Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

La versatilità dei GNSS (Global Navigation Satellite Systems) e l'ampia gamma delle loro potenziali applicazioni dei è stata evidente sin dalle origini, con il lancio dei primi satelliti GPS e GLONASS, oltre 40 anni fa. Allo stato attuale sono disponibili 6 costellazioni (GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo, QZSS, NAVIC), che, oltre a consentire il posizionamento e la navigazione a diversi livelli di accuratezza (loro obiettivi primari), rivestono particolare importanza in diverse applicazioni di osservazione della Terra.

Una di queste applicazioni, denominata sismologia ionosferica, ha acquisito progressivamente importanza dopo il grande terremoto e il conseguente disastroso tsunami di Sumatra del 2004 e si è significativamente sviluppata nella scorsa decade proprio grazie alla maggior disponibilità di satelliti GNSS.
La sismologia ionosferica si occupa, pertanto, della rilevazione delle perturbazioni ionosferiche causate dai terremoti e dai conseguenti tsunami. Infatti, questi eventi (analogamente a forti esplosioni di origine naturale o antropica) innescano onde acustiche e di gravità che si propagano verticalmente nell’atmosfera e raggiungono la ionosfera, inducendo perturbazioni nel suo contenuto totale di elettroni (TEC).

Queste perturbazioni possono essere messe in evidenza grazie ad opportune metodologie di analisi dei segnali GNSS, che, se in grado di fornire informazioni a limitata latenza temporale, possono significativamente contribuire ai sistemi di early warning per gli tsunami, attualmente purtroppo ancora caratterizzati da bassa affidabilità.
La tematica ha quindi rilevante importanza di protezione civile a livello internazionale ed è stata oggetto di una risoluzione del 2015 dell’Associazione Internazionale di Geodesia e Geofisica, che ha portato alla costituzione di un gruppo di studio internazionale.

Una di queste metodologie (Total Variometric Approach), in grado di funzionare in tempo quasi-reale (con latenza di pochi minuti), è stata inventata presso l’Area di Geodesia e Geomatica della Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale, e permette di andare a caccia di tsunami con i GNSS.
 

Mattia Crespi
Area di Geodesia e Geomatica-DICEA, Scuola Superiore di Studi Avanzati - Sapienza Università di Roma

Michela Ravanelli
Area di Geodesia e Geomatica-DICEA - Sapienza Università di Roma
Institut de Physique du Globe, Université de Paris, France

Giorgio Savastano
Area di Geodesia e Geomatica-DICEA - Sapienza Università di Roma
Jet Propulsion Laboratory - NASA-Caltech, Pasadena, USA