Presentazione
Descrizione
L'indicatore presenta lo stato termico del permafrost: lo spessore dello strato attivo, la profondità di oscillazione minima e la temperatura del permafrost.
Messaggio chiave
La temperatura del permafrost presso il sito di Cime Bianche è inferiore a -1.2 °C pertanto, in termini assoluti, il fenomeno non è ancora in una fase critica di degradazione. La serie storica di osservazioni è ancora troppo breve per fornire una stima di tendenza al riscaldamento o raffreddamento.
Obiettivo
Il permafrost è definito come lo stato termico di un terreno (suolo o substrato roccioso, inclusi ghiaccio e materiale organico eventualmente inclusi) che rimane ad una temperatura inferiore o uguale a 0°C per più di due anni consecutivi. In estate, la porzione più superficiale del substrato presenta temperature positive ed è chiamata strato attivo. Lo spessore dello strato attivo è calcolato identificando la profondità massima raggiunta dall'isoterma 0°C nel corso dell'anno idrologico (1° ottobre – 30 settembre). Tale misura è un indicatore di cambiamento climatico locale sul breve periodo perchè dipende essenzialmente dalle condizioni meteorologiche verificatesi l'anno idrologico antecedente la misura. La temperatura del permafrost, invece, si misura a profondità non influenzate dalle variazioni termiche stagionali e fornisce indicazioni di lungo periodo sulla tendenza generale al raffreddamento o al riscaldamento del permafrost a livello regionale.
L’obiettivo dell'indicatore è quello di dare evidenza delle variazioni temporali dei principali parametri che definiscono lo stato termico del permafrost.
Ruolo di Arpa
ARPA VdA provvede alla realizzazione delle misure in campo e alle elaborazioni dei dati necessarie alla realizzazione dell'indicatore
Classificazione
Area tematica SINAnet |
Criosfera |
Tema SINAnet |
Clima |
DPSIR |
S |
Determinanti - Pressioni - Stato - Impatto - Risposte
Valutazione
Stato * |
Non applicabile |
Tendenza * |
Non applicabile |
* La serie di dati è ancora troppo breve per evidenziare tendenze statisticamente significative.
Informazione sui dati
Qualità dell'informazione 
Rilevanza |
Accuratezza |
Comparabilità nel tempo |
Comparabilità nello spazio |
| 1 | 1 | 1 | 3 |
Proprietà del dato
ARPA Valle d'Aosta
Periodicità di aggiornamento
Annuale
Data di aggiornamento
Dicembre 2012
Copertura temporale
2006 - 2012
Copertura territoriale
I dati di temperatura che consentono l'elaborazione dell'indicatore provengono dal sito di monitoraggio di Cime Bianche posto a 3100 metri di quota in alta Valtournenche. Allo stato attuale (due fori in un solo sito), data la dipendenza dalle caratteristiche del punto di misura e dalle condizioni meteorologiche stagionali, tale indicatore può dirsi rappresentativo solo a livello del bacino di misura e di quelli immediatamente adiacenti.
Riferimenti
Inquadramento normativo
L'indicatore non ha riferimenti normativi.
Relazione con la normativa
L'indicatore non ha riferimenti normativi.
Livelli di riferimento
Non applicabile.
Indicatori analoghi presenti in altre relazioni
L'organizzazione meteorologica mondiale (WMO) elenca la temperatura del permafrost e lo spessore dello strato attivo tra le Variabili Climatiche Essenziali (ECV). Le stesse variabili sono incluse nei rapporti periodici del gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC). Il permafrost e compreso tra gli indicatori del rapporto dell'Agenzia Ambientale Europea (EEA) “Impacts of Europe's changing climate”.
Indicatori correlati nella presente relazione
Presentazione e analisi
L'indicatore presenta i risultati di 6 anni di monitoraggio del permafrost alpino condotto in due fori (uno superficiale di 6 metri ed uno profondo di 41 metri) ubicati presso il Colle di Cime Bianche a 3100 metri di quota in alta Valtournenche.
Il monitoraggio dello stato termico del permafrost si realizza calando una catena di termometri all'interno di un foro praticato nel substrato perpendicolarmente alla superficie topografica. La catena di termometri è collegata ad un datalogger che consente di memorizzare ad intervalli prestabiliti (es: ogni ora) la temperatura del substrato al fine di ottenere, per ciascuna profondità a cui è presente un sensore, una serie temporale delle variazioni di temperatura.
