Missione Spantik Lab: concluse le attività scientifiche tra importanti test, installazioni e collaborazioni internazionali


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L’ultima fase della missione Spantik Lab, organizzata da EvK2CNR, si è conclusa con successo lo scorso 24 luglio, confermando l’efficacia delle operazioni scientifiche e tecnologiche condotte sul ghiacciaio Chogo Lungma. Le attività hanno visto l’installazione di avanzati sistemi di monitoraggio ambientale e idrologico, frutto della sinergia tra enti di ricerca italiani, pakistani e partner internazionali, sottolineando l’importanza della cooperazione scientifica per lo studio dei cambiamenti climatici e delle risorse idriche.


1. Installazioni finali e monitoraggio ambientale tra Campo Base e Arandu

Il 12 luglio, il team composto da Nicolas Guyennon (CNR-IRSA, idroglaciologia), Jacopo Gabrieli (CNR-ISP, chimica ambientale polare) e la guida alpina Paolo Conz ha raggiunto il Campo Base a 4.300 m s.l.m., dove ha installato una stazione meteorologica compatta (AWS - Automatic Weather Station)direttamente sul ghiacciaio. Questo sistema registra con precisione:

  • Temperatura e umidità dell’aria (sensori ventilati a elevata accuratezza ±0.1°C)
  • Radiazione solare (incoming/outgoing) e albedo superficiale
  • Velocità e direzione del vento (anemometro ultrasonico)
  • Bilancio energetico superficiale (sensori di calore latente e sensibile)

Dopo il rientro ad Arandu (3.100 m), il team ha completato la rete di monitoraggio installando una stazione idrometrica a ultrasuoni sul fiume, dotata di:

  • Misuratore di livello a radar (precisione1 mm)
  • Sensore di conducibilità/temperatura (per tracciare l’origine delle acque di fusione)
  • Sistema di trasmissione dati GSM

Il 16 luglio, il gruppo ha raggiunto Skardu, concludendo la missione insieme ai ricercatori della Karakuram International University (KIU), Qurat-ul-Ain Ahmad (GCISC/MoCC) e Anees Ahmad (Università di Milano).


2. Completamento della stazione ARES: un sistema rivoluzionario per il monitoraggio atmosferico in alta quota

Parallelamente, ad Arandu, Luca Di Liberto (CNR-ISAC, fisica dell’atmosfera) e Gianpietro Verza (EvK2CNR, ingegneria ambientale) hanno ultimato l’installazione di ARES (Autonomous Remote Environmental Station), una piattaforma sperimentale unica al mondo sviluppata nell’ambito del PNRR VITALITY grazie alla collaborazione tra PROAMBIENTE, EvK2CNR, INKODE, CNR-DSSTTA e CNR-ISAC.

Specifiche tecniche di ARES:

  • Monitoraggio gas traccia:
    • Ozono (O3) (spettrometro UV a doppio canale, risoluzione 0.5 ppb)
    • Black Carbon (BC) (microAethalometro MA350, range 0–1,000 µg/m³)
    • Particolato (PM1, PM2.5, PM10) (sensore ottico a dispersione laser, conforme EPA)
    • CO2 (NDIR a correzione termica, accuratezza ±1 ppm)
  • Sistema energetico autonomo:
    • Pannelli fotovoltaici bifacciali (400 W) + batterie LiFePO4 (5 kWh)
    • Gestione intelligente del power budget per garantire operatività invernale
  • Trasmissione dati:
    • Doppio canale (GSM + backup satellitare Iridium)
    • Archiviazione locale su memorie resistenti a -40°C

ARES rappresenta un unicum tecnologico, essendo la prima stazione portatile capace di operare in ambienti estremi (fino a 5.000 m) con autonomia plurimensile. I suoi dati saranno cruciali per studiare:

  • Transport di inquinanti in alta quota
  • Interazione aerosol-nuvole-precipitazioni
  • Impatto del black carbon sull’ablazione glaciale


