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Nel corso della XXIV Riunione Nazione di Elettromagnetismo (RiNEm), tenutasi a Catania dal 18 al 21 Settembre 2022, Roberta Palmeri, ricercatrice presso l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ha ricevuto il Premio Barzilai, il prestigioso riconoscimento conferito dalla SIEm (Società Italiana di Elettromagnetismo) al migliore lavoro proposto alla Riunione da giovani ricercatori di età inferiore ai 35 anni.

Il premio è stato assegnato per il lavoro dal titolo A new phaseless and sparsity-promoting approach to array faults diagnosis from near-field measurements , in collaborazione con l’Università Mediterranea di Reggio Calabria e l’Università della Calabria, nel quale si propone un nuovo approccio per la diagnostica di guasti in schiere di antenne da misure di sola intensità del campo radiato in zona vicina.

Il metodo proposto, che sfrutta il paradigma del Compressive Sensing per la riduzione del numero di misure necessarie a rilevare la presenza e la collocazione dei guasti, è stato validato anche sperimentalmente per la rilevazione di guasti on-off su un array lineare.

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A seguito dei due eventi sismici del 6 febbraio 2023 che hanno sconvolto il Sud-Est della Turchia ed il Nord della Siria provocando decine di migliaia di vittime e causando danni incalcolabili, un team di ricercatori della sede di Napoli dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (IREA-CNR) ha rilevato il campo di deformazione superficiale da essi indotto applicando la tecnica della Interferometria SAR Differenziale (DInSAR). Ciò è stato possibile grazie ad un sistema sviluppato dall’IREA-CNR nell’ambito delle attività dell’infrastruttura di ricerca Europea EPOS (European Plate Observing System) per lo studio della Terra solida. Tale sistema permette di generare prodotti DInSAR in maniera automatica a seguito di eventi sismici di particolare rilevanza.

In particolare, è stato generato un interferogramma del sisma (co-sismico, vedi Figura) analizzando le immagini radar del sensore Europeo Sentinel-1A che opera alla lunghezza d’onda di circa 5.6 cm nella banda C delle microonde. Le immagini sono state acquisite il 28 Gennaio ed il 9 Febbraio 2023. A ciascuna “frangia” dell’interferogramma in Figura, ossia ad ogni ciclo di colore, corrisponde uno spostamento nella linea di vista del sensore (denominata LOS, acronimo dell’inglese “line of sight”) di circa 2.8 cm, pari alla metà della lunghezza d’onda utilizzata. L’area investigata si estende per 130.000 Km² di cui circa 35.000 sono affetti da significativi fenomeni deformativi testimoniati dalla presenza di frange interferometriche che in molte zone sono estremamente fitte (vedi lo zoom in Figura) a causa degli spostamenti, anche di vari metri, causati dagli eventi sismici.

Nei prossimi giorni sono attese nuove immagini del sensore Sentinel-1A, riprese da differenti orbite, che permetteranno ulteriori analisi. Inoltre, una serie di acquisizioni di immagini radar effettuate dai sensori radar della costellazione argentina SAOCOM-1, operante nella banda L delle microonde con circa 23 cm di lunghezza d’onda, sono già state programmate in collaborazione con le Agenzie Spaziali Italiana e Argentina. Esse consentiranno di estendere ulteriormente i risultati ottenuti grazie alle analisi basate sui dati Sentinel-1A. 

I risultati generati saranno resi disponibili attraverso il portale EPOS

I dati Sentinel-1 sono stati forniti attraverso il programma Europeo Copernicus

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Il dibattito sui potenziali effetti sulla salute dovuti all’esposizione ai campi elettromagnetici non ionizzanti è sempre più acceso, soprattutto negli ultimi anni a seguito della introduzione della tecnologia 5G che porterà a un aumento della velocità e a un’ottimizzazione delle prestazioni di internet nonché a nuove esperienze di connessione per gli utenti.

Per poter sfruttare al meglio la grande quantità di dati sperimentali disponibili nella letteratura scientifica e fornire evidenza dei possibili effetti sulla salute, negli ultimi anni si sta delineando un nuovo approccio che impiega le revisioni sistematiche dei lavori pubblicati che prevedono che prevedono una dettagliata pianificazione delle strategie di ricerca bibliografica, identificazione e analisi dei dati in modo da minimizzare gli errori nella valutazione e sintesi degli studi rispetto a un particolare argomento di ricerca.

