La NASA si sforza di esplorare lo spazio e di espandere la nostra comprensione del nostro Sistema Solare e oltre. Ma rivolgono anche i loro occhi acuti sulla Terra nel tentativo di capire come sta andando il nostro pianeta. Ora stanno rilasciando una nuova immagine composita della Terra di notte, la prima dal 2012.
Ci siamo abituati a vedere questo tipo di immagini nei nostri feed di social media, in particolare le viste notturne della Terra dal Stazione Spaziale Internazionale . Ma questa nuova immagine è molto di più. Fa parte di un intero progetto che consentirà agli scienziati, e al resto di noi, di studiare la Terra di notte con dettagli senza precedenti.
Le visioni notturne della Terra esistono da circa 25 anni, di solito prodotte a diversi anni di distanza. Il confronto di queste immagini mostra chiaramente come gli umani stanno cambiando il volto del pianeta. Gli scienziati hanno perfezionato l'imaging nel corso degli anni, producendo immagini migliori e più dettagliate.
Il team dietro questo è guidato da Miguel Román della NASA Centro di volo spaziale Goddard . Hanno analizzato i dati e lavorato su nuovi software e algoritmi per migliorare la qualità, la chiarezza e la disponibilità delle immagini.
Questo nuovo lavoro nasce da una collaborazione tra la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e la NASA. Nel 2011, la NASA e la NOAA hanno lanciato un satellite chiamato Suomi National Polar-Orbiting Partnership satellite (NPP). Lo strumento chiave su quel satellite è il Suite di radiometri per immagini a infrarossi visibili (VIIRS), un'attrezzatura da 275 kg che rappresenta un grande passo avanti nell'osservazione della Terra.
VIIRS rileva i fotoni di luce in 22 diverse lunghezze d'onda. È il primo strumento satellitare a effettuare misurazioni quantitative delle emissioni e dei riflessi luminosi, che consente ai ricercatori di distinguere l'intensità, i tipi e le sorgenti delle luci notturne nell'arco di diversi anni.
Immagine composita degli Stati Uniti centro-atlantici e nordorientali di notte, 2016.
Crediti: immagini dell'Osservatorio della Terra della NASA di Joshua Stevens, utilizzando i dati Suomi NPP VIIRS di Miguel Román, Goddard Space Flight Center della NASA
La produzione di questo tipo di mappe è impegnativa. I dati grezzi della centrale nucleare SUOMI e del suo strumento VIIRS devono essere abilmente manipolati per ottenere queste immagini. La sfida principale è la Luna stessa.
Mentre la Luna attraversa le sue diverse fasi, la quantità di luce che colpisce la Terra cambia costantemente. Questi cambiamenti sono prevedibili, ma devono ancora essere presi in considerazione. Devono essere gestiti anche altri fattori, come la vegetazione stagionale, le nuvole, gli aerosol e la copertura di neve e ghiaccio. Anche altri cambiamenti nell'atmosfera, sebbene deboli, influenzano l'esito. Fenomeni come le aurore cambiano il modo in cui la luce viene osservata in diverse parti del mondo.
Le mappe appena rilasciate sono state create dai dati durante tutto l'anno e il team ha sviluppato algoritmi e codice che hanno selezionato le viste notturne più nitide ogni mese, combinando infine dati senza luce lunare e corretti per luce lunare.
Una scintillante mappa notturna dell'Europa. Sembra che ci sia un concerto dei Kraftwerk a Dusseldorf! Immagini dell'Osservatorio della Terra della NASA di Joshua Stevens, utilizzando i dati Suomi NPP VIIRS di Miguel Román, Goddard Space Flight Center della NASA
Il satellite SUOMI NPP si trova in un'orbita polare e osserva il pianeta in strisce verticali larghe circa 3.000 km. Con il suo strumento VIIRS, fotografa quasi ogni luogo sulla superficie della Terra, ogni giorno. Il sensore di scarsa illuminazione VIIRS ha una risoluzione spaziale sei volte migliore per distinguere le luci notturne e una risoluzione complessiva 250 volte migliore rispetto ai satelliti precedenti.
Cosa significano tutti quei numeri? Il team spera che le loro nuove tecniche, combinate con la potenza del VIIRS, creeranno immagini con una risoluzione straordinaria: la capacità di distinguere un singolo lampione stradale, o una barca da pesca, ovunque sulla superficie della Terra.
Immagine composita del fiume Nilo e della regione circostante di notte, 2016.
Crediti: immagini dell'Osservatorio della Terra della NASA di Joshua Stevens, utilizzando i dati Suomi NPP VIIRS di Miguel Román, Goddard Space Flight Center della NASA
Oltre a stimolare la riflessione per il resto di noi, queste immagini della Terra notturna hanno vantaggi pratici per ricercatori e pianificatori.
'Grazie a VIIRS, ora possiamo monitorare i cambiamenti a breve termine causati da disturbi nell'erogazione di energia, come conflitti, tempeste, terremoti e cali di tensione', ha affermato Román. “Possiamo monitorare i cambiamenti ciclici guidati da attività umane ricorrenti come l'illuminazione natalizia e le migrazioni stagionali. Possiamo anche monitorare i cambiamenti graduali guidati dall'urbanizzazione, dall'emigrazione, dai cambiamenti economici e dall'elettrificazione. Il fatto che possiamo tenere traccia di tutti questi diversi aspetti nel cuore di ciò che definisce una città è semplicemente sbalorditivo'.
Queste tre immagini composite forniscono viste notturne della Terra a tutto emisfero. Le nuvole e il riflesso del sole - aggiunti qui per effetto estetico - sono derivati dalla superficie terrestre dello strumento MODIS e dai prodotti di copertura nuvolosa.
Crediti: immagini dell'Osservatorio della Terra della NASA di Joshua Stevens, utilizzando i dati Suomi NPP VIIRS di Miguel Román, Goddard Space Flight Center della NASA
Queste mappe della Terra notturna sono uno strumento potente. Ma l'ultimo sviluppo cambierà le regole del gioco: Román e il suo team mirano a fornire viste giornaliere e ad alta definizione della Terra di notte. Gli aggiornamenti quotidiani consentiranno il monitoraggio in tempo reale dei cambiamenti sulla superficie terrestre in un modo mai prima possibile.
Forse la cosa migliore di queste imminenti mappe luminose notturne giornaliere è che saranno disponibili pubblicamente. Il satellite SUOMI NPP non è militare e i suoi dati non sono classificati in alcun modo. Sperano di avere queste immagini giornaliere disponibili entro la fine dell'anno. Una volta che le nuove mappe luminose giornaliere della Terra saranno disponibili, sarà un altro potente strumento nelle mani di ricercatori e pianificatori, e del resto di noi.
Queste mappe si uniranno ad altri sforzi come NASA-EOSDIS Worldview . Worldview è uno strumento di dati affascinante e facile da usare a cui chiunque può accedere. Consente agli utenti di guardare le immagini satellitari della Terra con livelli selezionati dall'utente per cose come polvere, fumo, correnti d'aria, incendi e tempeste. È uno strumento potente che può cambiare il modo in cui comprendi il mondo.