Durante le recenti tempeste, i satelliti hanno registrato onde oceaniche alte in media quasi 20 metri, alte quanto l’Arco di Trionfo a Parigi e le più grandi mai misurate dallo spazio. Inoltre, i dati satellitari ora rivelano che le onde oceaniche agiscono come “messaggeri” delle tempeste: anche se una tempesta potrebbe non toccare mai terra, le sue onde possono percorrere grandi distanze e portare energia distruttiva fino a coste lontane. Spinte dal vento, le onde sono più potenti durante le tempeste, ma la minaccia maggiore per le coste spesso non proviene dalla tempesta stessa, ma dalle lunghe onde che trasportano l’energia delle onde ben oltre la portata della tempesta.
Queste lunghe onde si irradiano attraverso gli oceani e le loro proprietà, come il periodo d’onda o l’intervallo tra le creste, rivelano le dimensioni e la forza della tempesta. Ad esempio, un periodo di 20 secondi significa che un’onda di grandi dimensioni arriva ogni 20 secondi.
Per gettare nuova luce sulle onde di tempesta e sulle onde oceaniche, un team di ricerca ha combinato i dati del relativamente nuovo satellite franco-statunitense SWOT con i dati decennali del progetto CCI Sea State, che includono misurazioni risalenti al 1991. Questo record unisce i dati di satelliti come SARAL, Jason-3, Copernicus Sentinel-3A e -3B, Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich, CryoSat e CFOSAT.
Guidato da Fabrice Ardhuin, del Laboratorio di Oceanografia Fisica e Spaziale in Francia, il team non solo ha confermato la natura eccezionale delle tempeste nel 2023 e nel 2024, ma si è anche concentrato sull’entità delle onde in aree oceaniche remote.
Lo studio
Il team ha analizzato i dati SWOT raccolti il 21 dicembre 2024 durante il picco della tempesta Eddie, la più grande tempesta in termini di altezza media delle onde dell’ultimo decennio, e ha generato un nuovo record di altezza delle onde di quasi 20 metri in mare aperto.
Oltre a misurare l’altezza delle onde, il team è stato in grado di tracciare l’onda della tempesta che si irradiava su 24.000km di oceano, dal Pacifico settentrionale attraverso il Passaggio di Drake fino all’Atlantico tropicale, tra il 21 dicembre 2024 e il 6 gennaio 2025.
Le nuove scoperte del team, pubblicate di recente sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, sono le prime a offrire osservazioni dirette per convalidare i modelli numerici delle onde in condizioni estreme, correggendo i calcoli esistenti sull’energia delle onde.
I risultati del modello tratti dal set di dati del progetto CCI Sea State sono strettamente correlati alle misurazioni satellitari. Questo si evince dal confronto dei risultati tra diverse missioni e dall’utilizzo delle immagini SWOT per stimare i periodi.
Queste informazioni potrebbero contribuire a proteggere le comunità costiere e le infrastrutture marine alla luce del cambiamento climatico.
Nuove informazioni sull’energia delle onde
Gli scienziati hanno a lungo creduto che le onde oceaniche molto lunghe trasportassero notevoli quantità di energia durante la loro propagazione attraverso i bacini oceanici, ma queste nuove scoperte dimostrano anche che il contenuto energetico di tali onde è stato sistematicamente sovrastimato. Ciò significa che più energia del previsto è in realtà concentrata nelle onde di tempesta dominanti, piuttosto che essere distribuita tra le onde più lunghe.
I modelli mostrano che le onde più alte degli ultimi 34 anni si sono verificate nel gennaio 2014, quando la tempesta atlantica Hercules ha prodotto onde di 23 metri che hanno causato gravi danni dal Marocco all’Irlanda.
Il Dott. Ardhuin ha affermato: “il nostro prossimo passo è collegare i risultati al cambiamento climatico. Lo verificheremo con la modellazione. Ora siamo in grado di monitorare l’andamento dell’intensità delle tempeste nel tempo. Il cambiamento climatico può essere un fattore determinante, ma non è l’unico. Sulla costa, ad esempio, anche le condizioni del fondale marino modellano le onde, e queste tempeste molto grandi sono rare – si verificano circa una volta ogni dieci anni – il che rende difficile dimostrare l’andamento”.
Il valore della combinazione dei dati
SWOT combina l’altimetria radar tradizionale con l’imaging a banda larga per misurare l’altezza, la lunghezza e la direzione delle onde. Queste misurazioni aiutano a individuare l’origine delle onde e a catturare onde di profondità fino a 3cm, rivelando lunghezze d’onda fino a 1400 metri, che altri sensori satellitari spesso non rilevano. Questo intervallo di lunghezze d’onda è stato applicato ai dati raccolti dai satelliti sviluppati dall’ESA.
Una visione più completa dell’energia attraverso le lunghezze d’onda mostra che le onde molto lunghe trasportano meno energia di quanto si pensi, mentre una maggiore energia si concentra nelle onde di picco dominanti. Sebbene queste onde rimangano distruttive, la loro vera dinamica energetica è ora meglio compresa. È come un pugile che, invece di sferrare molti pugni deboli, concentra la sua potenza in pochi pugni potenti.
Copernicus Sentinel-6
Nello studio sono stati utilizzati i dati della missione Copernicus Sentinel-6. La missione comprende due satelliti identici: il primo, Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich, lanciato il 21 novembre 2020, e il secondo, Copernicus Sentinel-6B, il cui lancio è previsto tra poche settimane.
Sebbene la missione sia attualmente la missione di riferimento per monitorare l’innalzamento del livello del mare, fornisce anche dati per applicazioni pratiche “operative”. Ad esempio, la missione misura l’altezza significativa delle onde e la velocità del vento, dati utilizzati per le previsioni oceaniche quasi in tempo reale.