Amin Shakya: La prima cosa da sapere sugli altimetri radar è che si tratta di satelliti speciali
Hai conseguito la laurea in ingegneria civile, prima di passare a un master in gestione del rischio di alluvioni. Cosa ha influenzato la tua decisione di spostare la tua attenzione sulla gestione del rischio di alluvioni?
Il mio primo lavoro a tempo pieno dopo la laurea è stato nella risposta al terremoto di Gurkha in Nepal. Il lavoro è stato un’incredibile opportunità per restituire qualcosa alla mia comunità. Inoltre, il lavoro prevedeva lunghi viaggi in numerosi villaggi remoti e piccole città nel mio paese d’origine. Ho avuto l’opportunità di lavorare su tecnologie di frontiera nella gestione del rischio disastri. Inoltre, è diventato evidente che c’è molto da guadagnare migliorando la resilienza delle comunità ai disastri. Questo, insieme alla mia precedente esperienza di lavoro con i sistemi fluviali in Nepal, mi ha motivato a perseguire un programma di master congiunto specializzato nella gestione del rischio di alluvioni, finanziato dal programma Erasmus+ della Commissione europea.
In qualità di dottorando che ricerca l’altimetria radar per la portata dei fiumi, puoi approfondire gli sviluppi all’avanguardia in questo campo e le recenti discussioni accademiche?
La prima cosa da sapere sugli altimetri radar è che si tratta di satelliti speciali originariamente sviluppati per misurare l’altezza della superficie del mare. Il tentativo di utilizzare questo tipo di satellite per misurare l’altezza dei fiumi (da cui stimiamo la portata del fiume) significa un cambiamento della superficie con cui interagisce il satellite. Da una superficie relativamente liscia che si estende per chilometri, ora otteniamo superfici fluviali aspre e ruvide e segnali riflessi dalla terra vicina. Ciò rende l’applicazione del satellite per applicazioni fluviali impegnativa e interessante.
Un tema caldo tra gli esperti in questi giorni è il recente lancio della cosiddetta missione SWOT (nel dicembre 2022) da parte della NASA e dell’Agenzia spaziale francese (CNES). Si suppone che questo satellite ci fornisca dati molto migliori sui sistemi fluviali; consentendo stime della portata dei fiumi come mai prima d’ora. La comunità dell’altimetria satellitare è davvero estremamente entusiasta dei dettagli aggiuntivi che questa nuova missione può rivelare – e di come queste informazioni possano essere utilizzate per affrontare i problemi di oggi – dalla mitigazione del cambiamento climatico alla gestione delle nostre infrastrutture idriche.
I casi studio trattati nel tuo dottorato si trovano nel Mare del Nord e nel Grande Corno d’Africa, cosa hanno di particolare i fiumi di queste regioni? Perché rappresentano buoni casi di studio per la tua ricerca?
I paesi della regione del Mare del Nord come i Paesi Bassi, la Germania, ecc. sono paesi sviluppati in Europa. Dispongono di ottime reti di monitoraggio sul campo degli scarichi fluviali. Inoltre, questi dati sono liberamente accessibili. Avremo quindi un modo efficace per convalidare la nostra tecnica e migliorare le nostre stime, sfruttando la rete di monitoraggio della portata fluviale esistente sul terreno per qualsiasi tecnica che sviluppiamo per stimare la portata del fiume utilizzando osservazioni spaziali.
Nella regione del Grande Corno d’Africa, i dati sulla portata dei fiumi non sono generalmente disponibili al pubblico. Inoltre, nella regione sono presenti alcuni conflitti e problemi di sicurezza alimentare. Si prevede che queste condizioni peggioreranno con il cambiamento climatico. Lo sviluppo di tecniche di stima della portata dei fiumi per la regione può consentire una migliore gestione dei sistemi idrici e, con una migliore gestione delle risorse idriche, anche la produttività agricola può migliorare.
Descrivere il potenziale delle tecnologie geospaziali e il modo in cui supportano gli sforzi di riduzione del rischio di catastrofi.
Le tecnologie geospaziali, in un certo senso, rappresentano meglio il nostro mondo tridimensionale rispetto a tabelle e grafici, poiché molti problemi sono basati sulla posizione. Dal modo migliore per svolgere missioni di ricerca e salvataggio all’inizio immediato di un disastro o come pianificare al meglio le nostre città e regioni per renderle resilienti ai disastri nel lungo termine: le tecnologie geospaziali hanno un ruolo enorme da svolgere nell’ottimizzare la nostra resilienza contro disastri – in tutte le fasi del ciclo di gestione dei disastri, dalla pianificazione, alla risposta alle emergenze, alla preparazione a lungo termine.
Quali ritieni siano le principali sfide nell’applicazione dei modelli di machine learning per l’inferenza idrologica?
