Migliorare la comprensione dell’interazione tra ciclo del carbonio terrestre e cambiamenti ambientali è un elemento fondamentale nell’avanzamento della scienza del clima. Una nuova ricerca in questo campo, che coinvolge la ricercatrice del CMCC Manuela Balzarolo, analizza i modelli basati sul telerilevamento per la produzione primaria lorda nelle piante, sia da un punto di vista teorico che empirico, al fine di ottenere risultati più accurati.

La produttività primaria lorda (PPL) nelle piante – ossia la quantità di biomassa totale prodotta attraverso i processi di sintetizzazione (e.g. fotosintesi) in un dato intervallo di tempo, per unità di superficie – è essenziale per la vita sulla Terra, poiché rappresenta la principale fonte di carbonio per gli ecosistemi terrestri.

Il modo in cui monitoriamo e quantifichiamo questi processi costituisce un’area di forte interesse scientifico. Le tecnologie di telerilevamento offrono uno strumento potente per monitorare e analizzare i modelli e le tendenze della PPL a livello globale. Tuttavia, molti modelli attuali basati sul telerilevamento per la PPL mancano di solidi fondamenti teorici o empirici; spesso sono in conflitto tra loro e stanno diventando sempre più complessi senza un corrispondente miglioramento in termini di accuratezza.

Un nuovo articolo, pubblicato sulla rivista Nature Reviews Earth and Environment da un gruppo di ricercatori di istituti leader a livello mondiale, tra cui Manuela Balzarolo del CMCC, affronta le sfide legate al miglioramento della robustezza e dell’affidabilità dei modelli basati sul telerilevamento, proponendo al contempo una nuova generazione di modelli più affidabili per la PPL.

“Lo studio si concentra su diversi principi per lo sviluppo di modelli di nuova generazione basati sul telerilevamento, sostenendo che i modelli dovrebbero utilizzare più dati di input da telerilevamento e adottare rappresentazioni universali dei processi ecosistemici per evitare barriere artificiali tra i tipi funzionali di piante,” afferma Balzarolo, co-autrice dello studio, che suggerisce inoltre che la propagazione delle incertezze nei dati di input e nei modelli dovrebbe essere approfondita per descrivere l’incertezza nelle simulazioni.

L’articolo è stato sviluppato durante il progetto Terra-P dell’ESA, guidato dal rinomato ecologo dell’Imperial College London Colin Prentice, per l’applicazione di nuovi approcci al monitoraggio satellitare della produzione primaria nella ricerca sul ciclo globale del carbonio.
“Grazie al contributo a questa ricerca pubblicata in Nature Reviews Earth and Environment, ho iniziato a pensare a idee innovative per la modellizzazione del carbonio che non erano ancora state sviluppate,” afferma Balzarolo. “Queste idee hanno poi preso forma nel progetto Horizon CONCERTO, che guiderò a partire da gennaio 2025, collaborando con Colin Prentice e molti altri partner di Terra-P.”

Il miglioramento dell’affidabilità delle stime della PPL e della produzione di biomassa, grazie ai progressi nella tecnologia e nella disponibilità di dati, migliora la comprensione del ciclo del carbonio terrestre e gli effetti del cambiamento climatico.

Per maggiori informazioni:
 Prentice, I.C., Balzarolo, M., Bloomfield, K.J. et al. Principles for satellite monitoring of vegetation carbon uptake. Nat Rev Earth Environ 5, 818–832 (2024). https://doi.org/10.1038/s43017-024-00601-6