Applicazione di tecniche remote sensing per lo studio dell'evoluzione e della dinamica criosferica in aree remote e di alta quota
Creators: name: MINORA, UMBERTO FILIPPO
Publisher: name: Universit� degli Studi di Milano
Year: 2016

description: I ghiacciai sono efficaci indicatori climatici poich� si modificano in risposta ai cambi del clima (es. temperatura e precipitazioni). L'attenzione sui ghiacciai di montagna sta aumentando tra la comunit� scientifica per via del loro sempre pi� evidente arretramento a scala globale negli ultimi cinquant'anni. Ci� � conseguenza del riscaldamento globale. Comprendere il comportamento dei ghiacciai in risposta al cambio climatico � di enorme importanza non solo per arricchire la conoscenza scientifica, ma anche per poter meglio gestire in futuro le situazioni di rischio naturale che possono colpire le popolazioni che vivono nelle zone montuose, sia nel breve termine (es. GLOF), sia nel lungo (es. Siccit�). Questa tesi di dottorato analizza differenti aspetti della criosfera (ghiacciai e neve) per descriverne la variabilit� recente e le relazioni con la dinamica climatica. Inizialmente ci si � concentrati sul Karakorum. Questa � un?area particolare per gli studi criosferici, che non segue i trend globali di regresso; infatti, in questa zona il bilancio di massa netto dei ghiacciai nei primi anni del ventunesimo secolo � stato leggermente positivo, con anche taluni casi di espansione. Questa eccezionale situazione � riconosciuta con il nome di Anomalia del Karakorum (Karakoram Anomaly). Pi� precisamente il presente elaborato si focalizza sulla zona del Central Karakoram National Park (CKNP), un'area protetta nel nord del Pakistan, rappresentativa della glaciazione dell'intera catena del Karakorum. In questa regione, i venti occidentali rappresentano il sistema di venti dominante e sono presenti nella stagione invernale, mentre la confinante regione Himalayana � sotto l'influenza predominante dei monsoni, che sono venti estivi. Il presente lavoro descrive in maniera completa lo stato dei ghiacciai del CKNP e la loro recente evoluzione. Ci� � stato possibile a seguito della compilazione del catasto glaciale del parco per gli anni 2001 e 2010, a sua volta descritto nel dettaglio nel presente elaborato. Inoltre � discussa l'analisi dei cambiamenti climatici poi messa in relazione con quelli glaciali, per poter comprendere le cause dietro l'Anomalia del Karakorum. Il cambiamento areale dei 711 ghiacciai mappati nell'area di studio � stato -0.4 � 202.9 km2 (su 4605.9 � 86.1 km2 nel 2001), il che evidenzia una generale situazione di stabilit�. Anche l'analisi climatica supporta tale condizione di stabilit�. Durante il periodo 2001?2010 si � osservato grazie ai dati del sensore MODIS un leggero aumento delle aree coperte da neve a fine estate. Allo stesso tempo, dati meteo dalle stazioni disponibili hanno rivelato un aumento delle nevicate e una diminuzione della temperatura media dell'aria in estate fin dal 1980, il che si tradurrebbe in coperture nivali pi� persistenti durante la stagione ablativa. Questi risultati vanno a favore della preservazione glaciale nelle zone di ablazione dovuta a una copertura di neve pi� duratura, e un maggiore accumulo a quote pi� alte, presupponendo bilanci di massa netti tendenti al segno positivo. L'altro principale obiettivo del presente elaborato di tesi � quello di fornire un modello di semplice utilizzo per quantificare l'ablazione di ghiaccio alla superficie glaciale. Dal momento che una copertura detritica sopraglaciale � in grado di alterare la fusione del ghiaccio vicino alla superficie in funzione dello spessore, il modello tiene conto di due diversi casi: una parte stima l'ablazione per le aree di ghiaccio scoperto con un metodo definito enhanced T-index; l'altra stima la fusione per le zone coperte da detrito, utilizzando un modello di flusso di calore conduttivo. Per quanto concerne le parti coperte da detrito, � stata prodotta una mappa degli spessori detritici che � poi stata usata come input per il modello, assieme alla radiazione solare entrante distribuita. Per le aree scoperte da detrito, sono