Sostenere l’elaborazione delle politiche con la scienza: un decennio di servizi Copernicus presso l’EC

 

(Analisi CAMS (che combina modello e osservazioni) della profondità ottica dell'aerosol di materia organica su Canada, Nord Atlantico ed Europa l'8 giugno 2025.  

Credito:  Unione Europea, Copernicus Atmosphere Monitoring Service/ECMWF )

 

Nell'ultimo decennio, Copernicus è stato all'avanguardia nell'Osservazione della Terra (EO), fornendo un flusso costante di dati di alta qualità a supporto di politiche basate su dati concreti e consentendo decisioni informate sia nel settore pubblico che in quello privato. 

Ha contribuito a orientare iniziative per l'azione per il clima, a definire strategie per la qualità dell'aria e a migliorare la salute pubblica e il benessere socioeconomico in tutta Europa. Questo ruolo è stato sintetizzato in una pubblicazione fondamentale del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (ECMWF), " Dieci anni di Copernicus all'ECMWF ".

Il rapporto, pubblicato in occasione del 50° anniversario dell'ECMWF, illustra come il centro implementa e fornisce due servizi fondamentali di Copernicus, il Copernicus Climate Change Service (C3S) e il Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS), evidenziandone il contributo costante alla scienza, alla politica e alla società. In questo Observer, esaminiamo come CAMS e C3S abbiano contribuito a supportare l'elaborazione delle politiche in oltre un decennio di implementazione da parte dell'ECMWF.

CAMS: monitoraggio dell'atmosfera europea e sostegno alla politica per l'aria pulita

CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) è diventato una risorsa essenziale per il monitoraggio della qualità dell'aria e della composizione atmosferica, utilizzando sistemi di modellizzazione sia regionali che globali per fornire previsioni quasi in tempo reale. Fornisce informazioni sulla concentrazione, la distribuzione e l'evoluzione degli inquinanti e dei gas serra (GHG) nell'atmosfera, nonché sugli inventari delle emissioni, sui livelli di irradianza solare e sulle variabili che influenzano il clima . 

Il servizio raggiunge questo obiettivo combinando osservazioni satellitari e misurazioni in situ. Questi input sono integrati nei sistemi di modellizzazione CAMS per mappare e prevedere la concentrazione e la distribuzione di vari inquinanti atmosferici a scala globale, regionale ed europea. 

Il sistema di previsione integrato per la composizione atmosferica dell'ECMWF (IFS-COMPO ) copre l'intero globo, mentre un insieme di 11 modelli regionali europei di trasporto chimico viene utilizzato per valutare la qualità dell'aria in Europa. Gli inquinanti atmosferici considerati includono gas reattivi, come ozono, biossido di azoto, biossido di zolfo e composti organici volatili, e aerosol tra cui solfati, materia organica, carbonio nero, polvere del deserto e sali marini.

I dati EO vengono utilizzati anche per monitorare le emissioni derivanti da incendi boschivi ed eruzioni vulcaniche. 

A tal fine, il CAMS Global Fire Assimilation System (GFAS) stima i flussi di emissione di composti di carbonio, particolato (PM) e altri inquinanti atmosferici correlati agli incendi sulla base di osservazioni satellitari quasi in tempo reale della potenza radiativa degli incendi. Tra la fine di maggio e l'inizio di giugno 2025, ad esempio, CAMS ha monitorato le emissioni degli incendi boschivi canadesi e ha tracciato i pennacchi risultanti mentre attraversavano l'Oceano Atlantico settentrionale, dove sono stati osservati sopra l'Europa.

Sebbene eventi così estremi evidenzino la capacità del CAMS di monitorare l'inquinamento transfrontaliero in tempo reale, il suo ruolo è altrettanto vitale nel supportare gli sforzi politici a lungo termine per affrontare le persistenti sfide della qualità dell'aria in Europa. 

L'inquinamento atmosferico rimane un importante problema di salute pubblica in Europa, causando problemi di salute e morti premature. 

Gli sforzi per migliorare la qualità dell'aria in Europa sono plasmati dalla legislazione dell'Unione Europea, recentemente aggiornata attraverso la nuova Direttiva sulla qualità dell'aria ambiente (UE/2024/2881), adottata nel novembre 2024. 