In questo ambito il gruppo di lavoro sui campi elettromagnetici a radiofrequenza del Comitato Scientifico per la Salute, l'Ambiente e i Rischi Emergenti della Commissione Europea (SCHEER - Scientific Committee on Health, Environmental and Emerging Risks), a cui ha partecipato in qualità di esperto esterno Olga Zeni primo ricercatore dell’IREA, ha concluso il suo lavoro di valutazione delle evidenze scientifiche sugli effetti dei campi elettromagnetici a radiofrequenza (100 kHz - 300 GHz) emerse dai lavori pubblicati dal 2015 ad oggi.

Sulla base di questa ampia opera di revisione il gruppo di lavoro non ha individuato evidenze di effetti avversi sulla salute derivanti da esposizioni a breve e lungo termine a campi elettromagnetici a radiofrequenza a livelli inferiori ai limiti di esposizione fissati dalla normativa europea.

Lo SCHEER sostiene tuttavia la necessità di una revisione tecnica degli allegati della raccomandazione 1999/519/CE del Consiglio e della direttiva 2013/35/UE per quanto riguarda i campi elettromagnetici a radiofrequenza poiché è necessario riconoscere le grandezze dosimetriche di recente introduzione e stabilirne i limiti.

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Il 16 maggio, anniversario della realizzazione del primo laser al mondo da parte di T.H. Maiman nel 1960, si celebra la Giornata Internazionale della Luce, proclamata a partire dal 2015 dall'UNESCO con l'obiettivo di promuovere il ruolo centrale della luce e delle tecnologie basate su di essa nella scienza, nella cultura, nell'educazione e nello sviluppo economico sostenibile.

La Comunità Europea riconosce come tecnologie abilitanti fondamentali quelle basate sulla luce per realizzare gli obiettivi sostenibili d’interesse generale per l’ambiente, la cura e il benessere della popolazione. Per questo motivo, alcuni tra i principali poli di ricerca del CNR (Trento, Trieste, Milano, Firenze, Napoli, Lecce), in collaborazione e con il patrocinio della Società Italiana di Ottica e Fotonica (SIOF), hanno organizzato un evento di divulgazione in contemporanea, diffuso sul territorio nazionale da nord a sud, con lo scopo di sensibilizzare i cittadini e le istituzioni locali alla conoscenza delle innumerevoli possibilità offerte dalle tecnologie basate sulla luce e sviluppate nei laboratori delle sedi CNR e celebrare la storia dell’ottica e della fotonica nel centenario del Consiglio Nazionale delle Ricerche.

Presso l’Area di Ricerca Napoli 1, in particolare, i ricercatori degli Istituti del CNR che operano in questo settore in area partenopea, l’Istituto di Scienze Applicate e Sistemi Intelligenti “E. Caianiello” (ISASI), l’Istituto Nazionale di Ottica (INO), l’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (IREA) e l’Istituto di Endocrinologia ed Oncologia Sperimentale “G. Salvatore” (IEOS), racconteranno le loro recenti ricerche mostrando come l’ottica e la fotonica trovino applicazione e stiano trasformando numerosi campi quali le telecomunicazioni, la medicina, il monitoraggio ambientale, la biomimetica, i beni culturali. 

Tali Istituti sono stati sempre molto attivi nel campo dell’ottica e della fotonica, proponendo studi innovativi che hanno avuto negli anni notevole impatto sulla società.

La mattinata si concluderà con la premiazione del concorso fotografico sul tema “La luce del passato illumina il futuro”, che presenterà scatti inediti sulla bellezza della luce nella quotidianità. Il vincitore riceverà un simbolico premio, ovviamente di natura scientifica.

