EO4TIP: Una nova metodologia d’observació de la Terra per millorar l’anticipació als canvis abruptes i reduir els riscos ambientals

El nostre planeta presenta un comportament que desafia l’expectativa de canvis suaus, predictibles i reversibles amb la realitat de canvis sobtats, inesperats i potencialment irreversibles a causa de les variacions climàtiques, les pressions antropogèniques i els processos de degradació. Els punts d’inflexió (PI) i els canvis abruptes en el sistema terrestre representen, possiblement, el risc més significatiu en un món en transformació, ja que amenacen el medi ambient, la societat i l’economia. La identificació, el seguiment i l’anàlisi d’aquests fenòmens són crucials per impulsar estratègies d’adaptació i mitigació.

En aquest context, sorgeix el projecte EO4TIP (pel seu nom en anglès, Earth Observation in a changing world threatened by Tipping Points), el qual pretén avançar cap a un nou paradigma d’Observació de la Terra (OT), anomenat Teledetecció v3.0 (Remote Sensing v3.0). El projecte desenvolupa metodologies per detectar, monitorar i analitzar punts d’inflexió i canvis abruptes amb missions satel·litàries passades, actuals i futures, i posa les bases d’un sistema de monitoratge especialment útil a escala local i regional. A més, promou nous conceptes instrumentals per millorar el seguiment espacial i reforça la sensibilització sobre la importància d’aquest tipus de monitoratge entre la comunitat científica, els agents implicats i la societat.

L’aportació de l’equip de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) es centra en l’explotació de dades d’Observació de la Terra d’alta resolució, especialment de radar d’obertura sintètica (SAR, per les sigles en anglès), així com la seva aplicació a entorns terrestres. Es tracta d’una tecnologia de teledetecció activa que genera imatges de la superfície terrestre mitjançant ones de ràdio emeses des de satèl·lits o avions. A diferència dels sensors òptics, el SAR pot operar tant de dia com de nit i en qualsevol condició meteorològica, i aporta informació rellevant sobre les propietats físiques del terreny. Aquestes capacitats permeten analitzar dinàmiques de canvi ràpid en la component terrestre del sistema Terra, com ara la humitat del sòl, l’estat dels cultius, la desforestació, la degradació dels ecosistemes, les inundacions, els incendis, les esllavissades o les deformacions del terreny. També és útil en aplicacions marines, com el seguiment de l’onatge, el gel marí o els vents oceànics.

En el marc del projecte, la UPC treballarà per aprofitar millor la capacitat multiescala del SAR, encara infrautilitzada en molts àmbits, i en combinar-la amb la radiometria en banda L. Aquesta tècnica de teledetecció passiva mesura la radiació natural en microones emesa per la superfície terrestre en una determinada banda de freqüència, i és especialment adequada per estimar variables que altres sensors capten amb més dificultat, com la humitat del sòl, el contingut d’aigua en la vegetació o la salinitat superficial del mar.

La integració de dades SAR i de radiometria en banda L ha de permetre obtenir estimacions més robustes de variables terrestres i millorar el monitoratge de processos ambientals complexos. Això obre noves oportunitats en àmbits com l’anàlisi de riscos naturals, la detecció de processos de degradació ecològica o l’estudi de la interacció entre sòl, vegetació i territori.

En paral·lel, la UPC també explorarà la relació entre el Contingut Total d’Electrons de l’ionosfera derivat de SMOS i l’activitat sísmica, amb l’objectiu d’avançar en nous conceptes d’observació i anticipació de fenòmens abruptes.

Aquesta línia de treball es recolza en una trajectòria consolidada de col·laboració entre el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) i la UPC en el marc del Barcelona Expert Center, iniciada al voltant de la missió SMOS. Aquesta experiència conjunta ha permès evolucionar des de productes fonamentals, com la salinitat superficial del mar o la humitat del sòl, cap a productes de més valor afegit, com la concentració de gel marí, l’índex de risc d’incendis o els vents vectorials oceànics.

Pressupost i finançament

EO4TIP és un projecte competitiu finançat per l’Agencia Estatal de Investigación, en el marc del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023, dins del Programa Estatal para Impulsar la Investigación Científico-Técnica y su Transferencia i del Subprograma Estatal de Generación de Conocimiento (PID2023-149659OB-C22). El projecte es desenvolupa en consorci amb el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), a través de l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), amb un pressupost conjunt de 414.000 €. Té una durada de 3 anys (setembre de 2024 - desembre de 2027).