La direttiva stabilisce soglie giuridicamente vincolanti per le concentrazioni dei principali inquinanti atmosferici esterni che incidono sulla salute umana, tra cui PM10, PM2,5, ozono (O3) e biossido di azoto (NO2). 

Per garantire la conformità, i paesi devono valutare dove le concentrazioni di inquinanti atmosferici superano i limiti di legge e determinarne le fonti. Ad esempio, devono identificare se gli inquinanti provengono da fonti locali, nazionali o internazionali e se sono causati da eventi naturali come polveri o incendi boschivi, o da attività umane come l'industria, il riscaldamento residenziale, l'agricoltura o i trasporti. 

In questo contesto, CAMS svolge un ruolo importante, fornendo ai decisori incaricati di progettare e implementare strategie di mitigazione previsioni sull'inquinamento atmosferico e analisi dei principali fattori che influenzano l'evoluzione delle concentrazioni di inquinanti atmosferici in Europa. Queste risorse, disponibili gratuitamente sulla pagina web del prodotto CAMS Policy , offrono agli stakeholder europei l'accesso a una vasta gamma di diagnosi, prodotti, servizi e report.

La nuova direttiva sulla qualità dell'aria ambiente incoraggia gli Stati membri a sfruttare strumenti di modellazione per interpretare e valutare meglio la distribuzione spaziale delle concentrazioni di inquinanti atmosferici. In particolare, la direttiva fa esplicito riferimento all'utilizzo di dati ad accesso aperto provenienti da CAMS, riconoscendo i vantaggi dei prodotti personalizzati del servizio che ne supportano efficacemente l'attuazione, tra cui: Valutazioni annuali della qualità dell'aria e rapporti sugli episodi di inquinamento atmosferico per l'Europa

Previsioni europee e globali sugli inquinanti

" Negli ultimi dieci anni, sotto la guida dell'ECMWF, CAMS ha supportato i decisori politici con spunti per contribuire ad affrontare il problema dell'inquinamento atmosferico e salvaguardare la salute pubblica in tutta Europa. Fornendo dati e previsioni di alta qualità e ad accesso aperto, aiutiamo le autorità a prendere decisioni informate basate su prove scientifiche. " Laurence Rouil, Direttore di CAMS

C3S: un decennio di dati affidabili per promuovere azioni e politiche sul clima

L'ECMWF ha implementato il C3S (Copernicus Climate Change Service)  nell'ultimo decennio, fornendo approfondimenti sulle principali tendenze climatiche e raggiungendo traguardi importanti nella fornitura e nell'analisi dei dati. 

Il suo lavoro supporta gli sforzi internazionali, come l' Accordo di Parigi , e contribuisce in modo significativo al raggiungimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (OSS) delle Nazioni Unite . In quanto risorsa riconosciuta a livello internazionale, i dati del C3S sono diventati un pilastro per l'analisi climatica e il processo decisionale basato sull'evidenza. Nel suo discorso del 2024, " Il momento della verità ", il Segretario generale delle Nazioni Unite António Guterres ha citato i dati del C3S per sottolineare l'entità della crisi climatica e l'urgenza di agire immediatamente.

Una delle pubblicazioni di punta del C3S, il rapporto sullo stato del clima in Europa , viene pubblicato annualmente in collaborazione con l' Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM) , fornendo una valutazione completa e autorevole delle tendenze climatiche in Europa e nell'Artico. Ciò include una Galleria grafica con oltre 130 grafici e infografiche scaricabili su temperatura, precipitazioni, inondazioni, incendi boschivi e altri indicatori climatici, nonché iniziative per l'azione sul clima in tutta Europa.

Uno dei risultati più significativi del C3S è  ERA5 , il suo set di dati di rianalisi di quinta generazione, che rappresenta una risorsa indispensabile per dati climatici tempestivi e accurati. La sua affidabilità ha portato a un'ampia adozione sia da parte della comunità scientifica, con ampie citazioni nei rapporti del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC), sia da parte dei decisori politici, con l'UE che si affida ai dati ERA5 per informare e definire le proprie politiche climatiche.

