Temperatura Superficiale della Terra

Temperatura Superficiale della Terra (LST)

Panoramica

La temperatura superficiale della terra (LST, Land Surface Temperature) è la misura della temperatura della superficie terrestre, distinta dalla temperatura dell'aria misurata dalle stazioni meteorologiche. Espressa in gradi Celsius (°C), la LST fornisce un indicatore diretto degli effetti del riscaldamento globale e del cambiamento climatico sulla superficie terrestre, con particolare rilevanza per la valutazione dell'isola di calore urbana (UHI, Urban Heat Island) e delle condizioni di stress termico degli ecosistemi.

Valori elevati di LST sono associati a impermeabilizzazione del suolo, riduzione della copertura vegetale, aumento dell'evapotraspirazione da stress idrico e riduzione dei servizi ecosistemici di raffreddamento. Il KPI è invertito: temperature superficiali più alte indicano condizioni più sfavorevoli per la biodiversità e gli ecosistemi.

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Metodologia di Calcolo

Il calcolo utilizza il dataset Landsat 8 (NASA, 30 m di risoluzione), disponibile dal 2013 a oggi tramite la banda termica TIR (Thermal Infrared).

Il processo di calcolo segue le seguenti fasi:

1. Selezione del periodo estivo — viene calcolata la media dei mesi di giugno, luglio e agosto (stagione calda). Se giugno non è disponibile per carenza di dati, viene usato maggio; se agosto non è disponibile, viene usato settembre
2. Filtraggio cloud — rimozione dei pixel nuvolosi tramite la banda QA_PIXEL con valori accettati: 21824, 21888, 30048. La soglia di cloud coverage è dinamica: parte dal 20% e può essere aumentata fino al 100% se i dati disponibili sono insufficienti
3. Conversione in temperatura — i valori DN della banda termica vengono convertiti in temperatura superficiale (°C) tramite i coefficienti di calibrazione Landsat
4. Media spaziale — calcolo del valore medio di LST su tutti i pixel del poligono per il periodo selezionato

Unità di misura: gradi Celsius (°C)

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Fonti Dati

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Range e Livelli di Qualità

Invertito = Sì: una temperatura superficiale più alta indica condizioni peggiori per la biodiversità (stress termico, isola di calore, perdita di habitat).

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Note Tecniche

• La media è calcolata sui mesi estivi (giugno, luglio, agosto) per catturare il picco termico annuale
• Sostituzione adattiva: giugno → maggio se mancante; agosto → settembre se mancante
• Il filtraggio cloud usa la banda QA_PIXEL con soglia dinamica (20%–100%) per massimizzare la disponibilità dei dati
• La LST può differire significativamente dalla temperatura dell'aria (fino a +10–20°C su superfici impermeabili in estate)
• Il satellite Landsat 8 ha un'orbita con rivisitazione di 16 giorni, il che limita la disponibilità temporale in presenza di nuvole persistenti

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Riferimenti Bibliografici

1. Wan, Z. (2014). "New refinements and validation of the collection-6 MODIS land-surface temperature/emissivity product". Remote Sensing of Environment, 140, 36–45.
2. Weng, Q., Lu, D., Schubring, J. (2004). "Estimation of land surface temperature–vegetation abundance relationship for urban heat island studies". Remote Sensing of Environment, 89(4), 467–483.
3. Voogt, J.A., Oke, T.R. (2003). "Thermal remote sensing of urban climates". Remote Sensing of Environment, 86(3), 370–384.

Responsabile: Claudio Barbieri