IOnian Sea water quality MOnitoring by Satellite data

La metodologia alla base delle analisi che verranno effettuate è la Robust Satellite Techniques (RST – Tramutoli, 2005) , un approccio generale di analisi multi-temporale di dati satellitari proposto da ricercatori lucani della SI-UniBas e dell’IMAA. Tale approccio prevede una caratterizzazione preliminare del segnale investigato in termini di valore atteso e naturale variabilità per determinate condizioni di osservazioni, ottenuti tramite l’analisi di serie storiche di dati/prodotti satellitari omogenei nel dominio spazio-temporale. Scostamenti statisticamente significativi del segnale investigato da tali valori vengono successivamente identificate ed interpretate come anomalie nel dominio spazio-temporale, anomalie che possono poi essere attribuite a cause naturali o antropiche.
Per poter implementare RST per gli scopi del progetto verranno analizzate serie storiche pluriennali di prodotti satellitari inerenti la qualità delle acque marine generati a partire da misure effettuate da uno o più sensori satellitari operativi su satelliti meteorologici europei e americani. In particolare si prevede di utilizzare prodotti generati da osservazioni SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) e MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), entrambi sensori di tipo ocean color gestiti dalla NASA. Tali prodotti hanno una risoluzione spaziale di 1km a frequenza giornaliera. Per entrambi, più di dieci anni di osservazioni satellitari sono disponibili.
Parallelamente alla fase precedente verranno analizzati anche i dati satellitari presenti presso le stazioni di ricezione, elaborazione ed archiviazione di dati satellitari dell’IMAA e della SI-UniBas, per la produzione di prodotti originali relativi alla stima di parametri connessi alla qualità delle acque, intesa in termini di proprietà bio-ottiche. In questo caso si prevede l’utilizzo di dati anche a più elevata risoluzione spaziale (250m) e a risoluzioni temporali fino a poche ore. Tali prodotti verranno messi a punto e validati tramite la realizzazione di opportune campagne di misura dal suolo e da aereo; l'area test, dove effettuare queste campagne, verrà opportunamente selezionata a seguito di specifiche indagini preliminari dedicate. L’analisi multi-temporale di prodotti/dati satellitari ad alta frequenza di rivisita (fino a 15 minuti) fornirà un’indicazione sulla loro capacità nel dare informazioni circa i fenomeni di trasporto a mare di materiale sospeso (sedimenti, mucillagini) nonché delle loro dinamiche. Per questa analisi, al fianco dei dati dai sensori precedentemente menzionati, si prevede l’utilizzo di quelli acquisiti da SEVIRI (Spinning Enhanced Visibile and Infrared Imager), il sensore multi spettrale a bordo del satellite europeo Meteosat Second Generation (MSG) dal 2004.
L’analisi delle anomalie, nello spazio e nel tempo, e dei trends dei parametri investigati permetterà di identificare quei prodotti che meglio si correlano con i fenomeni (ad es. di inquinamento/degrado) e le dinamiche di interesse ambientale.

O.1. Mappe aggregate (dalla settimana al mese) di parametri bio-ottici significativi per la valutazione della qualità delle acque derivabili da satellite (e.g. Trasparenza, Contenuto di Clorofilla-a, CDOM - Colored Dissolved Organic Matter, SST- Sea Surface Temperature, TSM - Total Suspended Material)

O.2. Mappe delle anomalie spazio/temporali nelle serie storiche di O.1.

O.3. Mappe di probabilità/frequenza di occorrenza delle anomalie di cui a O.2.

O.4. Mappatura delle aree a maggior degrado e di quelle a maggiore rischio potenziale dall’integrazione degli outputs O.2 e O.3

O.5. Analisi (report) delle dinamiche di trasporto e delle principali sorgenti dei fenomeni di degrado/inquinamento identificabili con l’osservazione satellitare

O.6. Analisi (report) delle dinamiche di trasporto dei sedimenti rilasciati alla foce dai principali fiumi lucani in occasione di eventi meteorici estremi

O.7. Calibrazione e analisi di sensibilità dei prodotti satellitari a partire dalle misure effettuate in situ e da aereo con tecniche tradizionali (campionamenti) e con sensori iper-spettrali.

Il litorale ionico lucano è sede di attività turistiche e commerciali di sempre maggiore rilievo che dipendono fortemente dalla nostra capacità di salvaguardare la qualità dell’ambiente naturale e, in particolare, di quello marino costiero. Il progetto permetterà alla Regione Basilicata di dotarsi di strumenti satellitari avanzati per lo studio ed il monitoraggio dello stato della qualità delle acque in tale area. Gli impatti attesi riguardano non solo l’accrescimento delle conoscenze sull’evoluzione storica dei principali casi di degrado, ma anche la possibilità di dotarsi di strumenti efficaci e sostenibili nel tempo, per il controllo continuo (con aggiornamenti da poche ore a pochi minuti) del territorio costiero a supporto delle attività di difesa e/o mitigazione del danno, a vantaggio dei cittadini e della qualità dell’offerta turistica locale.