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In Breve (TL;DR)
- La NASA monitora uragani e tempeste dallo spazio attraverso satelliti e missioni che misurano precipitazioni, venti, temperatura degli oceani e altre caratteristiche dell'atmosfera.
- Missioni come GPM e CYGNSS permettono rispettivamente di analizzare le precipitazioni e misurare i venti sulla superficie oceanica, fornendo dati utili allo studio dei cicloni tropicali.
- La NASA sta integrando anche machine learning e intelligenza artificiale, con progetti come Prithvi Weather-Climate e GeoAI, per elaborare meglio i dati terrestri e supportare lo studio e la previsione degli eventi estremi.
Osservato dallo spazio, un uragano può apparire come un'enorme spirale di nuvole. Per capire come si sta evolvendo e quanto potrebbe intensificarsi, però, è necessario raccogliere molte più informazioni: temperatura dell'oceano, quantità e distribuzione delle precipitazioni, velocità del vento, umidità atmosferica e struttura interna della tempesta.
È qui che entrano in gioco i satelliti e le attività di Earth observation della NASA. L'agenzia spaziale statunitense studia la Terra attraverso una vasta rete di missioni e strumenti che permettono di osservare atmosfera, oceani e superficie terrestre. Questi dati alimentano la ricerca scientifica e contribuiscono ai sistemi utilizzati per comprendere e prevedere gli eventi meteorologici estremi.
È però importante fare una distinzione: la NASA non è il servizio meteorologico che emette le previsioni operative per il pubblico statunitense. Il suo ruolo è soprattutto scientifico e tecnologico. Negli Stati Uniti le previsioni e gli avvisi ufficiali sono responsabilità della NOAA e del National Weather Service, che possono utilizzare anche satelliti, strumenti e ricerca sviluppati insieme alla NASA.
Le missioni NASA per l'osservazione della Terra
Le missioni Earth observation permettono di osservare continuamente fenomeni che sarebbe impossibile studiare soltanto da terra. La storia è lunga. Già nel 1960 il satellite TIROS-1 dimostrò le potenzialità dell'osservazione meteorologica dallo spazio, raccogliendo immagini della copertura nuvolosa.
Le successive missioni TIROS contribuirono anche all'osservazione di uragani, tempeste tropicali e fronti meteorologici che con i sistemi dell'epoca avrebbero potuto essere individuati molto più tardi. Oggi il sistema è enormemente più sofisticato. Alcune missioni vengono realizzate direttamente dalla NASA, altre nascono dalla collaborazione con agenzie statunitensi e internazionali.
Un esempio importante è GPM, Global Precipitation Measurement, missione sviluppata dalla NASA insieme all'agenzia spaziale giapponese JAXA. Il satellite principale può analizzare intensità e distribuzione delle precipitazioni all'interno delle tempeste. I dati GPM vengono inoltre combinati con quelli provenienti da altri satelliti attraverso IMERG, un sistema che produce stime globali delle precipitazioni quasi in tempo reale ogni 30 minuti.
Un'altra missione specificamente progettata per studiare i cicloni tropicali è CYGNSS, Cyclone Global Navigation Satellite System. È composta da otto piccoli satelliti che sfruttano i segnali GPS riflessi dalla superficie dell'oceano per misurare la velocità del vento, anche in condizioni di precipitazioni intense.
Come la NASA monitora uragani e tempeste
I satelliti NASA per gli uragani non si limitano a fotografare le nuvole dall'alto. Strumenti differenti permettono di osservare caratteristiche diverse di una tempesta. Le immagini nel visibile mostrano la struttura delle nubi, mentre quelle nell'infrarosso consentono, tra le altre cose, di misurarne la temperatura e continuare a seguire i sistemi meteorologici durante la notte.
Altri strumenti permettono di studiare le precipitazioni e persino la struttura tridimensionale di un uragano. Questo è particolarmente importante perché ciò che accade all'interno della tempesta può fornire informazioni sulla sua intensità e sulla sua evoluzione.
Ma il monitoraggio comincia ancora prima che l'uragano si formi.
