Progetti di ricerca Hydro-CH2018

Uno degli obiettivi di Hydro-CH2018 è approfondire la comprensione del processo idrologico per colmare le lacune conoscitive sugli effetti che i cambiamenti climatici hanno sulle risorse idriche in Svizzera. A tale scopo sono stati avviati diversi progetti di ricerca in collaborazione con numerosi istituti di ricerca svizzeri.

Nuovi scenari idrologici per la Svizzera

Il progetto ha lo scopo di aggiornare gli scenari idrologici per la Svizzera sulla base dei nuovi scenari climatici CH2018, così da creare le basi necessarie alla messa a punto di misure di adattamento e allo svolgimento di ulteriori studi d’impatto. La nuova base di dati permette di esaminare i cambiamenti dei processi idrologici dovuti al clima e di analizzare e valutare le modifiche del ciclo dell’acqua. Rispetto ai scenari CH2011, i nuovi scenari permettono di raffigurare meglio gli estremi e la variabilità idrologici. Allo stesso modo le cosiddette previsioni transienti (continuative in termini di tempo) consentono una maggiore flessibilità delle valutazioni.

Quantificazione delle componenti del deflusso da neve e ghiaccio

Schnee- und Gletscherschmelze
Vista dal Pizzo Tagliola verso la Val Maighels e il ghiacciaio Maighels (Reno Anteriore).
© Markus Weiler

La neve e il ghiaccio sono molto sensibili ai cambiamenti di temperatura. Nel contesto del mutamento climatico, l’entità delle componenti nelle acque svizzere del deflusso da pioggia e dallo scioglimento di neve e ghiacciai è pertanto soggetta a cambiare. Ne derivano conseguenze per la disponibilità d'acqua, soprattutto nei periodi di siccità. Il presente progetto elabora pertanto modelli su base giornaliera per il periodo 1970-2100 delle componenti da pioggia, neve e ghiacciai, per tutti i bacini imbriferi della Svizzera. Non si tratta tanto di determinare la provenienza delle singole particelle d’acqua, quanto di stabilire il grado di dipendenza del deflusso dalle diverse componenti in singole giornate. In altre parole si vuole quantificare l’effetto dell’immissione da pioggia, neve e ghiacciai. In tale contesto è particolarmente interessante analizzare l’entità delle componenti durante gli eventi estremi, nonché la loro variabilità nel tempo e le tendenze cui sono soggette. La presente ricerca è inoltre inserita nel progetto «Abfussanteile aus Schnee- und Gletscherschmelze im Rheineinzugsgebiet» (in EN: «The snow and glacier melt components of streamflow of the river Rhine river») della Commissione internazionale dell’idrologia del bacino del Reno, che studia l’intero bacino del Reno fino a Lobith al confine con i Paesi Bassi.

Valutazione dei futuri scenari idrologici mediante dati stocastici sul clima

Nell’ambito di questo progetto di ricerca, gli scenari climatici regionali CH2018 (valori giornalieri su una griglia di 12km x 12km) saranno trasposti, mediante un generatore climatico stocastico, con risoluzione oraria su una griglia di 2km x 2km. Tali dati climatologici ad alta risoluzione saranno utilizzati successivamente per la modellizzazione idrologica. In questo modo si vuole ridurre il grado di incertezza nella valutazione di futuri estremi idrologici, in particolare le precipitazioni intense e le piene. Saranno effettuati calcoli per i bacini dei fiumi Thur, piccola Emme e Maggia, i cui risultati saranno confrontati con quelli di altri progetti di ricerca del programma Hydro-CH2018.

FORHYCS-ICE: collegamento dei modelli dei tre sistemi ambientali idrologia, ghiacciai e foreste per migliorare le future previsioni idrologiche

Negli scorsi decenni sono stati svolti numerosi studi sugli effetti provocati dai cambiamenti climatici su singoli sistemi ambientali. Tali studi erano basati perlopiù su approcci/modelli disciplinari che vertevano sulla valutazione di un determinato sistema, ad esempio il bosco, il ciclo dell’acqua, i ghiacciai. Per questo motivo, nel presente progetto si collegano tra di loro per la prima volta tre di questi modelli di sistema. Il progetto intitolato «FORHYCS-ICE» analizza contemporaneamente gli effetti dei cambiamenti climatici sull’idrologia, sui ghiacciai e sullo sviluppo e la composizione del bosco, con l’obiettivo di poter formulare ipotesi più consistenti, intersistemiche e interdisciplinari.

AgriAdapt: effetti dei cambiamenti climatici e delle modifiche nella gestione agricola nel Seeland bernese

I cambiamenti climatici provocano un aumento del fabbisogno idrico delle coltivazioni agricole. Inoltre, nei mesi estivi la disponibilità d’acqua è destinata a diminuire in seguito alla riduzione delle precipitazioni e all’aumento dell’evaporazione. Un adattamento dell’agricoltura al cambiamento climatico tramite irrigazione potrebbe causare l’inasprimento dei conflitti per l’utilizzo dell’acqua e comportare eventualmente l’eccessivo sfruttamento delle risorse idriche. Il presente progetto di ricerca si dedica pertanto alla domanda fino a che punto si possa mantenere l’attuale produzione agricola sotto l’influsso dei cambiamenti climatici in corso, ossia quali misure di adattamento siano necessarie a tale scopo (ad es. irrigazione, selezione delle colture). In tale contesto si analizzano anche gli effetti che i cambiamenti climatici e l’adattamento dell’agricoltura hanno sulle risorse di acque sotterranee. La zona presa in esame è quella del Seeland bernese intensamente sfruttato dall’agricoltura. Le acque sotterranee vi svolgono un ruolo centrale per l’irrigazione, ma costituiscono una risorsa rilevante anche per l’approvvigionamento di acqua potabile della regione.

