Un'alluvione disastrosa

L'alluvione dell'Emilia-Romagna del 2023 è stata una serie di eventi che si sono verificati a seguito di un fronte meteorologico occluso di origine atlantica alimentato da un ciclone mediterraneo che ha portato sulla regione persistenti piogge dal 2 maggio al 18 maggio 2023. A questo si è aggiunto anche lo scioglimento della neve e la siccità che ha colpito la regione nel periodo invernale.

L'alluvione ha coinvolto 42 comuni emiliani e romagnoli, coinvolgendo principalmente la città metropolitana di Bologna e le province di Forlì-Cesena, Ravenna, Rimini, Modena e di Reggio Emilia. Le forti piogge hanno fatto straripare 21 corsi d'acqua, tra cui i fiumi Santerno, Sillaro, Savio, Lamone, Montone, Rabbi, Bidente-Ronco, e i torrenti Idice, Quaderna, Ravone, Senio, Marzeno, Pisciatello e Rigossa. Nelle provincie si sono inoltre verificate 250 dissesti e frane in 48 comuni.

Seppure meno toccata, la regione Marche ha richiesto lo stato di emergenza per le province di Pesaro-Urbino, Ancona, Macerata e Fermo. 

Il bilancio delle vittime è, per il momento, di 14 morti accertati e oltre 36.000 persone sfollate.

L'ASI in campo

Oltre a tutte le forze della protezione civile, dell'esercito e dei volontari anche l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) è entrata subito in azione. Già il giorno 16 Il Dipartimento della Protezione Civile , la Fondazione CIMA e l'ASI, hanno predisposto un piano di acquisizione di immagini satellitari, utilizzando i satelliti di prima e seconda generazione della costellazione Cosmo-SkyMed, per mappare le aree allagate.

I satelliti della costellazione Cosmo-SkyMed sono dotati di un radar ad apertura sintetica (SAR) capace di acquisire immagini sia di giorno che di notte ed in presenza di nuvole e pioggia. Tale strumento ha permesso di osservare le zone interessate dall’evento con una risoluzione elevata (dell’ordine dei 3m), su un area abbastanza ampia (40x40 km). In particolare, nel pomeriggio del 17 maggio 2023, tra le 17 e le 17.15 UTC (19-19.15 ora locale) sono state acquisite due immagini: una ha osservato le zone comprese tra Imola e Forlì e l’altra l’area tra Forlì e Cesena. Le aree acquisite sono mostrate nelle figure che seguono.

Nella mappa la prima zona dell'Emilia Romagna, fra Imola e Forlì, acquisita dai satelliti Cosmo-SkyMed. Credito: ASI

Nella mappa la seconda zona dell'Emilia Romagna, fra Forlì e Cesena, acquisita dai satelliti Cosmo-SkyMed. Credito: ASI

A ciascuna acquisizione è stata associata un’immagine pre-evento estratta dall’archivio della missione, acquisita con gli stessi parametri geometrici, allo scopo di effettuare un confronto applicando algoritmi di “change detection”. Tale metodo ha consentito di identificare la presenza di acqua in aree rurali ed ha inoltre permesso di discriminare le aree allagate dai corpi d’acqua permanente. Dalle mappe ottenute si nota come tramite il SAR non sia generalmente possibile identificare in modo rapido le aree allagate in zona urbana o coperta da vegetazione non sommersa da acqua. Pure, ciò diventa possibile in alcune situazioni, ma utilizzando algoritmi più complessi, dati ausiliari e tempi di produzione significativamente più lunghi.

Per mostrare in modo più intuitivo cosa è possibile osservare come “change detection”, nella figura seguente si mostra una immagine "multitemporale", ottenuta cioè mettendo insieme le due immagini, prima e dopo l’evento, rispettivamente acquisite il 16 aprile ed il 17 maggio 2023. Sono chiaramente distinguibili le aree allagate dalle esondazioni dei fiumi, in rosso, mentre le aree urbane restano bianche.

Nella immagine 'multitemporale' in evidenza, in rosso, le zone allagate, in bianco le aree urbane. Credito: CIMA/ASI

Nel seguito sono mostrati alcuni risultati delle elaborazioni dei dati Cosmo-SkyMed acquisiti dall’ASI. In particolare, vengono mostrate a maggior risoluzione le aree di Forlì e Cesena. Le aree allagate sono indicate in azzurro, mentre i corpi d’acqua permanente in blu.

Nella immagine la zona di Cesena, fra le più colpite, in azzurro le zone allagate ed in blu quelle dei corpi d'acqua permanenti. Credito: CIMA/ASI

Nella immagine la zona di Lugo, in azzurro le zone allagate ed in blu quelle dei corpi d'acqua permanenti. Credito: CIMA/ASI

 La mappa delle profondità di inondazione, che aggiunge una terza dimensione e quindi fotografa la situazione reale, è stata generata utilizzando come input la mappa di aree allagate prodotta da Fondazione CIMA e il modello digitale del terreno (DTM) della Regione Emilia-Romagna, con una risoluzione spaziale di 5 metri. Su un totale di circa 58 km2 di area inondata, l’altezza media di inondazione è stata stimata pari a 11 cm, mentre il 10% dell’area, ossia quasi 6 km2, presenta altezze di inondazione superiori a 68 cm. Le profondità maggiori sono localizzate nelle immediate vicinanze della rete idrografica lungo i fiumi Ronco a est di Forlì e Savio a nord di Cesena, mentre le zone di maggior estensione dell’inondazione sono localizzate nelle aree più pianeggianti, dove le profondità si attestano principalmente inferiori al metro. Il volume complessivamente esondato è stimato a circa 6 milioni di m3.

Nella immagine la profondità di inondazione stimata nelle zone colpite, a sinistra la zona di Forlì e a destra quella di Cervia. Credito: CIMA/ASI

Queste mappe, elaborate a partire dai dati satellitari che abbiamo visto in precedenza, con l’aggiunta del dato sulla profondità forniscono un’istantanea molto dettagliata della gravità delle inondazioni: nelle zone della provincia di Forlì – Cesena (così come altrove) permettono di capire dove dare priorità agli interventi e come calibrare con maggiore efficacia e precisione le attività di ricostruzione e recupero, immediate e future.

Soldi ben spesi

Ancora una volta di più il segmento spaziale ha dimostrato di poter fornire, quasi in tempo reale, dati e misurazioni di importanza vitale nel caso di eventi catastrofici naturali. ASI e la costellazione Cosmo-SkyMed hanno più che ripagato il costo di realizzazione e messa in orbita.

Al momento sono in orbita sei satelliti della costellazione Cosmo-SkyMed, quattro di prima generazione e 2 di seconda generazione. L'ultimo satellite, CSG-2, è stato piazzato in orbita nel febbraio 2022 da un razzo Falcon 9 di SpaceX, mentre il prossimo, CSG-3, dovrebbe essere lanciato con un Vega-C nel 2024.