Gli scienziati osservano le condizioni dell'oceano e dell'atmosfera che possono favorire lo sviluppo dei cicloni tropicali. Tra queste c'è la temperatura superficiale del mare: le acque calde rappresentano una delle principali fonti di energia degli uragani. NASA combina le osservazioni provenienti da diversi satelliti e sensori per produrre mappe aggiornate quotidianamente utilizzate anche nello studio e nella previsione dei cicloni.
La missione CYGNSS aggiunge informazioni sulla velocità dei venti oceanici, mentre GPM permette di capire dove si concentrano le precipitazioni più intense.
Esistono poi satelliti meteorologici realizzati attraverso la collaborazione tra NASA e NOAA. La rete geostazionaria GOES, ad esempio, permette di mantenere sotto osservazione vaste aree del pianeta e supporta la previsione della traiettoria e dell'intensità degli uragani, oltre al rilevamento di temporali, precipitazioni intense e altri fenomeni pericolosi.
Come vengono analizzati i dati dei satelliti NASA
Osservare un uragano è soltanto il primo passaggio. Per ottenere informazioni utili alle previsioni meteo, bisogna mettere insieme enormi quantità di dati.
Un singolo satellite, infatti, non può misurare contemporaneamente tutto ciò che avviene all'interno di una tempesta. Alcuni strumenti offrono osservazioni frequenti ma meno dettagliate, mentre altri riescono a raccogliere informazioni molto precise soltanto quando passano sopra una determinata area.
Per questo vengono combinate osservazioni provenienti da strumenti differenti. I dati possono riguardare vento, precipitazioni, temperatura dell'oceano, umidità e caratteristiche delle nubi. A questi si aggiungono misurazioni effettuate da radar, stazioni terrestri, boe e aerei.
Le informazioni vengono poi utilizzate nei modelli meteorologici, rappresentazioni matematiche dell'atmosfera che simulano la possibile evoluzione delle condizioni osservate. È attraverso questo passaggio che le misurazioni effettuate dallo spazio possono contribuire alle previsioni.
I dati satellitari sono utili anche dopo il passaggio di un uragano. NASA può produrre rapidamente informazioni su allagamenti, interruzioni dell'energia e altre conseguenze da mettere a disposizione delle organizzazioni impegnate nella risposta alle emergenze. Durante gli uragani Helene e Milton del 2024, per esempio, il sistema NASA dedicato alla risposta ai disastri fornì questo tipo di informazioni poche ore dopo il landfall.
NASA e collaborazioni internazionali per le previsioni meteo
Studiare l'atmosfera richiede necessariamente una collaborazione internazionale: uragani e tempeste non seguono i confini nazionali. NASA lavora innanzitutto a stretto contatto con NOAA, l'agenzia statunitense responsabile delle previsioni meteorologiche operative e del monitoraggio atmosferico e oceanico. Molti satelliti meteorologici statunitensi sono il risultato proprio della collaborazione tra le due agenzie.
Un esempio è la famiglia GOES. NASA gestisce lo sviluppo e il lancio dei satelliti, mentre NOAA è responsabile delle operazioni una volta raggiunta l'orbita. GOES East e GOES West riescono insieme a osservare più della metà del pianeta, dalla costa occidentale dell'Africa fino alla Nuova Zelanda.
La collaborazione si estende però oltre gli Stati Uniti. GPM, ad esempio, nasce dalla cooperazione tra NASA e JAXA, l'agenzia spaziale giapponese. I dati raccolti vengono combinati con quelli di una costellazione internazionale di satelliti per ottenere informazioni sulle precipitazioni su scala globale.
La condivisione dei dati è fondamentale perché permette di osservare uno stesso fenomeno da prospettive differenti e costruire dataset più completi. I dati e la ricerca della NASA vengono così utilizzati da scienziati e meteorologi negli Stati Uniti e in altre parti del mondo per studiare gli uragani e migliorare i modelli previsionali.
Come l'intelligenza artificiale aiuta la NASA a studiare il meteo
Anche l'intelligenza artificiale sta assumendo un ruolo crescente nell'osservazione terrestre e nelle attività legate a meteo e clima.
