Ricerche di idrologia nivale nei bacini di alimentazione parzialmente ghiacciati
La regione alpina è soggetta a costanti mutamenti. Con il ritiro dei
ghiacciai è possibile seguire dal vivo la formazione di nuovi paesaggi. Dal momento che i processi che causano simili mutamenti
si svolgono in modo relativamente veloce, le superfici di ritiro dei ghiacciai
assumono grande importanza per la ricerca.
Il nostro gruppo di ricerca studia i processi idrologici che si verificano nel fronte del ghiacciaio Damma nel Canton Uri, nel quadro
di due progetti multidisciplinari sulla formazione di terreni ed ecosistemi: BigLink e SoilTrec. La ricerca si
concentra sulle relazioni esistenti tra fattori climatici, disgelo di neve e
ghiaccio da un lato, e deflusso, acqua freatica e umidità del suolo dall'altro.
Una delle domande principali è: quali conseguenze
avranno a medio termine l'aumento globale delle temperature e lo scioglimento
dei ghiacciai sul bilancio idrico (fig. 1)?
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Fig. 1: Il bilancio idrico nel fronte del ghiacciaio Damma nel Canton Uri è
condizionato dal disgelo di neve e ghiaccio. L'acqua alimenta il
Göscheneralpsee, un lago artificiale utilizzato per la produzione di energia
elettrica.
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Il disgelo di neve e
ghiaccio nel torrente di montagna
Nella regione interessata dalla ricerca, il deflusso varia notevolmente nel
corso della stagione (fig. 2). Sebbene il bacino di alimentazione sia
ghiacciato per il 50% circa, è il disgelo nevoso a contribuire maggiormente
alla formazione del deflusso. Solo verso il mese di agosto, quando una parte
più estesa della superficie del ghiacciaio è priva di neve, la dinamica del
deflusso viene invece influenzata dal disgelo del ghiaccio. Nelle condizioni
climatiche odierne, la pioggia contribuisce solo per una piccola percentuale al
deflusso totale. I nostri calcoli dimostrano tuttavia che a medio termine
queste percentuali di deflusso saranno soggette a mutamenti a causa dei
previsti cambiamenti climatici.
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Fig. 2: Nell'area parzialmente ghiacciata interessata dalla ricerca, il deflusso
varia notevolmente nel corso della stagione (alto). I modelli di calcolo
dimostrano che il disgelo nevoso contribuisce in gran parte al deflusso totale.
Solo successivamente, in estate, il deflusso viene invece condizionato dal
disgelo del ghiaccio (basso).
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Oscillazioni giornaliere
simili a quelle delle zone influenzate dalle maree
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Fig. 3: I processi di disgelo nevoso sono soggetti a un pronunciato ciclo
giornaliero. Il ritiro della neve segue un modello a gradini (alto). Le
oscillazioni giornaliere si propagano e si rispecchiano sia nell'umidità del
suolo (centro) che nel deflusso (basso).
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In base alle condizioni meteo, la neve e il ghiaccio si sciolgono
prevalentemente durante il giorno, tanto che molti dei processi idrologici che
si verificano nell'area presa in esame sono soggetti a un pronunciato ciclo
giornaliero. Durante il disgelo nevoso, l'altezza del manto nevoso segue un
modello di ritiro a gradini (fig. 3). Nei dati da noi calcolati, i modelli di
oscillazione giornaliera si rispecchiano anche nell'umidità del suolo e nel
deflusso. Le oscillazioni di livello osservate nel torrente presentano le
stesse caratteristiche dei corsi d'acqua delle regioni costiere, il cui livello
viene influenzato dalla maree. Siamo così riusciti ad adeguare con successo i
modelli di acqua freatica originariamente sviluppati per le regioni costiere
alle applicazioni usate nella regione interessata dalla ricerca.
L'acqua freatica
condiziona la crescita nel fronte del ghiacciaio
L'acqua freatica che scorre nel fronte del ghiacciaio trasporta le sostanze
chimiche risultanti dalla disgregazione delle rocce. Questi prodotti di
disgregazione contribuiscono in modo sostanziale a determinare quali piante
potranno crescere nell'ecosistema in via di formazione. Di conseguenza,
l'idrologia del suolo influisce in modo determinante sulle modalità di sviluppo
del paesaggio nella zona di ritiro del ghiacciaio. Oggi sappiamo però ancora
relativamente poco sui processi idrologici che condizionano la topografia
d'alta montagna. Con la nostra ricerca vogliamo contribuire a capire meglio i
processi idrologici d'alta quota e sviluppare nuovi metodi con i quali
analizzare e modellare meglio simili ecosistemi alpini (fig. 4).
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Fig. 4: Il disgelo di neve e ghiaccio condiziona il livello dell'acqua freatica
nel fronte del ghiacciaio. I modelli numerici permettono di modellare la
propagazione delle variazioni di livello dal torrente di montagna all'acqua
freatica.
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Per maggiori informazioni
Collaboratori al progetto
- Florian Kobierska
- Jan Magnusson
- Tobias Jonas
- Bruno Fritschi
- Manfred Stähli
Contatto
