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World of Science | Review ISSW2018: Idrologia della neve, sostenibilità e cambiamenti climatici

Cosa succede nella scienza della neve?

23/01/2020

Conclusione del poster — Poster Wrap Up

ISSW 2018

Ogni due anni, l'International Snow Science Workshop (ISSW) riunisce scienziati e professionisti provenienti da una vasta gamma di aree tematiche diverse, ma sempre legate alla neve. Le nuove scoperte e i risultati della ricerca vengono presentati in diversi blocchi tematici - le cosiddette sessioni. Noi suddividiamo il tutto in bocconi più o meno digeribili e riassumiamo per voi le sessioni dell'ISSW2018 ogni quindici giorni.

Questa volta: idrologia della neve, sostenibilità e cambiamenti climatici

Questa sessione ha un focus tematico relativamente ampio e copre una vasta gamma di argomenti. Mentre alcuni contributi si occupano di cambiamenti su larga scala della copertura nevosa e delle sue caratteristiche idrologiche, altri entrano nel dettaglio, ad esempio per quanto riguarda particolari metodi di misurazione o nuovi approcci di modellazione. La sostenibilità in senso stretto è poco discussa, ma ci sono alcuni contributi un po' fuori luogo che avrebbero potuto essere più adatti ad altre sessioni.

Neve e cambiamenti climatici

Dal 1880, la temperatura media nella regione alpina è aumentata di 2°C, circa il doppio dell'aumento della temperatura globale nello stesso periodo. Mentre l'aumento delle temperature è chiaramente visibile nei dati di misurazione e nella modellazione degli sviluppi futuri, le incertezze sono molto maggiori per quanto riguarda le precipitazioni. Alle basse e medie altitudini, le precipitazioni cadono sempre più spesso sotto forma di pioggia anziché di neve. Alle alte quote, ci sono poche tendenze chiare nella quantità di neve. I risultati dei modelli suggeriscono addirittura un leggero aumento delle precipitazioni in alcune regioni, che porterebbe anche a un aumento della neve a quote sufficientemente elevate (Gobiet et al., Climate Change in the Alps and its consequences for snow). I cosiddetti "eventi di pioggia su neve" - pioggia che cade su un manto nevoso esistente - stanno diventando più frequenti, dato che in inverno piove più spesso ad alte quote (Juras et al, Effect of snow cover on hydrological response during rain on snow events).

Gli effetti dei cambiamenti nella copertura nevosa sono molteplici: gli spostamenti a lungo termine della data di uscita o di entrata della neve, lo scioglimento anticipato delle nevi e/o la riduzione delle profondità della neve, ad esempio, sono di grande importanza per il bilancio idrico degli ecosistemi locali e regionali (Wieser. Il contributo dello scioglimento della neve al bilancio idrico annuale nelle Alpi tirolesi). I semi di alcune piante germogliano o meno a seconda che il terreno sia innevato, con relative implicazioni per i raccolti agricoli (Zhao et al., Effects of snow cover on seed germination for two species in Iron Mine Tailling, Cold Desert). Se viene prodotta più neve a causa della mancanza di neve naturale, la vegetazione sulle piste da sci cambia ( Bacchiocchi et al., Sustainability of small ski resorts and ski slope management under climate change in South Tyrol)

Paesi e montagne diverse, tendenze simili

Studi di diverse regioni esaminano i cambiamenti osservati (già avvenuti) e modellati (che avverranno in futuro) nella copertura nevosa a causa dei cambiamenti climatici. Uno studio basato su modelli in Giappone, ad esempio, prevede una significativa diminuzione della quantità di neve fresca, delle profondità massime e medie della neve e dei giorni con copertura nevosa a Hokkaido, con diversi modelli climatici che forniscono risultati diversi nel dettaglio (Katsuyama et al., Global warming response of snowpack in Hokkaido, Northern Island of Japan).

Nelle Alpi italiane si osserva una diminuzione della quantità di neve fresca e della copertura nevosa, soprattutto in primavera. Nei mesi di marzo e aprile, c'è sempre meno neve, soprattutto nella fascia di altitudine tra 800-1500 m, e la linea di altitudine da cui ci si può aspettare la neve in modo affidabile (da dicembre ad aprile almeno 100 giorni con almeno 30 cm di copertura nevosa - parametro tipico) è aumentata fino a 300 m (Valt et al., Snow cover and climate changes in the Italian Alps (1930-2018)). I dati di misurazione di altre regioni alpine mostrano un quadro simile.

Uno studio russo tenta di determinare le tendenze del numero di nevicate "estreme" e scopre che i dati in materia sono troppo scarsi e che - sulla base di una base di dati non particolarmente buona - le nevicate abbondanti tendono a verificarsi più frequentemente, causando problemi ai trasporti e alle infrastrutture. Purtroppo, è piuttosto raro che lavori russi di questo tipo in lingua inglese riescano a entrare nel panorama della ricerca internazionale. Le barriere linguistiche sono evidenti anche in questo caso, al più tardi nell'etichettatura in cirillico delle figure ( Fedotava, Extreme snowfalls in Russia).

Il salto di scala dall'aumento della temperatura media globale agli effetti concreti sul manto nevoso a livello locale è tutt'altro che banale e ci sono ancora diverse sfide per i modellatori. Utilizzando come esempio il massiccio della Chartreuse, vicino a Grenoble, è stato fatto un tentativo in questa direzione, accoppiando un modello climatico con un modello di copertura nevosa (Crocus). Per un aumento della temperatura globale di 1,5°C, si prevede una diminuzione del manto nevoso del 25% a circa 1500M (Chartreuse) - per aumenti di temperatura più marcati una diminuzione altrettanto maggiore (Morin et al., Linking Variations of meteorological and snow conditions in the french mountain regions to global temperature levels).