Le rianalisi e le proiezioni climatiche di C3S vengono utilizzate anche dall'European Climate Data Explorer per fornire approfondimenti su come la variabilità climatica influenzi l'offerta e la domanda di energia. Questo strumento supporta i fornitori di energia e i gestori di rete nello sviluppo di sistemi energetici in grado di adattarsi all'evoluzione delle condizioni climatiche. Attualmente, i suoi dati vengono sfruttati per creare una rete elettrica resiliente al clima in tutta Europa, in collaborazione con la Rete europea dei gestori dei sistemi di trasmissione dell'energia elettrica (ENTSO-E).

"C3S fornisce dati climatici affidabili che supportano decisioni informate sulle strategie di adattamento e mitigazione. Il nostro obiettivo è fornire a decisori politici, aziende e comunità le informazioni necessarie per rispondere efficacemente ai cambiamenti climatici". Carlo Buontempo, Direttore di C3S

Oltre alla sua rilevanza scientifica e politica, ERA5 sta anche apportando notevoli benefici economici in tutta Europa, a dimostrazione del valore più ampio dei dati C3S per la società e l'industria. Il successo di ERA5 è stato evidenziato in un recente rapporto che ne valuta il valore generato. Anche secondo stime prudenti, ERA5 genera benefici annuali superiori a 1 miliardo di euro, con un ritorno economico almeno dieci volte superiore ai costi totali di sviluppo e operativi. I suoi dati supportano un'ampia gamma di applicazioni, come l'individuazione delle posizioni ottimali per i parchi eolici offshore, contribuendo a un risparmio annuo di 30-33 milioni di euro in tutta Europa.

ERA5 viene utilizzato anche per addestrare modelli di intelligenza artificiale (IA) e apprendimento automatico (ML) per le previsioni meteorologiche, ottenendo miglioramenti delle prestazioni dal 10 al 20%. Questi progressi rafforzano significativamente i sistemi di allerta precoce e l'analisi predittiva, con il potenziale di generare guadagni economici, che secondo il rapporto sono stimati tra 930 milioni e 1,34 miliardi di euro.

Oltre a questi settori, il valore economico dell'ERA5 si estende a un'ampia gamma di settori, tra cui la gestione delle risorse idriche, i media, il turismo, il mondo accademico, la sanità pubblica, l'agricoltura e la ricerca scientifica.

Più in generale, il C3S continua a svolgere un ruolo chiave nella generazione di approfondimenti su oltre 20 variabili climatiche essenziali, supportato da una vasta rete di oltre 100 organizzazioni partner. Tra queste, l' Organizzazione europea per l'utilizzo dei satelliti meteorologici (EUMETSAT) e le sue strutture di applicazione satellitare, l' Iniziativa sui cambiamenti climatici dell'Agenzia spaziale europea (ESA) , nonché collaborazioni con importanti attori internazionali come la NASA, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e l'OMM.

Direzioni future per CAMS e C3S

In qualità di ente di implementazione sia per CAMS che per C3S, l'ECMWF è pronto ad ampliare le capacità dei due servizi attingendo ai nuovi dati di Copernicus. Una nuova generazione di satelliti Sentinel sarà lanciata tra il 2025 e il 2028, a partire dalla missione Copernicus Sentinel-4, il primo strumento geostazionario europeo per il monitoraggio della qualità dell'aria , che è stato messo in orbita il 1° luglio 2025. Le capacità di previsione di CAMS trarranno un notevole vantaggio dai dati orari con una risoluzione spaziale di 8x8 km² forniti da questo nuovo strumento. L'imminente iniziativa CO₂ Monitoring and Verification Support (CO₂MVS) e il lancio di Sentinel-5 rafforzeranno ulteriormente i dati e i servizi di CAMS. All'interno di C3S, è attualmente in fase di sviluppo una rianalisi ERA6 di nuova generazione , che fornirà una precisione, una risoluzione e una copertura dei dati sul clima ancora maggiori.

Guardando al futuro, l'ECMWF prevede di sfruttare l'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico per supportare settori chiave come l'energia, la finanza, l'agricoltura e la gestione delle emergenze. Mentre CAMS e C3S entrano in un nuovo decennio, la loro fornitura continua di dati accessibili e di alta qualità rimane essenziale per definire le politiche e informare il processo decisionale, contribuendo a promuovere misure ambientali efficaci in tutta Europa e oltre.