Vedi il programma della giornata

INIZIO 16 Mag 2023 ore 09:30

FINE 16 Mag 2023 ore 12:00

DOVE Via Pietro Castellino, 111, Napoli NA

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Si sono appena conclusi il terzo Plenary Meeting ed il secondo Technical Workshop del progetto NextGEM (Next Generation Integrated Sensing and Analytical System for Monitoring and Assessing Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure and Health), finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma Horizon Europe, che vede coinvolto il gruppo di Bioelettromagnetismo dell’IREA.

I due incontri, tenutisi a Napoli il 9 e il 10 maggio presso la sede del CNR-STEMS, sono stati l’occasione per presentare le attività svolte finora nell’ambito del progetto e sviluppare ulteriormente sinergie tra i partners delle 20 istituzioni coinvolte per il raggiungimento dei suoi obiettivi.

Scopo di NextGEM è sviluppare linee guida per i cittadini e le autorità pubbliche riguardo l’esposizione ai campi elettromagnetici (CEM) e fornire un accesso rapido e affidabile alle conoscenze scientifiche rilevanti sull’argomento. L’adozione di nuove tecnologie per le telecomunicazioni, quali il 5G, richiede infatti studi approfonditi e l’aggiornamento delle evidenze scientifiche sui potenziali rischi per la salute dei campi elettromagnetici.

Il progetto NextGEM risponde a questa esigenza combinando la dimensione di ricerca scientifica con quella più propriamente tecnologica. La prima è volta a una stima degli effetti dell’esposizione ai CEM attraverso studi sperimentali sull’uomo, su piccoli organismi e su cellule in coltura. La seconda è volta alla definizione di metodologie e criteri di qualità per la valutazione dell’esposizione ai campi elettromagnetici, i rischi per la salute ed i meccanismi di interazione.

         

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Lo scorso 2 marzo si è svolta la cerimonia di premiazione del Premio tesi IEEE-GRS29-Italy 2022. Il concorso, organizzato anche quest’anno congiuntamente dai Chapter IEEE Geoscience Remote Sensing Central-North Italy (GRS29-CNI) e South Italy (GRS29-SI), ha visto la premiazione delle tre migliori tesi di dottorato e delle tre migliori tesi di laurea magistrale su tematiche di geoscienze e telerilevamento discusse nel periodo dal 1° giugno 2021 al 31 maggio 2022. Tra i candidati di quest’anno, è risultato vincitore Davide Palmisano, assegnista di ricerca presso la sede IREA di Bari, per la tesi di dottorato dal titolo “Time series analysis of synthetic aperture radar data for surface soil moisture retrieval at high resolution”, svolta presso l'IREA e discussa all’Università di Roma Sapienza nel febbraio 2022.

La tesi svolta da Davide ha investigato l’utilizzo di dati radar ad apertura sintetica (SAR) ad alta densità temporale per la stima di umidità superficiale del suolo ad alta risoluzione spaziale. Questa tematica riveste grande interesse scientifico ed applicativo perché contribuisce a migliorare la comprensione del ciclo idrologico e a sostenere applicazioni quali, per esempio, le previsioni meteorologiche e il monitoraggio del rischio legato alle inondazioni e siccità.

La tesi si sviluppa su tre approfondimenti tematici. Il primo riguarda la stima dell’umidità del suolo su superfici agricole attraverso i dati SAR della missione Europea Sentinel-1 acquisiti ad alto angolo di incidenza (maggiore di 40 gradi). L’angolo di incidenza è uno dei parametri che modula la sensibilità dei dati SAR al livello di umidità del suolo. L’attività di Davide in questo contesto è consistita in uno studio sperimentale atto a quantificare la stima dell’umidità del suolo in funzione dell’angolo di incidenza e del tipo di coltura agricola. L’analisi di sensibilità all’umidità è stata ulteriormente investigata nel contesto del progetto internazionale finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) “SARSense”, organizzato in preparazione della futura missione “ROSE-L”. In questo ambito, Davide ha partecipato alle attività di raccolta ed analisi dei dati della campagna di misure svoltasi sul sito di Selhausen (Germania).

Il secondo aspetto sul quale si è focalizzata la tesi ha riguardato lo sviluppo di una metodologia per la stima di umidità del suolo basata sull’integrazione di informazione SAR di fase ed intensità. La motivazione è la nuova e crescente disponibilità di serie ad alta densità temporale di dati SAR, la quale rende possibile lo sviluppo di approcci di integrazione di dati SAR coerenti ed incoerenti.

