Monitoraggio estremo in Artico con la stazione meteo di LSI LASTEM
Nel campo della ricerca ambientale, il monitoraggio meteorologico e dei gas serra è fondamentale per comprendere i cambiamenti climatici globali. Recentemente, LSI LASTEM ha fornito una complessa stazione di monitoraggio che integra misure di gas serra a dati meteoclimatici all’Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR per un ambizioso progetto di ricerca su questi temi, da installare presso la base di ricerca CNR alle Isole Svalbard, a soli 1300 km dal Polo Nord. Il progetto, chiamato Winter-CZ (Winter Critical Zone), è finanziato dal Programma di Ricerca in Artico (PRA) INFRA (Infrastrutture di ricerca) 2021. Questo articolo esplora gli obiettivi e le modalità del progetto, sottolineando l’importanza del monitoraggio in un ambiente dalle condizioni così estreme.
Obiettivi del progetto
- Misura dei flussi di gas serra
Lo scopo del progetto è misurare le emissioni di anidride carbonica nei mesi in cui la tundra è ricoperta dal manto nevoso. Le emissioni invernali sono piccole, ma non trascurabili, e devono essere tenute in considerazione per un corretto bilancio dei flussi naturali di CO2, indispensabile per una corretta previsione degli effetti dei cambiamenti climatici. I dati di flusso, uniti alle variabili meteoclimatiche e alle informazioni sui processi microbici nel suolo, serviranno a sviluppare modelli matematici per interpretare i processi osservati. Inoltre, la nuova stazione di misura arricchisce e complementa le infrastrutture di osservazione a lungo termine già presenti e integra componenti di LSI LASTEM a sensori specifici di terzi (es. per la misura delle concentrazioni di CO2).
- Monitoraggio meteorologico
Il progetto prevede anche la misura di variabili meteoclimatiche, necessarie per l’implementazione del modello che interpreta le emissioni di CO2.
- Condivisione dei dati
I dati raccolti saranno resi disponibili attraverso il portale dei Dati Artici Italiani (IADC) e i laboratori virtuali del progetto PNRR Itineris. Questo permetterà ai ricercatori di tutto il mondo di utilizzare, confrontare ed elaborare i dati raccolti in sinergia con altre fonti, nell’ottica delle pratiche di “scienza aperta” (Open Science).
Installazione e test preliminari della stazione meteo
Prima dell’installazione alle Isole Svalbard, la stazione meteo è stata testata presso l’Orto Botanico dell’Università di Modena alle pendici del Monte Cimone, il maggiore rilievo dell’Appennino settentrionale e della regione Emilia-Romagna. Questi test preliminari hanno permesso di valutare l’affidabilità della strumentazione. Durante un mese di test presso i giardini Esperia, a circa 1500 metri di altitudine, sono stati raccolti dati preziosi che guideranno la fase successiva del progetto.
Strumentazione avanzata
La stazione meteo è dotata di due unità principali:
- Prima unità: dedicata al rilevamento dell’anidride carbonica, è dotata di sensori dedicati per misurare la concentrazione di CO2 a varie altezze. Inoltre, è equipaggiata con sensori di temperatura, che permettono di correlare la temperatura con le concentrazioni di CO2. Infine, viene misurato il contenuto d’acqua e di ossigeno del suolo. Questi dati sono importanti per correlare i flussi di CO2 con i valori di umidità nel suolo artico.
- Seconda unità: dotata di un nivometro per misurare l’altezza del manto nevoso e un anemometro per la misura del vento. Inoltre, un termo-igrometro misura temperatura e umidità dell’aria, fornendo un quadro completo delle condizioni meteorologiche.
Raccolta e trasmissione dei dati
La raccolta dei dati è gestita dal data logger Alpha Log di LSI LASTEM, che invia i dati acquisiti ogni dieci minuti tramite un cavo Ethernet. I dati sono inviati ad un server FTP gestito da IGG-CNR, da dove poi potranno essere raccolti, elaborati e condivisi.
Installazione alle Isole Svalbard
Dopo il successo dei test preliminari, la stazione meteo è stata trasferita presso la base di ricerca internazionale di Ny Ålesund, dove il CNR gestisce la base di ricerca “Dirigibile Italia”. A luglio, il team di IGG-CNR inizierà le procedure di test in sito propedeutiche all’installazione definitiva, prevista per agosto.
Foto scattate dalla Dott.ssa Giamberini Mariasilvia
Impatto e prospettive future
Questo progetto rappresenta un passo significativo nella misura dei flussi di CO2 invernali dalla tundra artica. I dati raccolti forniranno informazioni essenziali per comprendere l’effetto dei cambiamenti climatici sul bilancio naturale del carbonio e il ruolo degli ambienti artici nel bilancio globale dei gas serra. La speranza dell’IGG-CNR è che queste informazioni guidino future strategie di mitigazione del cambiamento climatico.