Il motivo è soprattutto la quantità di informazioni disponibili. Le missioni satellitari producono archivi enormi e il machine learning può aiutare gli scienziati a riconoscere strutture e relazioni all'interno di questi dati.
Uno dei progetti più interessanti è Prithvi Weather-Climate, sviluppato da NASA e IBM Research e reso disponibile come modello open source. È stato addestrato sui dati MERRA-2 della NASA e può essere adattato a diverse applicazioni, tra cui rilevamento e previsione di eventi meteorologici estremi, miglioramento delle previsioni locali e aumento della risoluzione delle simulazioni climatiche globali.
NASA indica oggi esplicitamente il tracciamento degli uragani e la mappatura del rischio meteorologico severo tra le possibili applicazioni di Prithvi Weather-Climate.
L'AI può intervenire anche direttamente nello spazio. NASA sta sperimentando Dynamic Targeting, una tecnologia che permette a un satellite di analizzare rapidamente le immagini raccolte e decidere autonomamente dove indirizzare i propri strumenti. In prospettiva, un satellite potrebbe identificare una formazione nuvolosa interessante e comunicare l'informazione ad altri veicoli della costellazione affinché la osservino con strumenti più specifici.
Nel 2026 NASA ha inoltre rafforzato il proprio programma GeoAI, dedicato all'applicazione dell'intelligenza artificiale geospaziale ai dati di osservazione terrestre. Il programma comprende machine learning, foundation model per l'Earth observation e sistemi AI emergenti pensati per trasformare quantità crescenti di dati satellitari in informazioni utilizzabili.
L'obiettivo non è quindi sostituire satelliti, modelli fisici o meteorologi con l'intelligenza artificiale. L'AI rappresenta piuttosto un nuovo strumento per elaborare più velocemente le osservazioni, riconoscere fenomeni complessi e rendere più efficiente l'utilizzo delle informazioni raccolte dallo spazio.
Dai primi satelliti TIROS alle moderne costellazioni di piccoli satelliti e ai modelli AI, il principio resta infatti lo stesso: osservare la Terra da una prospettiva privilegiata per capire meglio come nascono, si intensificano e si spostano uragani e tempeste.
Per saperne di più: Cosa sono e come funzionano le telecomunicazioni
Domande frequenti (FAQ)
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Come fa la NASA a prevedere gli uragani?La NASA raccoglie dati attraverso satelliti e altri strumenti e sviluppa tecnologie e modelli che aiutano a comprendere formazione ed evoluzione degli uragani. Negli Stati Uniti, le previsioni meteorologiche operative e gli avvisi ufficiali sono invece responsabilità di NOAA e National Weather Service.
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Quali satelliti usa la NASA per monitorare gli uragani?Tra le missioni utilizzate per studiare i cicloni ci sono GPM, che misura le precipitazioni, e CYGNSS, una costellazione di otto piccoli satelliti progettata per misurare i venti sulla superficie degli oceani. NASA collabora inoltre con NOAA per satelliti meteorologici come quelli della rete GOES.
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Come vengono monitorati gli uragani dallo spazio?I satelliti possono osservare nuvole, precipitazioni, temperatura, venti e condizioni degli oceani utilizzando strumenti che lavorano nel visibile, nell'infrarosso e in altre regioni dello spettro elettromagnetico.
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La NASA usa l'intelligenza artificiale per le previsioni meteo?Sì. NASA utilizza e sviluppa sistemi di machine learning e foundation model per applicazioni meteorologiche e climatiche. Prithvi Weather-Climate, sviluppato con IBM, può essere utilizzato anche per il tracciamento degli uragani e lo studio degli eventi meteorologici estremi.
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Qual è la differenza tra NASA e NOAA nelle previsioni meteo?NASA svolge soprattutto attività di ricerca, osservazione terrestre e sviluppo di satelliti e tecnologie. NOAA gestisce invece servizi meteorologici operativi negli Stati Uniti e utilizza anche dati e strumenti sviluppati attraverso la collaborazione con NASA.