Un terzo pilastro dello studio ha riguardato la quantificazione dell’accuratezza dei prodotti SAR di umidità del suolo attraverso misure in situ. In tutto il mondo sono presenti delle reti idrologiche che acquisiscono con continuità temporale la umidità del suolo in situ, la quale viene utilizzata per effettuare la validazione delle misure derivate da satellite. Con la disponibilità di nuove costellazioni SAR, vari prodotti di umidità del suolo saranno probabilmente disponibili su larga scala e con continuità temporale. Davide ha investigato aspetti legati allo sviluppo di protocolli di validazione adatti al prodotto SAR, caratterizzato da un’alta risoluzione spaziale.

Attualmente Davide sta continuando la sua attività di ricerca nell’ambito del telerilevamento SAR per la stima di parametri biofisici del suolo.

Sinistra: esempio di mappa di umidità superficiale del suolo (SSM) a ~100 m di risoluzione derivata dall’algoritmo SMOSAR (Soil MOisture retrieval from multi-temporal SAR data). L’immagine rappresenta la stima di SSM all’interno delle parcelle agricole (riportate in nero) di un’area della regione spagnola della Castilla y León, alla data del 17 giugno 2021. Destra: mappa di SSM su un’area più estesa. La regione della Castilla y León è riportata in rosso in alto a sinistra.

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Il 5 aprile 2023, presso la sala Expo dell’Area della Ricerca di Milano, via Corti 12, si terrà l’incontro per la presentazione del volume pubblicato da Springer: “Life in Science - Stories, Opinions and Advice for a New Generation of Scientists”, editors Diego Breviario e Jack A. Tuszynski.

Il volume raccoglie storie, riflessioni e consigli scritti da ventidue esperti ed esperte in vari settori di indagine scientifica. Tra gli autori, che affrontano la questione di cosa significhi fare scienza e quali atteggiamenti e pratiche lavorative che si sono dimostrate efficaci e gratificanti, è presente anche la ricercatrice Gloria Bordogna, Dirigente di Ricerca presso la sede IREA di Milano. L’evento offrirà ai partecipanti l’occasione per conoscere e interloquire dal vivo con alcuni delle autrici e degli autori presenti in sala.

Il libro è rivolto in particolare alle nuove generazioni, ai giovani che sono attratti dalla scienza, che stanno già intraprendendo gli studi universitari o che stanno considerando di fare della scienza la loro professione. Ma si rivela interessante anche per gli scienziati all'inizio della carriera che stanno cercando la loro strada migliore per il successo o per coloro che già da tempo la esercitano.

Springer ha dato spazio a scienziati e scienziate esperti in vari ambiti per descrivere la loro inclinazione originale, come quella disposizione soggettiva ha trovato la sua espressione nel loro modo di fare scienza, se le loro aspettative sono state soddisfatte e quali risultati possono rivendicare. Ma non si limita al successo: gli autori condividono anche i dettagli dei limiti e dei fallimenti che hanno incontrato. Ultimo, ma non meno importante, descrivono come vedono la scienza ora, come pensano che sarà nel prossimo futuro e quali consigli darebbero ai loro colleghi molto più giovani.

L’autrice e ricercatrice Gloria Bordogna, che in IREA si occupata di metodi per la rappresentazione di contenuti testuali, di linguaggi di interrogazione flessibili, di metodi di analisi di informazioni testuali e geografiche su Web e nelle reti sociali, durante l’evento del 5 aprile, ci parlerà del suo contributo al volume: “Ciò che conta davvero non è solo sapere "cosa", "dove" e "quando", ma anche sapere "come"”.

