Rapporto Stato Ambiente

Indicatori correlati nella presente relazione

• ENER_002 - Emissioni di gas climalteranti o a effetto serra

Presentazione e analisi

Il permafrost è un fenomeno naturale correlato alla temperatura del sottosuolo. È definito come lo stato termico di un suolo o substrato roccioso che rimane ad una temperatura inferiore a 0°C, per pochi anni consecutivi o migliaia di anni, quindi in uno stato di congelamento perenne. Il monitoraggio del permafrost si realizza calando una catena di termometri all'interno di fori praticati nel terreno. L'indicatore presenta i risultati del monitoraggio condotto dal 2006 in due fori (di profondità 6 e 41 metri) presso il Colle Cime Bianche a 3100 metri di quota in alta Valtournenche (Figura 1).

Figura 1. Sito di ricerca sul permafrost presso il Colle Cime Bianche (Valtournenche)

Le variazioni della temperatura nel tempo ed alle diverse profondità sono rappresentate con i grafici in figura 2 che evidenziano le differenze tra i regimi termici del permafrost nei due fori. Le figure 2A e 2B mostrano le temperature nei due fori fino alla profondità di 6 metri e dal loro confronto è possibile notare come lo spessore dello strato attivo è maggiore nel foro profondo (vedi anche figura 3). Tale differenza è causata dal diverso contenuto di ghiaccio nel substrato in corrispondenza dei due fori. La figura 2C mostra le temperature fino alla profondità massima di 41 m, si nota che oltre i 12 metri circa le temperature sono estremamente omogenee (vedi anche figura 4).

Figura 2. La figura mostra l'evoluzione delle temperature del substrato (scala di colore a destra) in corrispondenza dei due fori. La linea nera è l'isoterma 0°C che inidica l'evoluzione dello strato attivo nel corso della stagione estiva e che raggiunge il suo spessore massimo durante l'autunno (vedi testo per approfondire).

I dati di temperatura misurati nei due fori vengono elaborati per calcolare alcuni parametri che servono a caratterizzare lo stato termico del permafrost e monitorarne l'evoluzione nel tempo. I parametri principali sono: 
- (i) lo spessore dello strato attivo, ovvero la profondità raggiunta dal fronte di scongelamento nel corso dell'estate (linee nere in figura 2 e figura 3)
- (ii) la temperatura del permafrost, ovvero la temperatura del substrato alle profondità dove le variazioni termiche stagionali non riescono ad arrivare (figura 4)

(i) Lo spessore dello strato attivo (figura 3) è un indicatore che consente di valutare l'effetto delle condizioni climatiche del singolo anno sulle temperature superficiali del permafrost. La profondità massima raggiunta dalle temperature positive determina lo spessore dello strato attivo e nelle Alpi, 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). In generale, uno strato attivo di spessore ridotto è conseguente a condizioni fredde (es. inverno freddo e poco nevoso) mentre uno strato attivo di spessore elevato indica condizioni calde (es. inverno nevoso ed estate calda). La figura 3 mette a confronto i valori massimi di spessore dello strato attivo dei due fori dall'inizio delle attività di misura. La profondità media dello strato attivo del foro profondo (5.33 m) è maggiore rispetto a quella del foro superficiale (3.88 m).

Figura 3. La figura mostra i valori annuali di spessore dello strato attivo dall'inizio delle osservazioni. I due fori presentano spessori estremamente diversi nonostante la loro vicinanza. Tali differenze sono dovute soprattutto al diverso contenuto di ghiaccio/acqua nel suolo ed in parte alla micro-morfologia della zona che nel caso del foro superficiale non consente l'accumularsi di significativi spessori di neve.