Bilancio idrologico e siccità

I nuovi scenari climatici CH2018 non tengono conto delle future modifiche nell’utilizzo del suolo o nell’irrigazione. Si pone dunque l’interrogativo su come la considerazione di questi fattori si ripercuoterebbe sul ciclo dell’acqua e sulle risorse idriche in Svizzera. Il presente progetto si è dunque posto l’obiettivo di mettere a disposizione informazioni su come diversi scenari climatici e di utilizzo del suolo si ripercuoterebbero sulle risorse idriche in Svizzera. Un accento particolare sarà posto sulla sostenibilità dell’utilizzo dell’acqua nel quadro dell’irrigazione.

Dinamica delle acque sotterranee e stoccaggio nei bacini imbriferi alpini

Per effetto dei cambiamenti climatici si sposterà il momento dello scioglimento della neve nelle regioni alpine, con ripercussioni sul deflusso, che sarà minore in primavera ed estate e maggiore in inverno. A seconda della regione, tali effetti potranno essere lievemente attenuati dalle acque sotterranee. Il mutamento climatico modificherà anche la ricarica delle falde acquifere. Il progetto ha lo scopo di analizzare l’interdipendenza tra lo stoccaggio delle acque sotterranee e la modifica, dovuta ai cambiamenti climatici, del manto nevoso in singoli bacini imbriferi alpini nonché gli effetti di questi fattori sul comportamento di deflusso. Si mira innanzitutto a una maggiore comprensione dei nessi tra fenomeni geomorfologici, geologici ed idrologici e lo stoccaggio delle acque sotterranee e la dinamica di deflusso.

Potenzialità dei bacini polifunzionali per la riduzione degli effetti della siccità estiva

Speichersee
© Manfred Stähli, WSL

Laghi e bacini naturali e artificiali e altri tipi di serbatoi vengono utilizzati già oggi in vari modi per stoccare l’acqua. Offrono la possibilità di reagire alla scarsità d’acqua a livello locale e regionale, che in futuro, in seguito ai cambiamenti climatici, all’aumento demografico e all’intensificazione dell’attività agricola, si verificherà probabilmente con maggiore frequenza. Gran parte dell’acqua proveniente dallo scioglimento dei ghiacciai e della neve, che oggi fornisce una parte significativa dell’offerta idrica durante un’estate canicolare, sarà persa in futuro. Di conseguenza, cresceranno le rivendicazioni di utilizzo e il fabbisogno di serbatoi d’acqua e aumenterà la necessità di un utilizzo polifunzionale dei medesimi. Il presente progetto di ricerca studia le potenzialità di serbatoi polifunzionali per ridurre la siccità estiva nelle grandi regioni idrologiche svizzere e approfondisce alcuni studi di casi selezionati.

Effetti sulla temperatura delle acque

Negli scorsi 30 anni, le temperature delle acque superficiali in Svizzera sono aumentate di 1-2°C. In seguito all’aumento previsto della temperatura dell’aria aumenteranno ulteriormente anche le temperature dell’acqua, con conseguenze per gli ecosistemi acquatici e la qualità delle acque. Il presente progetto di ricerca studia sulla base di appositi modelli gli effetti che i cambiamenti climatici hanno sulla temperatura dei corsi e degli specchi d’acqua in Svizzera nonché i loro nessi. In un’ulteriore fase verranno analizzate in maggior dettaglio le ripercussioni sui servizi ecosistemici (p.es. lo spostamento di popolazioni di pesci), nonché le basi per l'adozione di misure di gestione delle acque.

Modifica della temperatura delle acque sotterranee

Grundwassertemperatur Basel
Regime idraulico e termico delle acque sotterranee di Basilea-Città (valore medio 2010-2015).
© Jannis Epting, Universität Basel

Gli effetti dei cambiamenti climatici sulle acque sotterranee sono noti solo in parte e si differenziano a seconda che si trovino in suolo roccioso o incoerente, in zone urbane o rurali. Inoltre si distinguono in funzione dei processi predominanti di ricarica della falda. Per comprendere i processi pertinenti e i fattori specifici dei singoli siti occorre studiare il carattere delle condizioni quadro idrauliche e termiche dirette (raffreddamento/riscaldamento) e indirette (modifiche climatiche) ivi presenti. Sulla base di singole acque sotterranee in suolo incoerente selezionati perché rappresentativi per la Svizzera, il progetto si concentra dunque sulla descrizione dello «status quo» idraulico e termico, nonché sulla derivazione dei parametri chiave (tasso di ricarica, durata di permanenza, caratteristiche dello stoccaggio ecc.). Confrontando le condizioni quadro caratteristiche di diverse acque sotterranee si ottiene la base da cui dedurre le caratteristiche tipiche trasferibili sulle acque sotterranee in generale (situazione tipo).

Ultima modifica 08.11.2018

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