Interverranno: Yaroslav Blume, National Academy of Sciences of Ukraine; Gloria Bordogna, CNR-IREA; Diego Breviario, CNR-IBBA;  Piergiuseppe De Berardinis, CNR-IBBC, Roberto Defez, CNR-IBBR, Ajay Kholi, IRRI Philippines; Patrizia Lavia, CNR-IBPM; Fiorella Lo Schiavo, Università degli studi di Padova; Enzo Martegani, Università di Milano Bicocca; Peter Nick, Karlsruhe  Institute of Technology; Alfonsina Ramundo Orlando, CNR-IFT; Sara Patterson, Wisconsin University; Giuditta Perozzi, Cooperazione Internazionale Ministero Affari Esteri Italia; Paolo Plevani, Università di Milano, Giuliana Rubbia, INGV; Alessandro Vitale, CNR-IBBA

La partecipazione è gratuita previa prenotazione inviando email a: Questo indirizzo e-mail è protetto dallo spam bot. Abilita Javascript per vederlo.

Gli iscritti eccedenti i posti in sala potranno seguire l’evento in live streaming.

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L’Irea partecipa a Futuro Remoto, la storica manifestazione organizzata da Città della Scienza di Napoli, che si terrà dal 22 al 27 novembre con oltre 200 eventi dedicati al tema Equilibri.

I ricercatori dell’Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche condurranno i visitatori in magnifici ambienti di realtà virtuale in ognuno dei quali scopriranno una declinazione della parola “Equilibri” legata alle sue attività di ricerca, dal telerilevamento a microonde al bioelettromagnetismo e alla diagnostica elettromagnetica, tra satelliti e misurazioni di campi elettromagnetici in un viaggio che, partendo dall’analisi del lontano passato, attraversa il presente e guarda al futuro.

Terremoti, eruzioni vulcaniche, fenomeni di dissesto idrogeologico ci ricordano continuamente che la Terra è in continua ricerca di un suo equilibrio e va monitorata con continuità. I sensori montati a bordo di satelliti o utilizzati a terra ci aiutano a comprendere il dinamismo terrestre e acquatico e come esso evolve con lo scorrere del tempo. Un sistema in equilibrio è anche quello che descrive l’interazione tra i campi elettromagnetici e i sistemi viventi: una perturbazione di tale equilibrio può portare a effetti avversi, che possono essere evitati fissando dei limiti all’esposizione, ma anche ad effetti benefici, grazie al loro utilizzo in applicazioni terapeutiche. Equilibri tra geometrie variabili è ciò che descrive poi il rapporto tra umanità e ambiente nei secoli grazie all’analisi non invasiva dei reperti del passato.

L’evento proposto, dal titolo “riCREO Equilibri: Un viaggio virtuale per comprendere gli equilibri dinamici tra i campi elettromagnetici e l'ambiente, la salute e l'arte”, in programma il il 22, 23 e 24 novembre, è stato ideato allo scopo di coinvolgere il pubblico di tutte le età, per imparare divertendosi.

"riCREO Equilibri" è il denominatore comune delle iniziative proposte dai ricercatori di CREO - CampaniaREteOutreach, la rete di divulgazione scientifica degli Istituti campani del Consiglio Nazionale delle Ricerche a cui appartiene anche l’Irea. Attraverso l’impegno, l’inventiva e la collaborazione dei ricercatori afferenti agli istituti coinvolti nelle attività per questa edizione di Futuro Remoto, la rete CREO si popone di coinvolgere il pubblico sulle tematiche di attualità proposte e di stimolare un dialogo vivace e costruttivo con l’obiettivo di rafforzare il legame tra scienza e società.

In che modo la ricerca e l’innovazione spingeranno il “sistema pianeta” verso nuovi equilibri secondo un modello di sviluppo sostenibile? Dinanzi alle sfide globali con cui siamo chiamati a confrontarci di continuo e con uno sguardo verso il futuro, i ricercatori di CREO si metteranno letteralmente “in gioco”. I temi proposti saranno affrontati attraverso un approccio di educazione informale e multidisciplinare, che si avvale delle qualificate competenze in materie quali la chimica, l’ingegneria, la biologia, la fisica, la matematica, la medicina, le scienze della vita e lo sviluppo sostenibile.

L’Irea ha collaborato anche alla realizzazione della mostra Spazio che sarà visitabile anche dopo la conclusione della manifestazione e fino al al 31 luglio 2023. L’immagine di un interferogramma, ottenuto utilizzando la tecnica di interferometria satellitare del Radar ad apertura sintetica, porterà i visitatori a scoprire l’evoluzione del monitoraggio di uno dei siti più affascinanti e interessanti del mondo: l’area vulcanica campana.