Affrontare i problemi utilizzando l’apprendimento automatico richiede la disponibilità di grandi quantità di dati da cui gli algoritmi possono dedurre modelli. Nei casi d’uso idrologici dell’apprendimento automatico, spesso il volume dei dati potrebbe essere limitato. Inoltre, ai dati idrologici sono associati modelli spazio-temporali. Questi possono essere difficili da acquisire in un modello di machine learning.
Negli studi ambientali, spesso ci basiamo su 30 anni di dati per definire un modello standard a lungo termine dei cicli ambientali. Tuttavia, con il cambiamento climatico, l’ipotesi di un modello stazionario a lungo termine non è più valida. Osservando i nostri sistemi fluviali, dobbiamo considerare che stanno cambiando nel tempo, ancor più considerando gli interventi umani come dighe e bacini artificiali, la costruzione di grandi città attorno ad essi e il pompaggio dell’acqua, ecc. Credo che questa natura dinamica dei dati idrologici , è una delle principali sfide dell’applicazione dei modelli di machine learning negli studi idrologici.
Cosa rientra nella valutazione delle prestazioni degli algoritmi di machine learning per il monitoraggio della qualità delle acque superficiali, sotterranee e potabili?
L’approccio alla valutazione delle prestazioni in generale varia a seconda dei problemi specifici che stiamo cercando di risolvere con il nostro modello di apprendimento automatico. Spesso si tratta della rilevazione o meno di determinati eventi (alluvioni, siccità, inquinamento delle acque, ecc.). A seconda del contesto, alcuni esempi di verifica se il modello funziona come previsto potrebbero essere:
• Un modello prevede un’alluvione nella città A mentre l’alluvione si verificherà in una vicina città B?
• Sono previste precipitazioni in inverno mentre normalmente ci aspettiamo precipitazioni nella regione di studio durante l’estate?
Puoi dirci di più sul tuo lavoro precedente con le osservazioni di telerilevamento per le acque sotterranee?
Quando si pensa alle acque sotterranee, a prima vista non è chiaro come possano essere misurate attraverso le osservazioni satellitari. Inoltre, anche la misurazione delle acque sotterranee con misurazioni sul campo presenta le sue sfide. Spesso, le misurazioni sul campo possono essere troppo scarse, forse non disponibili per le falde acquifere profonde, ecc. Tuttavia, le acque sotterranee sono fondamentali nella nostra pianificazione delle risorse idriche, poiché molte regioni dipendono dalle acque sotterranee per l’approvvigionamento di acqua potabile, per scopi di irrigazione, ecc. Fortunatamente, il satellite GRACE esiste un sistema in grado di rilevare la variazione delle acque sotterranee rilevando i cambiamenti nei segnali gravitazionali da essa causati. L’elaborazione dei dati GRACE per dedurre le variazioni delle acque sotterranee è piuttosto impegnativa. Ciononostante, fornisce istantanee delle condizioni delle acque sotterranee in vaste regioni. Queste informazioni possono essere cruciali nella definizione delle politiche idriche.
Sei il vincitore dell’Eau Mega Innovation Challenge 2022; puoi dirci di cosa trattava il tuo progetto e quali sfide di gestione dei dati legati all’acqua ha affrontato?
Abbiamo sviluppato un prototipo interattivo per un’applicazione mobile di crowdsourcing chiamata “Aqua: Our water, our concern”. L’app prevedeva una raccolta dati collettiva sulla qualità e la quantità dell’acqua in una determinata comunità. Abbiamo previsto la sua applicazione sia da parte del governo che delle organizzazioni della società civile per garantire pratiche di gestione dell’acqua eque e di qualità in una città. È stato sviluppato un caso di studio per Città del Messico. Il prototipo dell’applicazione potrebbe essere adattato a diversi contesti cittadini con alcune piccole modifiche.
In molte regioni del mondo, i dati non sono prontamente disponibili. Ciò potrebbe portare ad un’asimmetria dei dati, il che significa che alcuni gruppi hanno più informazioni su un argomento rispetto ad altri. Le implicazioni di esempio includono che le comunità ricche ricevono forniture di acqua di buona qualità mentre le comunità povere ricevono forniture di acqua poco frequenti o di scarsa qualità.
Come si presentano le pratiche eque di gestione dell’acqua? Possiamo identificare un modello demografico in base a quanto buono o cattivo sia il sistema di distribuzione dell’acqua in una determinata città? Queste sono domande difficili a cui crediamo debba essere data risposta attraverso un dialogo pubblico. La nostra app prevede di consentire tali conversazioni supportate da prove e quindi contribuisce a democratizzare le pratiche di gestione dell’acqua nelle città.
In qualità di persona che ricopre ruoli di leadership in organizzazioni/reti per l’acqua e il clima guidate dai giovani, che ruolo hanno i giovani nella difesa delle questioni idriche e cosa ti piacerebbe vedere cambiare in futuro?
