La regione mediterranea (MR) comprende il più grande mare semi-chiuso della Terra ed è un'area di straordinario valore di biodiversità così come di intense attività umane. L'MR ha un carattere distintivo in quanto si trova in una zona di transizione tra le temperate, fredde latitudini miti e i tropici con diverse oscillazioni atmosferiche su larga scala/modelli di connessione. Questo determina un'alta variabilità temporale del clima che causa periodi di eccesso di acqua con inondazioni diffuse seguite da episodi di siccità e ondate di calore, rendendo la regione molto vulnerabile agli estremi idrologici. Di conseguenza, risolvere il ciclo dell'acqua nel MR è essenziale per proteggere le persone e garantire la sicurezza idrica e alimentare.

Gli sforzi precedenti per risolvere il ciclo dell'acqua nel MR hanno utilizzato gli output dei modelli o le rianalisi e i dati in situ. In questo contesto, l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha sostenuto significativi sforzi scientifici per far progredire il modo in cui possiamo osservare e caratterizzare il ciclo dell'acqua del Mediterraneo dai satelliti con i progetti Watchful, Irrigation+, e WACMOS-Med. Tuttavia, le limitazioni nella risoluzione nello spazio e nel tempo, l'accuratezza, la definizione dell'incertezza e la coerenza tra i prodotti ostacolano l'uso dei prodotti per l'applicazione operativa in diversi domini (ad esempio, l'agricoltura, la gestione delle risorse idriche, gli estremi idro-climatici e i rischi geologici) sul MR.

Il nuovo progetto ESA "4DMED-Hydrology" mira a sviluppare una ricostruzione ad alta risoluzione e coerente del ciclo dell'acqua terrestre del Mediterraneo utilizzando gli ultimi sviluppi dei dati di Osservazione della Terra (EO) come quelli derivati dalle missioni ESA-Copernicus. Sfruttando le precedenti iniziative dell'ESA, 4DMED-Hydrology intende 1) dimostrare come questa capacità EO può aiutare a descrivere le interazioni tra i complessi processi idrologici e la pressione antropogenica; 2) sfruttare le sinergie tra i dati EO per recuperare le diverse componenti del ciclo dell'acqua (cioè, precipitazione, umidità del suolo, evaporazione, deflusso, scarico dei fiumi) al fine di rappresentare accuratamente il nostro ambiente e di alimentare sistemi avanzati di supporto decisionale in un clima che cambia per una società più resiliente.

Il progetto è organizzato in quattro fasi successive: 1) sviluppare set di dati ad alta risoluzione (1 km, giornaliero, 2015-2021) basati su EO delle diverse componenti del ciclo dell'acqua capitalizzando le missioni Sentinel e i precedenti progetti ESA; 2) fondere questi set di dati per chiudere il bilancio idrico terrestre, e fornire un set di dati coerente di alta qualità; 3) affrontare le principali lacune di conoscenza nelle scienze del ciclo dell'acqua migliorando la nostra comprensione dei complessi processi che governano il ruolo del MR nel sistema terrestre e climatico con il ciclo dell'acqua; 4) trasferire i nuovi risultati scientifici in soluzioni per la società attraverso quattro casi studio orientati all'utente che si concentrano sul rischio di inondazioni e frane, sulla siccità e sulla gestione delle risorse idriche coinvolgendo agenzie operative, istituzioni pubbliche e operatori economici nel MR. 4DMED-Hydrology si concentrerà su quattro aree di test, tra cui il bacino del fiume Po in Italia, il bacino del fiume Ebro in Spagna, il bacino del fiume Hérault in Francia e il bacino del fiume Medjerda in Tunisia, che rappresentano i climi, la complessità topografica, l'uso del territorio, le attività umane e i rischi idrometeorologici del MR. I prodotti sviluppati saranno estesi all'intera regione. I prodotti risultanti basati su EO saranno accessibili da un catalogo Open Science ospitato e gestito dall'ESA.