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Misurare la contenuto idrico del suolo, ossia il contenuto d'acqua nel terreno, è essenziale per ridurre i rischi di conseguenze negative per la vita e la salute umana, l’ambiente, l’attività economica e le infrastrutture, connesse con le alluvioni nonché per prevedere un periodo di siccità. La misura dell'umidità del suolo è poi fondamentale per la pianificazione degli interventi di irrigazione dei campi agricoli.

Il telerilevamento a microonde è la principale sorgente d’informazioni a larga scala di contenuto idrico della superficie dei suoli che è una variabile climatica essenziale in quanto svolge un ruolo importante nello scambio di massa ed energia tra la superficie terrestre e l'atmosfera. Elaborando le immagini satellitari con algoritmi specifici, infatti, è possibile ottenere informazioni rilevanti sullo stato di salute della Terra.

E’ questo uno dei settori in cui sono concentrate da anni le attività di ricerca dell’IREA. In questo ambito i ricercatori della sede di Bari hanno sviluppato un prodotto in fase finale di ottimizzazione derivato dai dati radar acquisiti dai satelliti Sentinel S-1 appartenenti alla costellazione del  programma europeo Copernicus di osservazione della Terra. Il prodotto fornisce la misura del contenuto idrico medio del suolo in 1 km² ogni 6-12 giorni per il bacino del Mediterraneo. Inoltre, integrando i dati provenienti dai Sentinel S-2 è possibile fornire maggiori dettagli in termini spaziali, cioè misurare l’acqua nel suolo a livello dei singoli campi agricoli.

A questa attività di ricerca è dedicato un articolo firmato da Anna Balenzano, Ricercatrice dell’IREA-CNR, pubblicato il 5 novembre 2022 dalla Gazzetta del Mezzogiorno.

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Il terremoto di magnitudo 6,8 che ha colpito il sud del Marocco l’8 settembre 2023 (22:11:00 UTC), ha provocato uno spostamento massimo del suolo di circa 18 cm lungo la linea di vista del satellite e un minimo di circa -5 cm. (Figura 1). La misura della deformazione è stata ottenuta grazie a un sistema automatico di elaborazione sviluppato da un team di ricercatori del CNR-IREA e dell’INGV nell’ambito del Satellite data thematic core service dell’infrastruttura di ricerca EPOS (European Plate Observing System) applicando la tecnica dell'Interferometria differenziale radar ad apertura sintetica (DInSAR) ai dati acquisiti dal satellite europeo Sentinel-1A durante l'evento.

Il sistema, che viene attivato da un evento sismico, genera automaticamente una mappa dello spostamento superficiale del suolo attraverso il servizio EPOSAR. Il risultato viene immediatamente condiviso con la comunità scientifica attraverso il portale dati EPOS per ulteriori analisi. Successivamente la mappa di spostamento viene ulteriormente elaborata automaticamente dal sistema per ottenere informazioni sulla sorgente sismica che ha originato il terremoto, che in questo caso è risultata essere una faglia inversa che si immerge verso Nord con uno scorrimento massimo di circa 1,7 m, come mostrato in Figura 2.

Grazie al sistema di elaborazione automatica sviluppato è ora possibile gettare nuova luce su fenomeni drammatici come il terremoto del Marocco fornendo preziose indicazioni scientifiche sia agli scienziati che alle attività di prevenzione dei rischi.

Le informazioni sulla sorgente sismica sono disponibili sul sito dell'INGV e saranno presto integrate nel portafoglio di prodotti di EPOS. L'implementazione del sistema descritto è stata oggetto di una recente pubblicazione realizzata grazie al lavoro congiunto di ricercatori CNR-IREA e INGV.

Figura 2: Distribuzione dello spostamento della faglia ottenuto dai dati DInSAR

 Ringraziamenti

L’attività è stata condotta nell’ambito dell’Infrastruttura di Ricerca EPOS (European Plate Observing System) e dell’Accordo IREA – DPC 2022-2024. I dati Sentinel-1 sono stati forniti attraverso il programma Copernicus dell'Unione Europea.