Osservazione del mare e sviluppo di servizi operativi

Linea di ricerca:

Servizi osservativi e operativi per il monitoraggio di variabili oceaniche fisiche, chimiche e biologiche essenziali (EOVs) e per la valutazione dei rischi

Le competenze di ISMAR nell’ambito dell’Osservazione della Terra (OT) includono sia una componente di  telerilevamento da satellite, sia una componente in situ multidisciplinare, che contribuiscono in modo complementare e trasversale al raggiungimento degli obiettivi scientifici prioritari dell’Istituto. Le attività OT di ISMAR sono allineate con le sfide fondamentali definite a livello Europeo e internazionale, finalizzate all’avanzamento delle conoscenze di base sui meccanismi che regolano il clima del sistema Terra e il funzionamento degli ecosistemi marini, alla definizione e sviluppo di politiche innovative per lo sfruttamento sostenibile delle risorse marine, la protezione dell’ambiente e la gestione dello spazio marino, alla mitigazione dei rischi associati alle attività umane e dei cambiamenti globali. La strategia di ISMAR segue dunque i principi definiti dal GEO (Group on Earth Observations), il cui obiettivo primario è la costruzione di un sistema di sistemi globale (Global Earth Observation System of Systems, GEOSS) che sia in grado di produrre e analizzare le informazioni necessarie in supporto ai processi decisionali e all’avanzamento delle conoscenze per una varietà di utenti istituzionali, scientifici e privati. A livello europeo, il contributo maggiore a GEOSS è chiaramente rappresentato dal Programma Copernicus, cui ISMAR contribuisce in modo sostanziale.

Le priorità di ISMAR nell’ambito dell’Osservazione del Mare dovranno ovviamente essere continuamente aggiornate nell’ottica di rafforzare il proprio ruolo non solo in Copernicus, ma in tutti programmi e in tutte le reti osservative cui ISMAR già partecipa (SeadataNet, Seadatacloud, EMODnet, Jerico, EuroGOOS, IODP, GEBCO, CoCoNet, ESFRI), tenendo conto delle iniziative più rilevanti a livello europeo, incluse le Joint Programming Initiatives sul clima (JPI Climate), sugli ocean (JPI Oceans), sull’ acqua (JPI Water).

In questo contesto generale, “Decade of Ocean Science for Sustainable Development”, che partirà nel 2021, rappresenterà una opportunità unica per rafforzare le componenti osservative in supporto al raggiungimento degli obiettivi fissati dalla “2030 Agenda for Sustainable Development”. Per il ragiungimento di tale obiettivo l’IOC General Assembly a luglio di quest’anno ha approvato la nuova “GOOS Strategy for 2030”, documento che defisce gli obiettivi e il piano implementativo per l’osservazione degli oceani da realizzare nel prossimo decennio. Questo documento strategico, alla cui stesura il GOOS Steering Group e i GOOS Physical, Biogeochemical e Biological Panels hanno lavorato per oltre 5 anni, identifica quali sono le Variabili Oceaniche Essenziali (EOVs) e i requisiti di misura di ciascuna delle EOVs. L’ Ocean Decade rappresenterà una occasione unica per sviluppare nuove linee di ricerca e tecnologie osservative innovative e per rafforzare ulteriormente le collaborazioni internazionali di ISMAR e contribuire al GOOS  implementation plan.

Le strategie di ISMAR per l’Osservazione della terra saranno allineate al GOOS Strategy e dovranno anche rispondere alle priorità  dei settori marini e marittimi del Mediterraneo, individuate nell’ambito dell’iniziativa BLUEMED e della relativa Coordination Support Action (BLUEMED-CSA), coordinata dal DSSTTA. Nello specifico, si dovrà tenere conto dei fattori critici individuati e dettagliati nel BLUEMED Italian White Paper (BLUEMED, 2018), che riconosce un ruolo fondamentale alle osservazioni per la definizione di strategie di sviluppo sostenibili ed una efficace gestione dell’ambiente marino nel Mediterraneo. Le azioni specifiche indicate da BLUEMED includono: la riduzione della frammentazione e la semplificazione dell’accesso ai dati (secondo il paradigma Open data, Open Science, Open innovation) che permettano lo sviluppo di strumenti innovativi per le analisi multidisciplinari (anche tenendo conto dei notevoli avanzamenti nel campo dell’analisi di “big data”); l’ottimizzazione e il mantenimento a lungo termine dei sistemi osservativi esistenti, nonché lo sviluppo di sistemi osservativi “aumentati” (includendo nuovi parametri e nuova strumentazione). In effetti, le azioni comuni riguardo a questo secondo punto (sia a livello europeo che a livello nazionale) sono ancora piuttosto limitate, e basate sull’assunzione erronea che l’acquisizione di osservazioni marine sia già pienamente garantita. Le infrastrutture di ricerca ESFRI, quali ad esempio Euro-Argo, EMSO (European Multidisciplinary Seafloor and water-column Observatory), ICOS (Ocean Thematic Centre of Integrated Carbon Observation System), EMBRC (European Marine Biological Resource Centre), non sono in grado di garantire a lungo termine neppure le misure di tutte le variabili fisiche essenziali (physical EOVs). Come più volte richiamato, le capacità osservative in mare aperto di ISMAR sono poi chiaramente limitate dalla mancanza, a livello nazionale, di un mezzo navale adeguato al campionamento nel bacino Mediterraneo. Di fatto, anche l’iniziativa congiunta dello European Marine Board e di EuroGOOS (European Global Ocean Observing System) di lanciare il futuro “European Ocean Observing System” (EOOS) avrà principalmente un ruolo di coordinamento, così come per il Mediterranean Operational Network for the Global Ocean Observing System (MONGOOS), che rappresenta la componente mediterranea (Regional Alliance) del Global Ocean Observing System.

Le sfide fondamentali che ISMAR si troverà ad affrontare nei prossimi anni, per quanto riguarda l’Osservazione del mare, saranno dunque:

• Il consolidamento e rafforzamento della posizione di ISMAR nei programmi nazionali e internazionali di Osservazione della Terra, massimizzando l’impatto del recente aumento nel numero di servizi e contratti cui ISMAR partecipa anche con ruoli di coordinamento, e stimolando e supportando la preparazione di nuovi progetti finalizzati allo sviluppo di nuovi prodotti osservativi, sfruttando tutti i canali di finanziamento disponibili (es. Open Call ESA, H2020, ASI) e nell’ottica della futura Ocean Decade e della GOOS Strategy.
• Il mantenimento e l’evoluzione della rete osservativa in situ di ISMAR e l’integrazione dei dati ISMAR in banche date Open. Lo sviluppo di un programma nazionale “Copernicus Mirror”, attualmente in fase di definizione, potrà solo in parte rappresentare uno strumento per superare alcune delle difficoltà fin qui richiamate, altre fonti di finanziamento dovranno essere individuate analizzando le potenzialità e le criticità di ciascun sito.
• Lo  sviluppo  di  metodologie  di  processamento  e  analisi  delle  osservazioni  che permettano di sfruttare appieno le potenzialità dei database esistenti e la disponibilità di strumenti avanzati di calcolo e di analisi (ad es. machine learning, big data analytics).