Impact of climate extreme events on cultural heritage

Il patrimonio culturale è globalmente riconosciuto essere a rischio a causa dell'impatto di eventi climatici estremi. La valutazione e il monitoraggio di questi effetti impongono nuove e continue azioni di conservazione e la necessità urgente di un approccio innovativo di salvaguardia. L'individuazione di minacce e l'analisi degli impatti attuali e futuri sul patrimonio culturale sono quindi oggi una priorità per la comunità scientifica e le autorità pubbliche e private responsabili della sua protezione. L'obiettivo principale di questa ricerca è fornire strumenti e soluzioni di supporto ai decisori per la definizione di aree di rischio e vulnerabilità del patrimonio culturale esposto ad eventi estremi legati al cambiamento climatico. Questa ricerca contribuisce alla valutazione del rischio per i beni culturali fornendo: i) mappe di pericolosità a scala Europea e Mediterranea per il patrimonio culturale esposto a piogge intense, inondazioni e siccità prolungata; ii) una metodologia per la valutazione della vulnerabilità; e iii) l'elaborazione di strategie di preparazione. L'elaborazione di mappe di pericolosità legate ad eventi climatici estremi è un passo fondamentale per identificare le aree a rischio in Europa e nel Bacino del Mediterraneo esposte ad eventi estremi come piogge intense, inondazioni, frane e siccità. Indici di estremi climatici sono stati elaborati per valutare le statistiche degli eventi estremi di precipitazioni e temperatura e per produrre mappe climatiche di pericolosità e serie storiche sfruttando: i) set di dati misurati E-OBS; ii) dataset e prodotti numerici derivati da osservazioni satellitari (Copernicus C3S ERA5 ed ERA5 Land, NASA GPM IMERG) e iii) modelli climatici globali/regionali (EURO-CORDEX) per le proiezioni degli indici nel vicino e lontano futuro (scenari RCP4.5 e RCP8.5). D'altro canto, la stima della vulnerabilità svolge un ruolo chiave nella valutazione e nella riduzione del rischio ed è essenziale per definire strategie di adattamento e mitigazione. Sulla base di tre requisiti principali (suscettibilità, esposizione e resilienza), la metodologia proposta è applicabile per valutare la vulnerabilità del patrimonio costruito e del paesaggio culturale esposto a rischi idrometeorologici. I risultati ottenuti attraverso la sua validazione su 15 casi studio ubicati in 7 regioni europee hanno permesso di evidenziare punti di forza e limiti dell'approccio metodologico. La consultazione iterativa con le parti interessate locali è stata fondamentale per la definizione dei criteri/sottocriteri e dei relativi valori per la valutazione dei requisiti. Le conoscenze acquisite ed i risultati ottenuti in relazione alla mappatura dei rischi climatici e alla valutazione della vulnerabilità sono stati elaborati e strutturati in una piattaforma online denominata "Risk Mapping Tool for Cultural Heritage Protection", indirizzata a supportare i decisori nell'identificazione di aree a rischio e vulnerabilità del patrimonio culturale. Inoltre, nei casi studio, sono state messe a punto misure e strategie specifiche per migliorare la preparazione e le azioni di risposta in seguito ad un evento meteorologico estremo. Infine, in collaborazione con gli stakeholder operanti a livello territoriale, sono state formulate raccomandazioni per le Autorità Pubbliche e gli attori preposti alla gestione delle emergenze mirate al supporto della definizione di strategie per la tutela del patrimonio culturale a livello locale. Applicando la metodologia proposta, ci si aspetta di rispondere in modo proattivo alle esigenze delle parti interessate e delle figure politiche responsabili della mitigazione delle catastrofi e della salvaguardia dei beni culturali e di promuovere il coinvolgimento attivo dei cittadini e delle comunità locali nel processo decisionale.

Cultural heritage is globally recognized at risk as a consequence of the impact of climate-induced extreme events. The assessment and monitoring of these effects impose new and continuously changing conservation actions and urgent needs for innovative preservation and safeguarding approach. The identification of threats imposed by climate change on cultural heritage and the analysis of the current and future impacts on its tangible and intangible dimensions, is therefore a priority for the scientific community and the public and private authorities responsible for its protection. The main aim of this PhD research is to provide tools and solutions for supporting policy and decision-makers in the identification of risk areas and vulnerabilities for cultural heritage exposed to extreme events linked to climate change. This research contributes to risk assessment of cultural heritage assets by providing: i) hazard maps for Europe and the Mediterranean Basin, where cultural heritage is mostly exposed to heavy rain, flooding, and prolonged drought; ii) a methodology for vulnerability ranking, and iii) the setting up of preparedness strategies. The elaboration of hazard maps linked to climate extreme events is a key step to identify hazard-prone areas in Europe and the Mediterranean Basin exposed to calamitous events such as heavy rain, flood of large basin, flash flood, landslides, drought periods. Climate extreme indices were elaborated to evaluate statistics of extreme events for precipitation and temperature and to produce hazard climate maps and historic time series by exploiting i) state-of-the-art observational dataset E-OBS; ii) station-based and EO-based products (Copernicus C3S ERA5 and ERA5 Land, NASA GPM IMERG); iii) Regional Climate Models (Euro-CORDEX) for the elaboration of indices future projection in the near and far future under RCP 4.5 and 8.5 scenarios. On the other hand, the vulnerability evaluation plays a key role in risk assessment and reduction and it is essential for defining strategies for climate change adaptation and mitigation. Based on three major requirements (susceptibility, exposure, and resilience), the methodology here proposed is applicable for evaluating the vulnerability of built heritage and cultural landscape exposed to hydrometeorological hazards. The results obtained through its validation on 15 case studies from 7 European regions are shown to underline the strengths and limitations of the methodological approach. Iterative consultation with local stakeholders was fundamental for the definition of the criteria/subcriteria and related values for the assessment of the requirements. The knowledge gained and results obtained in relation to the climate hazard mapping and vulnerability assessment have been purposely elaborated and structured in an online platform named “Risk Mapping Tool for Cultural Heritage Protection” addressed to support policy and decision-makers in the identification of risk areas and vulnerabilities for cultural heritage. In addition, specific measures and strategies were developed at case studies to improve preparedness and response actions, after an extreme weather event occurs. Finally, recommendations addressed to Public Authorities and operational/rescue bodies have been set up in collaboration with the stakeholders working at the territorial level with the aim to strengthen the definition of strategies for the protection of cultural heritage at the local level. Through the application of the proposed methodology, it is expected to proactively target the needs and requirements of stakeholders and policymakers responsible for disaster mitigation and safeguarding of cultural heritage assets and to foster the active involvement of citizens and local communities in the decision-making process.