IceBoost v2.0, sviluppato da Ca’ Foscari e Cnr, ricostruisce il volume dei ghiacciai della Terra con un’accuratezza senza precedenti grazie all’intelligenza artificiale
Quanto ghiaccio è ancora custodito nei ghiacciai del pianeta? Una domanda cruciale per comprendere l’evoluzione del cambiamento climatico e stimare l’innalzamento futuro del livello dei mari trova oggi una risposta più precisa grazie all’intelligenza artificiale.
Uno studio coordinato dall’Università Ca’ Foscari Venezia insieme all’Istituto di Scienze Polari del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Isp), pubblicato sulla rivista Scientific Data del gruppo Nature, presenta IceBoost v2.0, un nuovo modello di machine learning capace di ricostruire con grande accuratezza lo spessore e il volume dei ghiacciai presenti sulla Terra.
Il sistema rappresenta uno dei più importanti aggiornamenti degli ultimi anni nella mappatura globale del ghiaccio e potrebbe diventare uno strumento fondamentale per le future simulazioni climatiche utilizzate anche dall’IPCC.
Oltre sette milioni di misure per ricostruire ogni ghiacciaio del pianeta
IceBoost v2.0 è stato sviluppato dal fisico Niccolò Maffezzoli, ricercatore dell’Università Ca’ Foscari e associato al Cnr-Isp.
Per addestrare il modello sono state utilizzate oltre sette milioni di misurazioni dello spessore del ghiaccio raccolte in tutto il mondo. L’intelligenza artificiale combina queste informazioni con 26 variabili fisiche e geometriche, tra cui: pendenza del terreno; curvatura della superficie; velocità di movimento del ghiaccio e temperatura.
L’algoritmo riesce così a stimare, punto per punto, lo spessore dei ghiacciai inseriti nel Randolph Glacier Inventory, il più completo database mondiale dedicato ai ghiacciai, con l’esclusione delle grandi calotte di Antartide e Groenlandia.
Quanto ghiaccio resta sulla Terra
Secondo le nuove elaborazioni, i ghiacciai del pianeta contengono circa 150 mila chilometri cubi di ghiaccio.
Se tutto questo ghiaccio dovesse fondersi completamente, il livello medio globale degli oceani aumenterebbe di circa 32,3 centimetri.
Il dato complessivo conferma le stime elaborate negli anni precedenti, ma il vero passo avanti riguarda la distribuzione del ghiaccio all’interno dei singoli ghiacciai.
Rispetto ai modelli finora disponibili, IceBoost 2.0 ricostruisce infatti la geometria del ghiaccio con una fedeltà fino al 40% superiore rispetto alle misure raccolte direttamente sul campo.
Il caso della Groenlandia: scoperto quasi il doppio del ghiaccio
Tra gli esempi più significativi emerge il Geikie Plateau, nella Groenlandia orientale.
Qui il nuovo modello individua uno spessore che raggiunge i due chilometri e stima una quantità di ghiaccio quasi doppia rispetto alle valutazioni precedenti.
Una differenza che potrebbe avere un impatto rilevante sulle simulazioni dedicate all’evoluzione dei ghiacciai nei prossimi decenni.
Come spiega Niccolò Maffezzoli, conoscere con precisione la distribuzione dello spessore del ghiaccio è indispensabile per prevedere come cambieranno i ghiacciai entro il 2100 e quale sarà il loro contributo all’innalzamento del livello dei mari.
Proprio per questo motivo IceBoost v2.0 sarà utilizzato dai ricercatori del progetto internazionale GlacierMIP4, che realizzeranno le nuove simulazioni destinate a supportare i rapporti scientifici dell’IPCC.
Una mappa utile anche per gestire le risorse idriche
Le applicazioni del nuovo dataset non riguardano soltanto il clima. Le mappe prodotte da IceBoost permettono infatti di individuare le aree dove le conoscenze sono più solide e quelle che necessitano ancora di campagne di misura, come l’Himalaya, il Karakoram e i grandi campi glaciali della Patagonia.
Si tratta di informazioni fondamentali anche per la gestione delle risorse idriche.
I ghiacciai alimentano infatti fiumi, ecosistemi, agricoltura e approvvigionamento di acqua dolce da cui dipendono circa 1,9 miliardi di persone nel mondo.
Disporre di stime più accurate significa poter prevedere con maggiore affidabilità la futura disponibilità d’acqua, soprattutto nelle regioni più esposte alla siccità e alla desertificazione.
Il futuro della ricerca passa dai modelli ibridi
Secondo Maffezzoli, il machine learning rappresenta una nuova frontiera nello studio dei ghiacciai.
Pur conoscendo le leggi fisiche che regolano questi sistemi, molti parametri restano difficili da misurare direttamente.
L’intelligenza artificiale permette quindi di apprendere dai dati e produrre stime molto affidabili anche quando alcune informazioni non sono disponibili.
La prospettiva futura è quella di sviluppare modelli “ibridi”, nei quali la fisica tradizionale e il machine learning lavorino insieme per ottenere ricostruzioni ancora più precise.
Una sfida che ha anche una forte componente temporale: secondo il ricercatore, i ghiacciai delle medie latitudini, comprese le Alpi, potrebbero scomparire nel giro di pochi decenni.
Una web app permette di esplorare tutti i ghiacciai della Terra
Oltre al dataset scientifico, i ricercatori hanno realizzato una piattaforma interattiva che consente di visualizzare il volume e la distribuzione del ghiaccio per tutti i ghiacciai censiti nel database mondiale.
Lo strumento rende accessibili i risultati dello studio sia alla comunità scientifica sia a studenti, ricercatori e cittadini interessati ad approfondire lo stato della criosfera terrestre.