3. Rientro dei team e attività glaciologiche avanzate

Il 17 luglio, il team EvK2CNR/UniMi (Maurizio Gallo, Francesca Da Polenza, Davide Fugazza, Cecilia Almagioni) ha condotto un trekking impegnativo (24 km, +1.700 m) per raggiungere campo intermedio a 3.700 m, dove ha:

  1. Installato una nuova AWS 
  2. Validato i dati della stazione glaciale CNR-IRSA/ISP, confermandone l’accuratezza
  3. Eseguito rilievi con drone equipaggiato con camera ottica e termica e che ha permesso di effettuare:

·      Rilievi fotogrammetrici della lingua glaciale

·      Analisi della sezione trasversale del ghiacciaio

·      Misurazioni termometriche e GPR (Ground Penetrating Radar) per valutare spessore e variazioni di massa

Il 20 luglio, durante il rientro, la squadra EvK2CNR/UniMi ha poi controllato le 5 paline ablometriche precedentemente installate su ghiacciaio a quota 3.000 mt, che hanno mostrato una fusione media di 60 cm; rientrati Arandu, sono stati infine scaricati i dataset completi delle stazioni AWS CAE e idrometrica e sono stati effettuate le misurazioni della portata del fiume, completando così il quadro idro-meteorologico della zona. Dopo gli ultimi settaggi ad ARES, tutti i componenti del team hanno lasciato Arandu alla volta di Skardu, un viaggio in jeep difficoltoso per le avverse condizioni meteo e le piogge torrenziali che hanno colpito il Gilgilt Baltistan.


4. Conclusioni: Una rete di monitoraggio integrata e collaborazioni strategiche

La missione Spantik Lab ha permesso di potenziare la rete di monitoraggio ambientale nel Karakorum, con l’installazione di:

  • Stazioni meteorologiche ad alta quota
  • Sistemi idrometrici
  • ARES, la prima stazione portatile per la qualità dell’aria in ambiente montano
  • IHEMS (Indoor Health and Environment Monitoring System)

I dati raccolti saranno fondamentali per studiare i cambiamenti climatici, la criosfera e le risorse idriche, confermando l’importanza della collaborazione tra Italia, Pakistan e istituzioni internazionali.
Questa prima missione del progetto SPANTIK Lab ha visto la collaborazione tra EvK2CNR, CNR ISAC, ISP, IRSA, Università degli Studi di Milano, Karakorum International University, University of Baltistan, the Gilgit-Baltistan Disaster Management Authority (GBDMA), Global Climate-Change Impact Studies Centre (GCISC) Ministry of Climate Change MOCC del Pakistan, l’Environment Protection Agency del Gilgit Baltistan; alcune della attività della missione si sono svolte nell'ambito del progetto Water for Development sostenuto dal MAECI attraverso l'AICS e implementato da EvK2CNR e UNDP. 


Tra ricerca scientifica e un paesaggio incontaminato. Ph credits. F. Da Polenza, C. Almagioni, D Fugazza


Successful Conclusion of the Spantik Lab Mission: Advancing Environmental Monitoring in the Karakoram

The final phase of the Spantik Lab mission, organized by EvK2CNR, was successfully completed on July 24, confirming the effectiveness of the scientific and technological operations conducted on the Chogo Lungma Glacier. The mission involved the deployment of advanced environmental and hydrological monitoring systems, resulting from the collaboration between Italian and Pakistani research institutionsand international partners, highlighting the importance of scientific cooperation in studying climate change and water resources.

1. Final Installations and Environmental Monitoring Between Base Camp and Arandu

On July 12, the team - comprising Nicolas Guyennon (CNR-IRSA, hydroglaciology), Jacopo Gabrieli (CNR-ISP, polar environmental chemistry), and mountain guide Paolo Conz - reached Base Camp at 4,300 m a.s.l., where they installed a compact Automatic Weather Station (AWS) directly on the glacier. This system precisely records:

  • Air temperature and humidity (ventilated high-accuracy sensors, ±0.1 C)
  • Solar radiation (incoming/outgoing) and surface albedo
  • Wind speed and direction (ultrasonic anemometer)
  • Surface energy balance (latent and sensible heat sensors)

After returning to Arandu (3,100 m), the team completed the monitoring network by installing an ultrasonic hydrometric station on the river, equipped with:

  • Radar water level sensor (1 mm accuracy)
  • Conductivity/temperature sensor (to track meltwater sources)
  • GSM data transmission system

On July 16, the group reached Skardu, concluding the mission alongside researchers from the Karakoram International University (KIU), Qurat-ul-Ain Ahmad (GCISC/MoCC), and Anees Ahmad (University of Milan).