(ii) La temperatura del permafrost è un indicatore che consente di valutare l'impatto dei cambiamenti climatici sul regime termico del permafrost. La misura di temperatura deve essere effettuata oltre la cosìddetta profondità di oscillazione minima (ZAA – zero annual amplitude), dove le temperature non sono perturbate dalle variazioni stagionali. La figura 4 mostra il profilo termico del substrato nei diversi anni. Il profilo termico è composto dalle curve delle temperature massime e minime (medie giornaliere) misurate nel foro alle varie profondità. Le curve dei valori massimi (tratteggiate) e quelle dei valori minimi (continue) convergono intorno ai 18-20 metri di profondità (ZAA). Al di sotto di questa profondità le temperature risentono poco delle variazioni stagionali e attualmente (2022) si attestano intorno -0.9 °C. Dalla figura 4 si deduce anche che lo spessore del permafrost presso il Colle Cime Bianche supera i 40 metri in quanto in fondo al foro le temperature misurate sono ancora negative. Osservando i colori relativi agli anni di monitoraggio, si nota che i blu sono tutti spostati a sinistra (verso le temperature più fredde) ed i rossi a destra (verso le temperature più calde). Questo è un chiaro segnale che le temperature lungo tutta la profondità del foro stanno progressivamente aumentando (progressivo spostamento verso la destra del grafico).

Figura 4. La figura mostra le curve delle temperature massime e minime registrate nel foro profondo negli anni idrologici 2009-2022.

A tal proposito, l'analisi delle temperature profonde permette di verificare la presenza di un trend di riscaldamento. La figura 5 evidenzia un riscaldamento statisticamente significativo sui sensori al di sotto degli 8 metri. Il trend è maggiore vicino alla superficie (+0.45°C ogni 10 anni a 10 metri di profondità) e diminuisce con la profondità (0.2 °C ogni 10 anni a 40 metri di profondità)

Figura 5. La figura mostra l'intensità dei trend di riscaldamento rilevati sui sensori della catenza del foro profondo al di sotto degli 8 metri di profondità per il periodo 2009-2022. Il pallino indica il valore medio del trend mentre la linea tratteggiata orizzontale è l'incertezza della stima statistica.

Indicatori correlati nella presente relazione

• ENER_002 - Emissioni di gas climalteranti o a effetto serra
• ENER_003 - Il sequestro di carbonio da parte della vegetazione

Presentazione e analisi

Le osservazioni fenologiche vengono fatte seguendo un protocollo specifico: lo sviluppo primaverile è descritto da cinque fasi definite in base alla lunghezza degli aghi. La senescenza autunnale (l'insieme dei processi di degradazione, ingiallimento e caduta delle foglie) è descritta da cinque fasi basate sul colore predominante della chioma delle piante.

Fig 1: Fasi di sviluppo primaverile e senescenza autunnale nel larice; i riquadri rossi indicano le fasi utilizzate per definire l'inizio e la fine della stagione vegetativa.

Dalle osservazioni delle fasi primaverili ed autunnali si ottengono le date di inizio e di fine della stagione vegetativa. La durata della stagione è il numero di giorni compresi tra l'inizio e la fine.

Fig 2: Variazioni annuali della fenologia del larice a Torgnon.

La figura 2 mostra la fenologia del lariceto di Torgnon negli anni di osservazione (2005-2022). La larghezza delle barre colorate indica la durata delle differenti fasi fenologiche. Il periodo tra l'inizio dell'anno e l'inizio della primavera, in cui le piante sono prive di aghi, è indicato in marrone chiaro. In verde chiaro è rappresentato il periodo in cui gli aghi escono dalle gemme e crescono. L'inizio e la durata di questa fase dipendono dalla temperatura di Aprile, Maggio e Giugno. Anni caldi causano un anticipo ed un'accellerazione dello sviluppo primaverile mentre anni freddi causano uno sviluppo più tardivo. La durata del periodo in cui gli aghi sono al massimo dello sviluppo è indicata in verde scuro. L'arancione indica il periodo in cui avviene il cambiamento di colore autunnale: questa fase dipende soprattutto dalle temperature di Agosto, Settembre e Ottobre. Un autunno caldo causa un ritardo nella fine della stagione mentre un autunno freddo causa un anticipo. La seconda porzione in marrone chiaro indica il periodo fino alla fine dell'anno in cui gli alberi sono di nuovo senza aghi.