Meno rischi naturali legati alla neve nelle aree urbane grazie al cambiamento climatico? — Minori rischi naturali legati alla neve nelle aree urbane a causa del cambiamento climatico?

Hestnes et al.

Determinare lo stato attuale

Anche gli studi che si concentrano meno sul passato o sul futuro e più sulla determinazione dello stato attuale della copertura nevosa in diverse regioni sono fortemente rappresentati nella sessione. Come tutti sappiamo, non si tratta di un'impresa banale e anche in questo caso ci sono contributi che riguardano da un lato dati di misura, dall'altro lavori incentrati su modelli e naturalmente combinazioni di entrambi.

In Italia, l'analisi di dati su larga scala viene utilizzata per stabilire ciò che si è sempre pensato: La neve nelle regioni più marittime (Alpi Marittime, Veneto, Alpi Giulie) è in media più pesante e più densa di quella delle aree più alte e più secche, più lontane dal mare (Valt et al, Snowcover density and SWE in the Italian Alps).

In Afghanistan, si può solo sognare di avere dati sulla neve misurati localmente. Tuttavia, ci sono sempre valanghe di grandi dimensioni che causano danni alle infrastrutture e mettono a rischio gli insediamenti, motivo per cui un sistema rudimentale di allarme valanghe basato su dati satellitari e previsioni meteorologiche è importante e utile per le comunità colpite. In questo contesto, si cerca costantemente di migliorare la modellazione dell'equivalente di acqua della neve e di altri parametri della neve e di calibrare i modelli con i pochi dati di misura disponibili (Hamilton Bair et al, Using machine learning and snow water equivalent reconstruction to predict today's SWE and avalanche conditions in Afghanistan).

I dati satellitari non sono ovviamente utilizzati solo in Afghanistan, ma sono in generale estremamente preziosi per le analisi su larga scala della neve. Tuttavia, è spesso difficile stabilire se il satellite vede davvero ciò che accade al suolo. Un progetto di citizen science su larga scala sta cercando di porre rimedio a questa situazione da diversi anni e invita le persone a misurare e segnalare le profondità della neve mentre sono in tour. (Wikstrom Jones et al, Community snow observations (CSO): A citizen science campagin to validate snow remote sensing products).

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La citizen science aiuta a raccogliere i dati. — Citizen Science aiuta nella raccolta dei dati.

Wikstrom Jones et al.

Non vogliamo approfondire in questa sede i contributi della sessione seguente a causa dell'elevato livello di dettaglio e della relativamente scarsa rilevanza per lo sci, ma è opportuno menzionarli qui:

Dettagli sulle misurazioni

Fromm et al, Un dispositivo meccanico per determinare il contenuto volumetrico di acqua liquida della neve - snowpress.

Engel et al, How do different snowmelt sampling methods for tracers affect hydrograph separation? Un'analisi comparativa in tre bacini alpini.

Helfricht et al, Investigating performance and correlation of ground-based snow depth and precipitation measurements.

Modelling issues

Hirashima et al, Simulazione dell'infiltrazione di acqua liquida - confronto tra un modello tridimensionale di trasporto dell'acqua e un approccio a doppio dominio che utilizza il manto nevoso.

Schellander et al, Bivariate spatial modelling of snow depth and snow water equivalent extremes in Austria. Winkler et al, Modeling SWE exclusively from daily snow depths.

Sviluppo modellato della copertura nevosa a diverse altitudini in base a diversi scenari di emissione. — Sviluppo modellato della copertura nevosa a diverse altitudini, in base a diversi scenari di emissione.

Gobiet et al.

Varie - non poco interessanti, ma che non colgono il senso della sessione?

Le valanghe contribuiscono talvolta in modo significativo all'accumulo invernale sui ghiacciai, che a sua volta ha un impatto sulle condizioni idrologiche del bacino idrografico (Lazarev et al, Estimation of accumulation from snow avalanches in the mountain glaciers).

Una valanga di neve scorrevole che minaccia una strada in Norvegia è stata osservata e misurata con diversi metodi per diversi anni. Il monitoraggio InSAR (interferometria radar) sembra essere il più pratico e il più adatto per un sistema di allarme operativo (Humstad et al, The Stavbrekka glide avalanche in Norway - lessons learned after three years of monitoring).

Nella Kunes Valley di Tianshan, in Cina, nel periodo 2011-2017 si sono verificati cinque eventi valanghivi significativi associati a terremoti. (Hao et al., Climatic factors triggering snow avalanche in Kunes Valley of Tianshan Mountains, China (no ext. Abs)).

Conclusione

I contributi a questa sessione sono piuttosto eterogenei in termini di argomenti, ma possono essere riassunti come segue: I cambiamenti climatici hanno un impatto sulla neve e quindi anche sul bilancio idrico. Più fa caldo, più il limite della neve si alza, con le relative conseguenze sulla durata, l'altezza, la composizione, ecc. del manto nevoso. È difficile modellare con precisione i cambiamenti dei suddetti parametri e dei relativi processi su piccola scala spaziale, anche se le tendenze su larga scala sono chiare.

È inoltre ancora difficile scoprire quanta neve c'è e quanta acqua contiene. Si sta tentando di rispondere a questa domanda utilizzando vari metodi di misurazione e approcci di modellazione, ma se si vuole davvero sapere con esattezza, si dovrebbe andare a sciare di persona e vedere se c'è una bella spolverata.

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Nota

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All'originale (Tedesco)