2. Completion of the ARES Station: A Breakthrough in High-Altitude Atmospheric Monitoring

Simultaneously, in Arandu, Luca Di Liberto (CNR-ISAC, atmospheric physics) and Gianpietro Verza(EvK2CNR, environmental engineering) finalized the installation of ARES (Autonomous Remote Environmental Station), a world-unique experimental platform developed under the PNRR VITALITY project through collaboration between PROAMBIENTE, EvK2CNR, INKODE, CNR-DSSTTA, and CNR-ISAC.

ARES Technical Specifications:

  • Trace gas monitoring:

  • Ozone (O3) (dual-channel UV spectrometer, 0.5 ppb resolution)
  • Black Carbon (BC) (microAethalometer MA350, range 0–1,000 µg/m3)
  • Particulate matter (PM10, PM2.5, PM10) (laser-scattering optical sensor, EPA-compliant)
  • CO2 (thermally corrected NDIR, ±1 ppm accuracy)

Autonomous power system:

  • Bifacial photovoltaic panels (400 W) + LiFePO4 batteries (5 kWh)
  • Smart power budget management for winter operation

Data transmission:

  • Dual-channel (GSM + Iridium satellite backup)
  • Local storage on -40 C-resistant memory

ARES represents a technological breakthrough, being the first portable station capable of operating in extreme environments (up to 5,000 m) with multi-month autonomy. Its data will be crucial for studying:

  1. High-altitude pollutant transport
  2. Aerosol-cloud-precipitation interactions
  3. Black carbon’s impact on glacial ablation


3. Team Return and Advanced Glaciological Activities

On July 17, the EvK2CNR/UniMi team (Maurizio Gallo, Francesca Da Polenza, Davide Fugazza, Cecilia Almagioni) undertook a demanding 24 km trek (+1,700 m elevation) to reach an intermediate camp at 3,700 m, where they:

  1. Installed a new AWS
  2. Validated data from the CNR-IRSA/ISP glacial station, confirming its accuracy
  3. Conducted drone surveys equipped with optical and thermal cameras, enabling:
  • Photogrammetric mapping of the glacier tongue
  • Cross-sectional analysis of the glacier
  • Thermometric and GPR (Ground Penetrating Radar) measurements to assess ice thickness and mass variations

On July 20, during their return, the EvK2CNR/UniMi team checked five ablation stakes previously installed on the glacier at 3,000 m, which showed an average melting of 60 cm. Back in Arandu, they downloaded full datasets from the AWS CAE and hydrometric stations and conducted river discharge measurements, completing the hydro-meteorological assessment of the area. After final adjustments to ARES, all team members departed for Skardu, facing challenging weather conditions and torrential rains in Gilgit-Baltistan.

4. Conclusions: An Integrated Monitoring Network and Strategic Collaborations

The Spantik Lab mission strengthened the environmental monitoring network in the Karakoram by deploying:

- High-altitude meteorological stations
- Hydrometric systems
- ARES, the first portable mountain air quality station
- IHEMS (Indoor Health and Environment Monitoring System)

The collected data will be essential for studying climate change, the cryosphere, and water resources, confirming the importance of collaboration between Italy, Pakistan, and international institutions.

This first mission of the SPANTIK Lab project involved cooperation between:

  • EvK2CNR, CNR ISAC, ISP, IRSA, University of Milan
  • Karakoram International University, University of Baltistan
  • Gilgit-Baltistan Disaster Management Authority (GBDMA)
  • Global Change Impact Studies Centre (GCISC), Ministry of Climate Change (MoCC), Pakistan
  • Gilgit-Baltistan Environment Protection Agency

Some activities were conducted under the "Water for Development" project, supported by MAECI through AICS and implemented by EvK2CNR and UNDP.