Fig 3: Anomalie nella fenologia del larice a Torgnon. La linea tratteggiata rappresenta la media del periodo 2000-2010. Pallini rossi indicano una risposta fenologica guidata da temperature più calde della media (es comparsa degli aghi anticipata o senescenza ritardata) mentre i pallini azzurri indicano una risposta determinata da condizioni fredde (es comparsa degli aghi ritardata o senescenza anticipata).

La figura 3 mostra le stesse informazioni riportate nella figura 2 espresse in termini di differenza (anomalia) rispetto alla media del periodo 2000-2010. Un punto al di sopra della linea grigia indica, nel caso dell'inizio della stagione, un inizio ritardato rispetto alla media. Un punto al di sotto della linea grigia indica un inizio anticipato. Considerando la fine e la durata della stagione, punti al di sopra della linea grigia indicano rispettivamente, una fine posticipata e una lunghezza della stagione maggiore rispetto alla media, mentre punti al di sotto indicano una fine anticipata ed una lunghezza minore. Le anomalie sono determinate dalle condizioni climatiche: i punti colorati in rosso evidenziano l'effetto di temperature più calde della media, mentre i punti in azzurro indicano l'effetto di condizioni fredde.

Commenti

La primavera è la stagione più sensibile alle variazioni di temperatura e quindi più vulnerabile agli effetti dei cambiamenti climatici. Le più grandi anomalie (figura 3) sono state osservate per l'inizio della stagione vegetativa piuttosto che per le fasi autunnali: un aumento di 1° C nella temperatura media del periodo compreso tra marzo e maggio, corrisponde un anticipo di circa 7 giorni dell'inizio della stagione; un aumento di 1°C nelle temperature di settembre invece ha un effetto meno pronunciato e causa un ritardo della fine della stagione di circa un giorno. La maggior sensibilità delle fenologia primaverile del larice è comune a quanto osservato su altre specie a livello europeo e mondiale. Negli ultimi anni lo sviluppo primaverile è stato generalmente (12 anni su 17) anticipato rispetto alla media, con alcuni anni eccezionalmente precoci come il 2007, il 2011, il 2017, il 2020 e il 2022.

Indicatori correlati nella presente relazione

• ENER_002 - Emissioni di gas climalteranti o a effetto serra

Presentazione e analisi

L'indicatore presenta i risultati del monitoraggio del bilancio di massa del ghiacciaio di Timorion e del Rutor. Il valore di bilancio (annuale) specifico netto, che costituisce una media per l’intero ghiacciaio riferita all’unità di superficie, è espresso in millimetri di equivalente in acqua (millimeter water equivalent, mm w. e.) e può essere determinato con differenti metodi.
Il metodo glaciologico, impiegato nelle attività di monitoraggio in Valle d’Aosta, prevede la realizzazione di misure puntuali in corrispondenza di paline ablatometriche infisse nel ghiaccio come riferimento degli abbassamenti progressivi della superficie. Ogni singola palina è considerata rappresentativa di una fascia altimetrica; l’estensione all’intero corpo glaciale dei valori puntuali è realizzata assegnando i valori di massa accumulata e persa in ogni stagione, per ogni palina, ai vari settori altitudinali del ghiacciaio. La trasformazione in equivalente in acqua viene effettuata, per gli accumuli e per la neve residua a fine estate, con i valori di densità della neve misurati direttamente; per il ghiaccio si utilizza un valore standard di 910 Kg/m3. La stima del valore di accumulo è effettuata a fine periodo primaverile (fine maggio) misurando l'altezza del manto nevoso sull'intero corpo glaciale e la densità del manto nevoso in alcuni punti considerati rappresentativi delle dinamiche di evoluzione della neve. I valori di ablazione, derivati dalle letture progressive alle paline ablatometriche a fine settembre, consentono di misurare la perdita di ghiaccio e, combinati con i dati di accumulo, di registrare la presenza o meno di neve residua. L'assenza totale di neve residua a fine stagione evidenzia che l'intero ghiacciaio è stato sottoposto a fenomeno di ablazione e che ha perso la condizione di equilibrio per la quale nella parte superiore del ghiacciaio si osserva accumulo di massa e in quella inferiore perdita.

