SM2RAIN rappresenta un rivoluzionario sistema di valutazione delle precipitazioni fondato sull’analisi dell’acqua presente al suolo. Questo innovativo approccio considera il suolo come un vasto pluviometro naturale, valutando le fluttuazioni nella quantità di acqua nel terreno per stimare la pioggia caduta, seguendo un approccio “bottom-up”
Redazione
Dal punto di vista tecnico, SM2RAIN si riferisce all’inversione dell’equazione di bilancio idrologico del suolo, un calcolo che determina la distribuzione delle precipitazioni tra infiltrazione, evapotraspirazione e deflusso. L’inversione analitica di questa equazione offre un metodo semplice ed efficace per stimare la quantità di pioggia.
SM2RAIN può essere utilizzato con dati satellitari, approfittando dei vari prodotti di umidità del suolo forniti da sensori satellitari come ASCAT, SMOS, SMAP e AMSR2. Questo approccio presenta il vantaggio di ottenere stime di pioggia anche in aree prive di pluviometri tradizionali per la misura della pioggia al suolo.
Le potenziali applicazioni di SM2RAIN si estendono a settori quali l’idrologia, la meteorologia, la geomorfologia e l’agricoltura. In collaborazione con ricercatori italiani e internazionali, sono in corso quattro nuovi progetti di ricerca finanziati da entità come l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), EUMETSAT, la NASA e il sistema nazionale della Protezione Civile (DPC, Centro Funzionale della Regione dell’Umbria) per esplorare nuove applicazioni di SM2RAIN. Presso l’Istituto, SM2RAIN viene utilizzato per la previsione di eventi idrologici estremi, come piene fluviali e frane, che sono di notevole interesse per il territorio italiano.
Il primo dataset globale di stime di pioggia ottenuto mediante l’applicazione di SM2RAIN a dati satellitari è liberamente accessibile sul sito web, insieme al codice Matlab® che implementa l’algoritmo SM2RAIN. Ciò consente agli interessati di testare l’algoritmo in diversi contesti scientifici e applicativi.
Dall’articolo pubblicato sulla rivista Geophysical Research Letters nel 2013, abbiamo condotto una serie di test su SM2RAIN utilizzando dati di umidità del suolo sia satellitari (a scala globale e regionale) che a terra (in Europa e in Italia). La stima delle precipitazioni mediante l’approccio “bottom up” di SM2RAIN si è dimostrata notevolmente accurata, superando le tecniche tradizionali satellitari basate sull’approccio “top down”, come evidenziato nelle immagini nella galleria sottostante.
Integrando gli approcci “bottom up” (SM2RAIN) e “top down” (tradizionale), abbiamo ottenuto risultati straordinari. In particolare, in Italia, la correlazione mediana tra i dati di pioggia osservati al suolo e quelli stimati tramite satellite è risultata pari a 0,80 su scala giornaliera. Unendo le misurazioni di pioggia effettuate a terra con le stime di pioggia derivate dalle misurazioni di umidità del suolo mediante SM2RAIN, siamo riusciti a migliorare le capacità predictive e di previsione in merito a inondazioni e frane.