state derivate la temperatura dell'aria e la radiazione entrante distribuite attraverso i dati delle stazioni meteo automatiche presenti nell'area, in seguito usate come input. L'altro parametro necessario � un modello di elevazione del terreno. In particolare, la distribuzione degli input meteorologici � stata validata con dati di altre due stazioni presenti all'interno del CKNP (le stazioni di Urdukas e Concordia). L'ablazione modellata � risultata essere fortemente concorde con le misurazioni effettuate sul ghiacciaio del Baltoro nel 2011, ghiacciaio rappresentativo di tutto il CKNP. Due campioni dello stesso set di dati di fusione misurati su terreno sono stati usati ciascuno rispettivamente in sede di calibrazione e validazione. La fusione nivale � stata ignorata dal momento che mancavano dati di neve sistematici nell'area di studio. Il modello � stato fatto girare durante il picco della stagione ablativa (23 luglio?9 agosto 2011), durante il quale l'acqua di fusione deriva primariamente dalla fusione glaciale, mentre quella nivale ha un ruolo decisamente minore in questa regione. Il modello ha calcolato un totale di acqua da fusione glaciale pari a 1.963 km3 (0.109 km3 al giorno in media). Quella derivante dalle parti coperte da detrito ammonta a 0.223 km3 (0.012 km3 al giorno in media; min?max 0.006?0.016 km3 al giorno), mentre per le parti a ghiaccio scoperto � 1.740 km3 (0.097 km3 al giorno in media; min?max 0.041?0.139 km3 al giorno). Tale quantit� � paragonabile al 14% di tutta l'acqua contenuta in una grande diga strategica lungo il fiume Indo, di cui i ghiacciai del CKNP sono tributari. I test di sensitivit� del modello suggeriscono che un aumento delle superfici coperte da detrito sui ghiacciai (probabile per via dell'aumento di eventi di macrogelivazione e di frane) avr� un notevole impatto sulla fusione effettiva in funzione dei nuovi spessori detritici, e l'ablazione aumenter� sensibilmente se la temperatura dell'aria dovesse alzarsi. Successivamente l'attenzione del presente elaborato di tesi � concentrata sulle Ande Cilene e sulla variabilit� della copertura nevosa. Un obiettivo principale parallelo della presente ricerca � stato infatti quello di individuare una metodologia basata sul telerilevamento per studiare la variazione della copertura nevosa ad una risoluzione spazio-temporale accettabile. Il sensore MODIS si � rivelato il pi� idoneo allo scopo ed � stata implementata una metodologia che permettesse di estrarre mappe di copertura di neve in maniera automatica dalle informazioni raccolte dal sensore stesso. In particolare, sono stati studiati diciotto bacini idrografici di montagna delle Ande centrali in Cile durante il periodo 2008?2011. La stessa metodologia � stata esportata e adottata per l'analisi della neve nel CKNP come detto. L'area di studio � stata divisa in tre sotto-zone (Settentrionale, Centrale, Meridionale), per alleggerire il carico di calcolo dell'analisi. In generale, l'area coperta da neve � diminuita nel corso dei quattro anni di riferimento. I valori massimi sono stati ritrovati nella zona centrale, mentre fattori topografici e climatici (i.e. quote basse pi� a sud e un clima pi� arido nel nord), hanno limitato la deposizione della neve nelle altre zone. La linea della neve � pi� alta nella zona settentrionale a causa della presenza dell'altopiano, e si abbassa via via verso la zona merdionale. Nella zona settentrionale i minimi di copertura nivale vengono raggiunti prima che nelle altre zone e durano pi� a lungo (da novembre a marzo), probabilmente a causa del clima pi� arido. Durante l'intero periodo i valori massimi di copertura nevosa si ritrovano verso ovest. Al termine dell'elaborato e pertinente al tema principale delle applicazioni del telerilevamento allo studio della criosfera, sono presentati alcuni esempi di analisi di ghiacciai di diversa tipologia, dimensione e area geografica. Si tratta di sei casi, fra cui sono presenti tre ghiacciai alpini (Miage, Freney, Aletcsh), ghiacciai equatoriali (i ghiaccia del Kilimajaro), l'Harding Icefield in Alaska e un esempio di ghiacciaio antartico (la Drygalsky ice Tongue).