Spedizione in Antartide per calibrare i sensori dei satelliti

Per la prima volta il dipartimento di Ignegneria dell’Università di Siena partecipa ad una spedizione antartica, per un progetto sulla permittività dielettrica della calotta polare

Gli effetti dei cambiamenti climatici sono molto più rapidi e accentuati nelle regioni polari della terra: per comprendere i meccanismi che influenzano il clima globale terrestre bisogna quindi monitorare continuamente le regioni polari e in particolare il continente antartico. Uno degli strumenti più efficaci per il monitoraggio di queste regioni, molto estese e inospitali, è il telerilevamento satellitare. E’necessario però calibrare i sensori dei satelliti e analizzare in modo più preciso i dati provenienti dai telerilevamenti satellitari: per questo è nato un progetto di ricerca, finanziato dal Programma Nazionale di Ricerche in Antartide e coordinato dal professor Alberto Toccafondi dell’Università di Siena, con il coinvolgimento degli Atenei di Firenze, Bologna e del Cnr di Firenze. Per la prima volta il dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Scienze matematiche dell’Università di Siena è coinvolto in una spedizione in Antartide: l’ingegner Federico Puggelli, assegnista di ricerca, è appena tornato dalla stazione Concordia, dove è stato circa un mese e mezzo per studiare la permittività dielettrica e l’attenuazione del firn della calotta polare – ovvero lo strato di neve consolidata e cristallizzata – grazie ad una strumentazione innovativa sviluppata appositamente per il progetto.

Si tratta di caratterizzare in modo dettagliato la permittività, una particolare caratteristica fisica dei materiali che descrive il loro comportamento quando sono investiti da una radiazione elettromagnetica, del firn nel plateau antartico, e la relativa attenuazione della propagazione delle onde elettromagnetiche nella

banda (0.4 – 2 GHz).  Questa banda comprende le frequenze operative delle missioni satellitari attualmente attive (ad esempio la SMOS dell’ESA e la SMAP della NASA, entrambe a 1.4 GHz, e la ALOS2 della JAXA, a 1.2 GHz), e di quelle in programma per il futuro (come la BIOMASS dell’ESA, a 0.43 GHz).

I valori di permittività ottenuti combinando anche dati chimici e fisici saranno  usati per sviluppare accurati modelli di emissione alle microonde, fondamentali sia per l’analisi dei dati telerilevati sia per la calibrazione dei sensori satellitari che operano su queste bande di frequenza.

Durante questa prima campagna antartica è stata estratta una carota di 106 metri di profondità grazie alla collaborazione con un gruppo di ricerca francese, e sono state effettuate le misure di permittività dielettrica ogni 10 cm lungo tutta la carota. Questa è stata imballata e sarà trasportata nel laboratorio freddo dell’Università di Firenze, dove verranno effettuate le analisi chimiche. Sono state poi effettuate le prime misure di attenuazione elettromagnetica fino a 30 metri di profondità.

Il progetto vedrà una seconda campagna di misure a Concordia nella prossima estate australe. Tutti i dati attualmente acquisiti sono in fase di elaborazione e si attendono i primi risultati entro la fine di aprile.

 

S. P.

20 febbraio 2019