Le variazioni temporali della temperatura alle diverse profondità possono essere rappresentate con i grafici (contour plot) riportati in figura 1 che evidenziano le differenze tra i regimi termici dei due fori.
Figura 1. La figura mostra l'evoluzione delle temperature (scala di colore) del substrato in corrispondenza dei due fori. La linea nera è l'isoterma degli 0°C che materializza lo spessore dello strato attivo al termine dell'estate.
I dati di temperatura misurati in foro vengono elaborati al fine di calcolare i parametri che consentono di definire per ciascun anno di osservazione lo stato termico del permafrost: lo spessore dello strato attivo, la temperatura del permafrost alla profondità di oscillazione minima.
Lo spessore dello strato attivo è un indicatore che consente di valutare l'effetto delle condizioni climatiche del singolo anno idrologico sul regime termico superficiale del permafrost. La profondità massima raggiunta dalle temperature positive determina lo spessore dello strato attivo e viene raggiunta solitamente tra la fine di settembre ed i primi di novembre in risposta, essenzialmente, alle condizioni di nevosità ed alle temperature (invernali ed estive) della stagione antecedente la misura. Uno strato attivo di spessore ridotto indica condizioni generali di raffreddamento del substrato, al contrario uno di spessore elevato indica condizioni di riscaldamento. La figura 2 sintetizza i valori di spessore dello strato attivo calcolato per i due fori dall'inizio delle attività di monitoraggio.
Figura 2. La figura mostra i valori di profondità raggiunti dalle temperature positive (fronte di fusione) dall'inizio delle osservazioni. I due fori presentano spessori estremamente diversi nonostante la loro vicinanza. Tali differenze sono dovute alla morfologia della zona che nel caso del foro superficiale non consente l'accumularsi di significativi spessori di neve invernale (erosione eolica). Il foro profondo è invece ricoperto da una spessa coltre nevosa per la maggior parte dell'anno.
La temperatura del permafrost è un indicatore che consente di valutare l'impatto dei cambiamenti climatici sul regime termico del permafrost a livello regionale. La misura deve essere effettuata oltre la cosìddetta profondità di oscillazione minima (ZAA – zero annual amplitude), dove le variazioni stagionali delle temperature non sono più visibili. Presso il sito di monitoraggio di Cime Bianche la ZAA è misurabile solo nel foro profondo 41 m. La figura 3 mostra il profilo termico delle temperature massime e minime misurate nel foro e la variabilità in corrispondenza dei sensori di temperatura registrata nel periodo 1 Ottobre 2009 – 30 Settembre 2012. La profondità della ZAA si attesta attorno ai 20 metri. La temperatura media del permafrost misurata a tale profondità per i 4 anni idrologici disponibili è riportata in tabella 1.
Figura 3. La figura mostra le curve delle temperature massime e minime registrate nel foro profondo negli anni idrologici 2009-2012. La linea tratteggiata congiunge le medie delle minime e delle massime di ciascun sensore. I rettangoli (boxplot) decrivono la variabilità delle temperature nello stesso periodo. Come si può notare le variazioni si attenuano con la profondità ed a partire dai 20 metri sono quasi costanti ovvero le variazioni stagionali non sono più visibili.
| Anno Idrologico | Temperatura Permafrost (ZAA) |
| 2009 | -1.35 °C |
| 2010 | -1.26 °C |
| 2011 | -1.27 °C |
| 2012 | -1.28 °C |
Tabella 1. La tabella riporta le temperature medie annuali del permafrost calcolate alla profondità della ZAA (20 metri) per i quattro anni idrologici disponibili.
I dati presentati mostrano che lo strato di permafrost presso il colle di Cime Bianche presenta uno spessore superiore ai 40 metri ed una temperatura media di circa -1.2°C. La profondità della ZAA nel foro profondo è pressochè costante dall'inizio delle misure così come la temperatura del permafrost. Dato il ridotto numero di anni di osservazione non è ancora possibile apprezzare una tendenza evolutiva del fenomeno.
Lo spessore dello strato attivo riflette bene le condizioni stagionali in termini di temperatura dell'aria e nevosità invernale infatti i due fori mostrano variazioni simili in corrispondenza di ciascun anno. In tal senso la variabilità interannuale dello spessore dello strato attivo si attesta in media intorno al metro. Al contrario la variabilità spaziale dello spessore dello strato attivo dovuta alle caratteristiche morfologiche e litologiche del punto di misura può essere di gran lunga più importante come testimonia la differenza tra gli spessori medi dei due fori (Figura 2).
