Scale dependence of hydrological effects from different climatic conditions on glacierized catchments

Gli ambienti d’alta quota sono particolarmente sensibili ai cambiamenti climatici ed effetti molto rapidi ed intensi interessano la criosfera alpina. La conoscenza della risposta idrologica dei bacini d’alta quota è un aspetto chiave nella gestione della risorsa idrica, specialmente nell’attuale contesto di variazione climatiche. Attualmente assistiamo ad una minor percentuale di precipitazioni solide, una redistribuzione temporale e variazione nelle quantità delle precipitazioni, temperature più alte e periodi di siccità estiva più frequenti. Nonostante i rimanenti ambienti nivo-glaciali riescano ancora a garantire sufficienti apporti idrici, il tasso di riduzione dei ghiacciai attuali è molto rapido. I ghiacciai d’alta quota a livello mondiale hanno cominciato a ritirarsi dalla seconda metà del XIX secolo. Le Alpi, ad esempio, hanno perso circa due terzi della superficie glaciale iniziale, accelerando il tasso di perdita dal 2003. A questo ritmo la capacità dei ghiacciai di tamponare le fluttuazioni del regime idrologico, determinate dal clima, si esaurirà rapidamente. Negli ultimi decenni, diversi anni particolarmente caldi e secchi hanno dimostrato come i ghiacciai possano compensare le scarse precipitazioni con un significativo contributo ai deflussi in bacini piuttosto estesi specialmente in estate. Il duplice obbiettivo di questo lavoro è quello di capire come condizioni climatiche ed estensioni glaciali differenti possano modificare la risposta idrologica di bacini alpini glacializzati, e analizzare l’effetto di scala della risposta idrologica nonché l’impatto sulla disponibilità idrica. Le indagini sono state effettuate nel bacino idrografico del fiume Noce, uno bacino di 1050 km2 situato nelle Alpi italiane orientali, e in tre sottobacini del medesimo spartiacque con aree comprese tra 8 e 385 km2 e differenti percentuali di glacializzazione. Relativamente a quest’area esistono informazioni preziose sull'evoluzione passata e attuale sia dal punto di vista climatico che glaciale. In particolare, sono disponibili rare serie di dati meteorologici ed idrometrici ad alta quota, ricostruzioni delle oscillazioni dei ghiacciai sin dalla Piccola Era Glaciale (PEG) e misure di bilancio di massa glaciale. Sulla base di questi dati, e considerando le elevate incertezze degli studi modellistici che utilizzano scenari futuri di evoluzione del clima e dei ghiacciai, abbiamo effettuato un’analisi di sensibilità basata sulle osservazioni passate. Questo approccio ha il vantaggio di analizzare la sensibilità del sistema glacio-idrologico dell'area di studio in condizioni climatiche e di copertura glaciale effettivamente osservate, riducendo così la principale fonte di errore causata da approcci modellistici che si basano su proiezioni future. Inoltre, sfruttando osservazioni reali, questo approccio è in grado di aumentare la coerenza interna della modellazione glacio-idrologica qui implementata sia in fase di calibrazione che di validazione. Un inconveniente di questo metodo è che non tiene in considerazione i cambiamenti futuri del clima e delle estensioni glaciali. Per sopperire a questa mancanza, abbiamo deciso di analizzare anche una situazione di completa assenza di copertura glaciale, nonché alcuni anni recenti considerati meteorologicamente “estremi”, come ad esempio il 2003 che è stato spesso indicato come possibile esempio di condizioni climatiche future durante l’estate. I risultati di questo studio confermano le precedenti ricerche che indicano una progressiva transizione dei bacini analizzati da un regime glaciale a uno nivo-idrologico, con una tendenza di rapida decrescita dei deflussi nella seconda parte dell’estate dopo la fusione della neve stagionale. I risultati dimostrano inoltre che il picco di deflusso tende ad essere anticipato, spostandosi da metà a inizio estate. Durante i periodi di maggior fusione dei ghiacciai, come negli anni ’40 e 2000, e nei bacini più piccoli con elevata percentuale di glacializzazione, i diversi scenari di copertura glaciale (PEG, attuale e assenza di ghiacciai) hanno forti impatti nei deflussi nel mese di agosto. Rispetto ad un’assenza di copertura glaciale, i ghiacciai attuali garantiscono ancora elevati deflussi durante l’estate in ogni condizione climatica considerata. Tuttavia, questo effetto tampone dei ghiacciai è in gran parte diminuito se confrontato con le condizioni di estensione durante la PEG, e questa diminuzione è direttamente correlata con l’estensione dei bacini considerati. Sebbene il bacino più piccolo e più glacializzato conservi ancora il 50% dell’effetto tampone iniziale in agosto, i bacini più grandi ne mantengono solo il 25-30%. Evidentemente, il contributo glaciale al deflusso tardo estivo diminuisce progressivamente passando dal bacino di testata ai bacini a quota inferiore ed estensione maggiore. Tuttavia, il tasso di decrescita tende ad appiattirsi per estensioni più grandi di 80 km2, e raggiunge il 26% nel bacino più esteso tra quelli analizzati. Se si analizzano estati estremamente calde e secche, come il 2003, è particolarmente interessante notare che l’attuale contributo glaciale al deflusso tardo estivo del bacino più grande raggiunge il 60%. Tuttavia, un aumento del deflusso a causa della fusione glacio-nivale in condizioni come il 2003, si è verificato solo nel bacino di testata con la percentuale di glacializzazione più elevata, mentre l’estensione dei ghiacciai durante la PEG avrebbe assicurato, con le medesime condizioni meteorologiche, un aumento dei deflussi in tutti i bacini analizzati. Questo suggerisce che nell’area di studio il picco di portata attribuibile alla fusione dei ghiacciai, sotto l’influsso dell’attuale riscaldamento globale, si è già verificato.