieri.
Senza tanti giri di parole, il buco nelle registrazioni satellitari probabilmente non si riuscirebbe mai a riempire, rendendo più approssimativa l’analisi scientifica per il futuro cambiamento climatico basata sugli andamenti e le previsioni del ghiaccio marino.
“Non c’è modo di uscire vincitori da questa situazione”, afferma Gallaher. “Le registrazioni sul ghiaccio marino sono assolutamente a rischio. La NASA è stata sorpresa con le braghe calate su questo aspetto: la NASA sapeva di avere F-19 e F-20. Ma ci vogliono dieci anni per avere un satellite in orbita, dal suo concepimento. È assolutamente impossibile che la NASA reagisca abbastanza velocemente da risolvere il problema.”
Misurando lo spessore del ghiaccio marino
I satelliti del Dipartimento della Difesa hanno già descritto l’estensione massima di ghiaccio marino: le miglia quadrate coperte di ghiaccio.
Tuttavia, l’estensione del ghiaccio marino, seppur importante, non è l’unica unità di misura d’importanza fondamentale della salute del ghiaccio marino. Gli scienziati usano anche satelliti e aerei per monitorare lo spessore del ghiaccio, per determinare il grado con cui la calotta di ghiaccio dell’Artico sta crescendo o ritirandosi, il ché ha delle ripercussioni importanti per il clima globale.
Il ghiaccio marino più spesso (conosciuto come “ghiaccio pluriennale”) ci mette degli anni per formarsi, è più resistente alle tempeste e anche al calore da sotto e da sopra. Gravi riduzioni dello spessore del ghiaccio possono alterare la salinità e la temperatura dell’acqua del mare, specialmente nel Nord Atlantico, avendo potenzialmente un impatto sui sistemi di circolazione atmosferica e oceanica in tutto il mondo. In ultima istanza, teorizzano gli scienziati, dei cambiamenti estremi potrebbero innescare una deviazione della Corrente del Golfo, portando una corrente fredda senza precedenti in Europa e forse nel nordest degli Stati Uniti, anche se il resto del pianeta continua a scaldarsi.
Osservazioni dettagliate del rapido assottigliarsi del ghiaccio potrebbero segnalare in anticipo il collasso della Calotta Artica, avvertendoci riguardo all’avvicinarsi di spostamenti climatici repentini.
Utilizzando le registrazioni dell’ICESat e dei sottomarini della NASA, i ricercatori hanno determinato che lo spessore del ghiaccio marino dell’Artico è diminuito di 1,75 metri (6 piedi) dal 1980 al 2008. Altri programmi di monitoraggio hanno mostrato che il volume del ghiaccio marino è diminuito di 4.291 km cubici (1.029 miglia cubiche) alla fine dell’estate e di 1.479 km cubici (355 miglia cubiche) alla fine dell’inverno tra il 2003 e il 2012. A fine maggio di quest’anno, il volume del ghiaccio marino è stato il più basso in assoluto per questo periodo dell’anno da quando sono cominciate le misurazioni, il ché potrebbe presagire un nuovo record minimo dell’estensione del ghiaccio marino per questo Settembre.
Per come stanno le cose, i programmi satellitari che monitorano lo spessore del ghiaccio marino continueranno e si espanderanno. La missione CryoSat-2 dell’Agenzia Spaziale Europea utilizza le onde radar, facendo rimbalzare gli impulsi sulla superficie del ghiaccio per raccogliere informazioni sul suo spessore. E mentre il programma ICESat della NASA terminò nel 2009, L’Operazione IceBridge ha continuato a raccogliere dati sullo spessore del ghiaccio marino attraverso una serie di voli aerei sopra il ghiaccio polare.
“I dati hanno un grosso valore, ma è solo una missione aerea” spiega Nathan Kurtz, scienziato del progetto IceBridge e suo principale ricercatore, responsabile dalla raccorta dei dati sul ghiaccio marino prodotti da IceBridge. Lo scorso inverno, l’Operazione IceBridge ha espanso il suo raggio di copertura al Bacino Euroasiatico dell’Artico attraverso due voli di ricerca al largo di Svalbard, un arcipelago norvegese.
“Con IceBridge non possiamo ottenere una copertura su tutto l’Artico, quindi non è [altrettanto esauriente] quanto un satellite, ma quello che possiamo fare è guardarlo statistiche alla mano e trarne delle deduzioni.”
Nel tardo 2018, la NASA pianifica di lanciare ICESat-2, che continuerà a monitorare lo spessore del ghiaccio marino dalla sua orbita, utilizzando uno strumento laser per prendere delle misurazioni che possono accertare lo spessore fino a circa un pollice.
