La cronaca del periodo estivo ha evidenziato non poche criticità per quanto riguarda i cambiamenti climatici in diverse parti del globo. E le ondate di calore sono un fenomeno con impatti significativi importanti, già nel breve e medio termine, soprattutto nel settore agricolo, a partire dai problemi di siccità e quindi delle difficoltà nell’irrigazione che incidono sui raccolti.

Il problema

In questo contesto Cesare Furlanello, ricercatore in forze presso la Fondazione Bruno Kessler spiega l’origine e il fine del progetto di cui è anche responsabile: “L’impatto biologico, ambientale ed economico del cambiamento climatico sull’agricoltura è di interesse sia a livello globale sia regionale e richiede decisioni di adattamento sostenibili a lungo termine come pure azioni di mitigazione degli eventi estremi”.

La Fondazione è un ente di ricerca di interesse pubblico, senza fini di lucro e dispone di due poli scientifici, uno dedicato alle tecnologie e all’innovazione e uno alle scienze umane e sociali, con 7 centri di ricerca (oltre 400 i collaboratori/ricercatori); si distingue per l’approccio interdisciplinare e l’attenzione alla dimensione applicativa con l’indirizzo verso la sperimentazione di un’intelligenza artificiale che valorizzi le competenze delle persone senza sostituirle.

EnviroChange - Cambiamenti nella zona dello Chardonnay fotografati nel programma EnviroChange
EnviroChange – Cambiamenti nella zona dello Chardonnay fotografati nel programma EnviroChange

Fondazione Bruno Kessler (Fbk) entra quindi nel programma internazionale AI for Earth, e decide di contribuire allo sviluppo di nuovi strumenti basati su deep learning e reti neurali, con il fine di approdare a modelli predittivi per capire come le ondate di calore possano influire su crescita delle piante, qualità e resa dei raccolti. L’impegno della Fondazione riguardo lo studio sul cambiamento climatico nell’agricoltura è significativo.

Il metodo

Per esempio, Fbk si preoccupa di individuare gli strumenti adatti per la valutazione dell’impatto dei cambiamenti climatici sulla qualità delle colture, la protezione delle piante e l’economia agricola su scala regionale.

Lo fa anche nell’ambito del progetto EnviroChange, con un team di cui fanno parte oltre a Fbk anche la Fondazione Edmund Mach, in veste di coordinatore, mentre come partner l’università degli studi di Trento, l’Agricultural Research Organization The Volcani CenterEthz (Swiss federal Institute of Technology, Cesare Gessler).

A questo proposito viene approntato uno strumento innovativo EM/GIS (Geographic Information System)/RS combinato per fornire un sistema di valutazione delle interazioni complesse su basi scientifiche per lo sviluppo delle politiche necessarie per adattarsi ai cambiamenti climatici (per esempio in Trentino).
Con il modello di Fbk oggi è possibile approdare alla valutazione delle vulnerabilità, disporre di  scenari a breve termine (fino a 25 anni) e predisporre strategie di adattamento.

L’analisi comprende anche la valutazione delle conseguenze economiche secondo il fattore che subirà la maggior influenza dai cambiamenti climatici (per esempio robustezza delle piante, organismi nocivi e malattie e cambiamenti nell’uso del suolo). Valutazioni ottenibili sia per un’azienda agricola, sia per le comunità locali.

Strumenti e obiettivi

La Fondazione parte da un modello su scala europea delle ondate di calore già sviluppato nel progetto Ireact, quindi sceglie le risorse di calcolo cloud e AI di Microsoft – Redmond nell’ambito del progetto AI for Earth dal 2017 ad oggi ha supportato circa 300 organizzazioni, con il relativo impegno economico – e lavora alla soluzione per combinare modelli predittivi con i dati fenologici (la fenologia è una branca dell’ecologia, ndr.) specifici per le coltivazioni- ovvero informazioni sul rapporto tra fattori climatici e fenomeni tipici della vita vegetale come la fioritura o la maturazione dei frutti – incrociandoli con big data geografici ambientali.

Quindi vengono sfruttate le caratteristiche di Azure nella potenza di elaborazione e le funzionalità di ML e AI integrate nella piattaforma cloud, per abilitare l’analisi di grandi quantità di dati, con il fine di stimare in anticipo quanto potrebbe essere lo stress sulle colture a seconda del clima e quindi riuscire ad effettuare previsioni sul raccolto.

Al centro resta la stima dell’entità dell’impatto del cambiamento climatico e l’esplorazione di strumenti e decisioni che possono essere presi per far fronte agli effetti dei cambiamenti climatici, in una valutazione multi-rischio, ma anche l’offerta di strumenti di decisione indicativi per indirizzarsi verso uno sviluppo sostenibile e una migliore interazione tra sistemi sociali, economici ed ecologici.

Il progetto mira a integrare le competenze esistenti presenti in Trentino, per ottenere un effetto sinergico in un campo di conoscenza precedentemente inesplorato con un’importanza drammaticamente crescente.

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