Attualmente ricopro il ruolo di capo del comitato scientifico del Groundwater Youth Network in una posizione volontaria. È ovvio che i giovani (e i nascituri) devono affrontare la calamità climatica peggiore rispetto alle generazioni più anziane. In quanto tali, i giovani sono parti interessate indispensabili nel dialogo sul clima e devono avere un posto al tavolo delle conversazioni sul clima. Allo stesso tempo, i giovani sono energici e hanno il desiderio e la fame di fare la differenza.
Spesso i processi politici sono lenti. La risposta alla catastrofe climatica è stata dettata dall’economia e dalla politica dell’ordine mondiale; e non trattata come dovrebbe essere – come un’emergenza. Forse nella nostra ingenuità, noi giovani siamo impazienti di fronte al ritmo degli sviluppi nella risposta climatica. Credo fermamente che questa energia, fame e impazienza possano e debbano avere un grande impatto nelle discussioni ad alto livello sul clima.
Allo stesso tempo, le giovani generazioni sono più interconnesse rispetto alle generazioni precedenti. Il mondo sembra un villaggio più piccolo rispetto a cinquant’anni fa, grazie a Internet e alla generale facilità della mobilità globale resa possibile dalle scoperte tecnologiche. In quanto tali, i giovani hanno la capacità di colmare le differenze interculturali e di guardare al mondo in modo più olistico ed equo. I problemi globali di oggi potrebbero utilizzare i giovani globali per proporre soluzioni da una prospettiva globale.
Quali sarebbero secondo te i vantaggi derivanti dall’adesione di giovani professionisti dell’acqua a organizzazioni/reti guidate da giovani per l’acqua e il clima?
Ho tratto immensamente beneficio dalle reti giovanili in cui sono stato coinvolto, in termini di esposizione professionale, sviluppo professionale, nonché di costruzione di una comunità giovanile incentrata sull’azione per il clima. Queste reti svolgono un ruolo importante nel far sentire la voce dei giovani professionisti e degli studenti universitari, per garantire che le nostre preoccupazioni siano ascoltate sulla scena globale.
Inoltre, devo sottolineare l’interconnessione che queste reti consentono nella comunità giovanile globale. La Groundwater Youth Network, ad esempio, è una rete globale di oltre 1300 persone provenienti da oltre 110 paesi. Credo che tale interconnessione favorisca in futuro una società più compassionevole, inclusiva e giusta.
Come giovane professionista del Nepal, come vivi la consapevolezza del potenziale della tecnologia spaziale e l’accesso ai dati spaziali in questo paese? Quali sono le tue osservazioni?
La consapevolezza generale dei giovani professionisti nepalesi nelle tecnologie spaziali è limitata. Tuttavia, negli ultimi dieci anni circa, esso è aumentato in modo molteplice e comprende il lancio di numerosi corsi universitari incentrati sulle tecnologie geospaziali, la disponibilità di numerosi programmi di formazione e sensibilizzazione offerti dai principali istituti del paese, nonché l’ascesa di alcuni settori del settore privato. aziende che negli ultimi anni si sono concentrate sulla tecnologia spaziale e sul telerilevamento. La risposta al terremoto di Gurkha (2015) è stato un evento particolarmente importante in tali sviluppi. L’entità del disastro ha richiesto una risposta su larga scala supportata dalla tecnologia. Questo, credo, è stato accolto abbastanza bene. Allo stesso tempo,
Come vi tenete al passo con i rapidi sviluppi (scienza dei dati, tecnologie spaziali, gestione delle risorse idriche, ecc.)? Condivideresti il tuo segreto con altri giovani professionisti?
Il segreto, se così posso chiamarlo, è zoommare indietro e ingrandire. Soprattutto per i giovani professionisti coinvolti nei settori tecnologici, è importante stare al passo con i nuovi sviluppi. Uno dei modi in cui mi piace impegnarmi in tali sviluppi è partecipare a eventi tecnologici come gli hackathon e interagire con la comunità giovanile. Gli hackathon coinvolgono la comunità con le ultime novità tecnologiche, mentre la rete globale dei giovani offre un ampio spettro di prospettive. È importante avvicinarsi a prospettive così più ampie, coinvolgendo la comunità, per mantenersi aggiornati con il panorama tecnologico in rapida evoluzione. Allo stesso tempo, è importante focalizzarsi per sviluppare competenze di nicchia in determinati settori di tuo interesse personale. Fortunatamente,
Ultimo ma non meno importante, qual è il tuo stato aggregato dell’acqua preferito e perché?
Direi che adoro l’acqua liquida. Amo i fiumi formati dall’acqua liquida, come i fiumi scorrono e trasformano la terra che accarezzano; come trasforma le società e gli ecosistemi attraverso la sua semplice esistenza.
Fonte: Space4Water