Tagli di Trump ai satelliti in vista?
Queste operazioni in corso e proposte offrono un barlume di speranza per molti scienziati del clima e del tempo che stanno esaminando il budget proposto dall’amministrazione Trump per il 2018, che è stato rilasciato il 23/05/2017.
Sia i satelliti meteorologici che i programmi sul cambiamento climatico stanno affrontando dei tagli sotto Trump, compreso un budget ridotto per i prossimi due satelliti polari orbitanti NOAA. Il satellite PACE della NASA, in lista per il lancio nel 2022 e progettato per monitorare gli oceani e l’atmosfera per l’inquinamento, verrebbe terminato. Lo stesso vale per l’Orbiting Carbon Observatory 3, che fornisce delle misurazioni sul diossido di carbonio nell’atmosfera.
“[Questi satelliti] non sono stati identificati come delle missioni prioritarie della NASA nel precedente Sondaggio Decennale sulle Scienze della Terra, il ché riflette le visioni di consenso della comunità scientifica sulle priorità spaziali sulla scienza della Terra” si legge dal documento sul budget per il 2018.
Un programma che finora è stato risparmiato dall’ascia fiscale dell’amministrazione Trump è il Landsat 9, che tiene traccia della deforestazione, della recessione dei ghiacci e di altri fattori che mostrano come il cambiamento climatico stia interessando la Terra. Il Landsat è condotto congiuntamente dal Sondaggio Geologico degli USA (USGS) e dalla NASA, e raccoglie immagini dal 1972, rendendolo il programma di fotografia satellitare più duraturo della storia.
“La guida iniziale alla NASA nel[lo scheletrico] budget [proposto] del presidente aveva un linguaggio specifico che avrebbe avuto un impatto su tre missioni – DISCVR, PACE e CLARREO” afferma Douglas Morton, uno scienziato di fisica della NASA che è specializzato nella percezione remota della scienza della Terra. “Queste missioni sono specificatamente focalizzate sulla qualità dell’aria e sul clima… In questo momento stiamo aspettando delle direttive sui finanziamenti dal Congresso, dato che l’autorizzazione del budget potrebbe differire dai suggerimenti del presidente.”
Siccome i satelliti DMSP originariamente furono costruiti sotto il DoD come un mezzo per osservare i sistemi climatici dell’Artico per proteggere le operazioni militari, comprese delle analisi giornaliere delle rotte per i voli aerei e delle condizioni meteo – è possibile che questi usi potrebbero offrire una qualche protezione sul budget per programmi futuri di monitoraggio, dato che Trump è intenzionato ad aumentare le spese militari, pur tagliando i programmi chiaramente designati al clima in seno alla NASA e al NOAA.
Ma anche in presenza del più roseo degli scenari, in cui il Congresso assegnasse tutto d’un tratto dei fondi per riempire l’imminente buco di copertura del ghiaccio marino, questi soldi comunque non arriverebbero abbastanza in tempo per fare differenza, dato che ci vogliono anni per costruire, configurare e lanciare dei satelliti.
Un intervallo privo di satelliti è inevitabile e questo renderà il mondo cieco al monitoraggio del declino dell’estensione del ghiaccio marino in un periodo in cui l’Artico sta diventando progressivamente e gravemente instabile. La colpa per questo buco nella raccolta dati può essere attribuita al Congresso del Stati Uniti, dominato da repubblicani negazionisti del cambiamento climatico.
“Non posso sottostimare il valore di una registrazione costante a lungo termine”, afferma Gallaher. “Questo non è semplicemente un qualche esercizio esoterico o accademico. Questo ci dice come sta il pianeta. Se veniamo accecati su questo fronte, se cerchiamo di calcolarlo da qualche altra fonte, potremmo facilmente vedere uno spostamento di una notevole percentuale [sull’accurata registrazione della copertura del ghiaccio marino]. Se ora fosse il 2021 e avessimo raggiunto il record minimo del ghiaccio marino e volessimo sapere la differenza dal 2017, non lo sapremo. Non ci sarà nessun modo per reperire quest’informazione.”
Questa mancanza di una registrazione scientifica continua del ghiaccio marino, in un momento critico nella nostra storia climatica globale, potrebbe rendere più difficile da riconoscere e prevedere gli spostamenti futuri nel cambiamento climatico dell’Artico e globale, con il risultato potenziale di brutte, improvvise e impreviste sorprese meteorologiche e climatiche.