Figura 1. Diagramma del bilancio di massa del ghiacciaio del Timorion (Valsavarenche).

Figura 2. Diagramma del bilancio di massa del ghiacciaio del Rutor (Valle di La Thuile).

Le figure 1 e 2 mostrano i valori annuali di accumulo, di ablazione e di bilancio netto per la serie storica disponibile sul ghiacciaio del Timorion (2001-2022) e del Rutor (2005-2022). Tutti i valori sono riferiti all'unità (mq) di superficie. I dati ablazione e bilancio netto del 2020 relativi al Ghiacciao del Rutor sono assenti a causa di incertezze nella misura di ablazione.

Commenti
Come si può osservare, la maggior parte delle barre relative al bilancio annuale sono rosse, ad indicare che nel periodo oggetto di monitoraggio, i ghiacciai hanno perso massa coerentemente con quanto accaduto nelle Alpi e in generale a scala globale. I bilanci negativi sono stati causati da anni con elevate temperature estive che hanno favorito la fusione, da anni con ridotte precipitazioni invernali che hanno limitato l'accumulo o dalla occorenza di entambi i fenomeni. In tal senso il 2022 è emblematico ed è stato l'anno peggiore dall'inizio delle osservazioni. Ad accumuli invernali molto scarsi (barre blu) si è sommato l'effetto di temperature estive eccezionalmente alte che hanno determinato una fusione glaciale (barre gialle) più che doppia rispetto alla media storica, con un saldo negativo quasi quadruplo della media storica.

Figura 3. Ghiacciaio del Timorion – immagine delle tipiche condizioni di fine della stagione di accumulo (maggio) con il massimo di copertura nevosa.

Figura 4. Ghiacciaio del Timorion – immagine tardo autunnale (ottobre) che rappresenta le tipiche condizione al termine della stagione di ablazione.

Indicatori correlati nella presente relazione

• ENER_002 - Emissioni di gas climalteranti o a effetto serra

Presentazione e analisi

L'estensione della copertura nevosa indica la percentuale del territorio regionale occupato da neve. L'elaborazione di tale dato viene effettuata a partire da immagini satellitari acquisite dal sensore MODIS con risoluzione spaziale (dimensione minima della cella alla quale sono associate le informazioni sul terreno) di 500 m e una risoluzione temporale di 8 giorni. L'indicatore presenta l'andamento settimanale dell'estensione della copertura nevosa dell'utlimo anno idrologico (definito per convenzione da inizio novembre a fine ottobre dell’anno successivo) rispetto alla media del periodo 2000-2022.

Il calcolo del contenuto d'acqua del manto nevoso (SWE) si basa sulla conoscenza dell'estensione della copertura nevosa e sulla stima dell'altezza e della densità del manto nevoso effettuata con un modello matematico. La distribuzione spaziale dell'altezza del manto nevoso si ottiene partendo dalle misure automatiche dei nivometri della rete regionale. La modellizzazione si basa sulla descrizione matematica delle relazioni che esistono tra l'altezza della neve e le caratteristiche morfologiche del terreno: ad esempio, l'altezza della neve aumenta all'aumentare della quota o diminuisce all'aumentare della pendenza. Per quanto riguarda la densità delle neve, vengono utilizzati i dati raccolti dal personale del Corpo Forestale della Valle d’Aosta, del Parco Naturale Mont Avic e della CVA, in appositi rilievi effettuati per la stima del SWE; a questi si aggiungono i dati raccolti dai rilevatori AINEVA e dai rilevatori del servizio MeteoMont.
La stima del SWE a scala regionale consente di conoscere la quantità totale di acqua presente nella neve sul territorio regionale e la sua distribuzione spaziale. Tale stima viene effettuata a partire dal 2000, con una cadenza settimanale, nel periodo novembre-maggio e confluisce nel bollettino idrologico predisposto dal Centro Funzionale Regionale.
L'indicatore presenta l'andamento settimanale del SWE nell'ultimo anno idrologico rispetto alla media degli anni precedenti.

