Come funziona?
I raggi cosmici raggiungono di continuo la superficie terrestre: dalla loro interazione con le molecole d'acqua presenti nel terreno, nelle piante, nella neve, si forma una "nebbia" di neutroni in sospensione. Le sonde CRNS (cosmic ray neutrons sensing) permettono di contare questi neutroni e quindi di determinare il contenuto d'acqua presente nel terreno, nella biomassa, nella neve.
La tecnica CRNS è nota da più di 10 anni e validata da moltissime pubblicazioni scientifiche. Ma perché usare i raggi cosmici per misurare l'umidità del suolo, BWE e SWE?
Le tecnologie attualmente disponibili vanno da approcci invasivi su scala puntuale al telerilevamento satellitare.
L'approccio puntuale è generalmente preciso ma non è adatto a coprire aree vaste poiché l'eterogeneità del suolo e del manto nevoso determinano una grande variabilità del contenuto d'acqua anche a breve distanza. Andrebbero quindi installati moltissimi sensori puntuali, con costi elevati d'installazione e manutenzione, problemi tecnici e d'interferenza con le lavorazioni agricole.
Il telerilevamento satellitare non è adatto per misurare la SWE, tuttavia fornisce umidità del suolo e BWE su larga scala (>km2). La precisione è piuttosto bassa poiché il segnale è sensibile solo ai primissimi centimetri di suolo o vegetazione e la risoluzione temporale (spesso settimanale) non è adatta a molte applicazioni.
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La tecnologia CRNS colma la distanza tra misura puntuale e satellitare con molti vantaggi:
- la sua grande impronta orizzontale - decine di ettari - e la profondità di penetrazione - 50 cm nel terreno, più di 10 m nella neve
- consente la quantificazione dell'umidità del suolo / SWE / BWE media su grandi aree con una singola sonda
- è contactless - sonda installata 2 metri sopra il suolo / neve - e non è invasiva. Ciò aumenta la durata dello strumento, riduce i costi di manutenzione e facilita le operazioni sul campo.
- Monitoraggio continuo, senza interruzioni dovute a fattori esterni
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