Gli scienziati osservano il cielo per individuare gli tsunami
Un team di ricercatori della Sapienza di Roma e del Jet Propulsion Laboratory della NASA ha sviluppato un nuovo algoritmo in grado di individuare perturbazioni dell’atmosfera terrestre generate da tsunami
Dai laboratori della Sapienza al Jet Propulsion Laboratory (JPL) di Pasadena (California): l’algoritmo sviluppato da Giorgio Savastano, giovane dottorando ventisettenne di Geodesia e Geomatica della Sapienza, in collaborazione con Augusto Mazzoni e Mattia Crespi, ha ora anche il riconoscimento della NASA, che lo adotterà per individuare in tempo reale gli tsunami prima che raggiungano la costa.
Questo nuovo algoritmo, dal nome VARION (Variometric Approach for Real-time Ionosphere Observation), utilizza osservazioni provenienti da GPS e altri sistemi di navigazione satellitare al fine di individuare, in tempo reale, perturbazioni nella ionosfera terrestre associate agli tsunami. La ionosfera è lo strato dell’atmosfera che si estende da circa 80 a 1000 km al di sopra della superficie terrestre. Deve la sua ionizzazione alla radiazione solare e cosmica ed è principalmente conosciuta per il fenomeno dell’aurora polare.
Uno tsunami che si muove in oceano sposta l’aria sovrastante generando delle perturbazioni nell’atmosfera note come onde di gravità. Poiché l’atmosfera terrestre è sempre più rarefatta procedendo verso l’alto, queste onde di gravità si amplificano e quando raggiungono una quota di circa 350 km la loro ampiezza è tale da causare apprezzabili variazioni nella densità elettronica della ionosfera. Queste anomalie possono essere misurate utilizzando un segnale GNSS, come quello GPS, che attraversa la ionosfera.
L’algoritmo VARION è stato concepito sotto la guida di Mattia Crespi, professore di Positioning e Geomatica presso la Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale alla Sapienza. Il principale autore di questo algoritmo è Giorgio Savastano, giovane dottorando in Geodesia e Geomatica alla Sapienza e collaboratore al JPL. Questo lavoro, finanziato da Sapienza e JPL, è stato recentemente pubblicato sulla rivista Scientific Reports di Nature (link).
Nel 2015, Savastano è stato premiato dal Consiglio Nazionale degli Ingegneri (CNI) e dalla fondazione Italian Scientists and Scholars in North America Foundation (ISSNAP) con una borsa di studi per un periodo di 2 mesi al JPL, dove ha lavorato con il gruppo che si occupa di telerilevamento ionosferico supervisionato da Attila Komjathy e Anthony Mannucci.
“VARION è un contributo innovativo per un sistema integrato di allerta tsunami” afferma Savastano. “Stiamo lavorando per implementare questo algoritmo all’interno della rete di stazioni GNSS del JPL che fornisce dati in tempo reale da circa 230 stazioni sparse su tutto il mondo. Queste stazioni sono in grado di immagazzinare dati provenienti da diversi sistemi satellitari, come GPS, Galileo, GLONASS and BeiDou.”
Savastano conferma che VARION può essere utilizzato all’interno di un sistema per l’individuazione di tsunami capace di utilizzare dati provenienti da diverse fonti, come sismometri, boe e ricevitori GNSS. Non appena un terremoto verrà rilevato, questo sistema potrà cominciare a monitorare in tempo reale il contenuto di elettroni nella ionosfera cercando anomalie correlate con lo tsunami. Queste misure potranno essere immagazzinate e analizzate da un centro di controllo in grado di generare mappe di rischio relative ad un determinato evento sismico. L’utilizzo di dati provenienti da diverse fonti potrà aumentare l’affidabilità del sistema.
FOTO + VIDEO
Sotto, due immagini e un mini video:
– segnale.png mostra il segnale dello tsunami nella ionosfera mentre lo tsunami sta passando (Credit: Sapienza University/NASA-JPL/Caltech)
– animazione.gif è un mini video dello tsunami (Credit: Sapienza University/NASA-JPL/Caltech)
– mappa.png è una mappa dell’ampiezza massima dell’onda di tsunami a vari istanti temporali (Credit: NOAA Center for Tsunami Research)