 Fig 1: a) Evoluzione mensile dell'estensione della copertura nevosa (SCA) dell'ultimo anno idrologico rispetto alla media. b) Evoluzione mensile del contenuto d'acqua del manto nevoso (SWE) nell'ultimo anno idrologico rispetto alla media.

La figura 1a) mostra in blu il valore mensile dell'estensione della copertura nevosa nell'anno idrologico 2021-2022; in grigio è rappresentata la media storica. La stagione 2021-2022 è stata caratterizzata da valori sotto la media per tutta la stagione ad eccezione novembre e dicembre 2021. La figura 1b) mostra in blu il valore mensile di SWE nell'ultimo anno idrologico; in grigio la media storica. I valori sono espressi in milioni di metri cubi di acqua. Il 2021-2022 è stato l'anno peggiore dall'inizio del monitoraggio con valori dimezzati rispetto alla media da gennaio ad aprile ed una condizione di innevamento troppo scarsa a maggio per consentire l'esecuzione del modello matematico.

Presentazione e analisi

L’ARPA Valle d’Aosta possiede due stazioni di monitoraggio aerobiologico: una ubicata a Saint-Christophe (tetto sede dell’Agenzia a 545 metri s.l.m.) e una a Cogne (fraz. Gimillian a circa 1785 metri s.l.m.). Con riferimento all'anno 2022, sono disponibili solo i dati elaborati a seguito dei campionamenti effettuati nella stazione di Saint-Christophe, dove il campionatore è operativo tutto l'anno, salvo problemi tecnici.

MONITORAGGIO AEROBIOLOGICO NELLA PIANA DI AOSTA

CONCENTRAZIONI MEDIE DECADALI DEI POLLINI PRODOTTI DA DIVERSE SPECIE VEGETALI (espresse come pollini/m³ di aria) - 2022

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Legenda: concentrazioni pollini (p/m³)

I grafici qui riportati rappresentano la concentrazione in atmosfera  (pollini/m³), calcolata per decade, dei granuli pollinici emessi dalla vegetazione durante la fase della fioritura, associate a quattro classi di concentrazione (assente/molto bassa, bassa, media e alta).

Si sottolinea che le quattro classi di concentrazione non corrispondono a dei livelli di rischio allergia. La valutazione fa riferimento alla quantità di polline delle varie specie/famiglie anemofile nell'aria e non fornisce indicazioni sulle concentrazioni polliniche "soglia" in grado di scatenare una reazione allergica.

La tabella dei valori di riferimento, relativi a ciascun polline, è riportata per intero nella Home page del sito POLLnet (I bollettini pollinici d'Italia con un clic - Valori di riferimento).

CONCENTRAZIONI MEDIE DECADALI DI ALTERNARIA E EPICOCCUM (espresse come spore/m³ di aria) - 2022

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Per Alternaria vale la legenda fornita per le concentrazioni dei pollini.

Per Epicocco non sono ancora stati stabiliti i livelli di concentrazioni riferibili alle quattro classi riportate in legenda, di conseguenza non viene fornita l'informazione colorimetrica ad essi collegata.

TABELLA RIASSUNTIVA DEI PRINCIPALI PARAMETRI DESCRITTIVI DELLA STAGIONE POLLINICA 2022

I dati corrispondono al 99% delle letture (due giorni mancanti su 365).

La data di inizio e fine stagione pollinica sono calcolate secondo Jäger et al. (1996).

L'Indice pollinico stagionale è la somma delle concentrazioni medie giornaliere rilevate in aria durante l'intera stagione.