Previsione innesco dei fenomeni torrentizi

Il Piemonte dispone di un Sistema di Allerta Regionale per il Rischio Idrogeologico e Idraulico, per finalità di protezione civile, approvato con specifica Delibera di Giunta Regionale, sviluppato e gestito da Arpa Piemonte. Il sistema di allerta regionale per la previsione dei processi di versante è stato sviluppato dal Centro Funzionale Regionale di Arpa Piemonte ed è basato sudiversi modelli concepiti ad hoc per fenomeni gravitativi di diversa tipologia, il cui innesco è generalmente determinato da precipitazioni di diversa durata e intensità, nonché da una diversa influenza esercitata dalle precipitazioni antecedenti.

Al Centro Funzionale Regionale di Arpa Piemonte è stato realizzato anche un sistema di monitoraggio e nowcasting dei fenomeni torrentizi denominato DEFENSE.

DEFENSE (DEbris Flows triggEred by storms - Nowcasting SystEm)

Attraverso un'architettura PostgresSQL/PostGIS si individuano i bacini alpini che sono, o saranno interessati da piogge potenzialmente pericolose, stimando il solido di precipitazione tramite il sistema di radar meteorologici, potendo così valutare la probabilità di innesco di processi torrentizi nei bacini stessi.

I bacini alpini sono stati classificati in tre tipologie partendo dalla litologia prevalente del loro substrato (alsssificazione Clay Weathering Index - CWI), la quale governa i processi che in questi avvengono:

- bacini Excellent Clay Maker (ECM) contraddistinti da conoidi alluvionali di forma irregolare, con pendenze moderate, di ridotte dimensioni rispetto all’area del bacino alimentante (5%) e caratterizzati da flussi detritici coesivi (comportamento viscoplastico). Tali bacini hanno una frequenza di inneschi molto elevata (in media 1 innesco ogni 2 anni), sono sensibili a piogge di moderata intensità (>20 mm/h) e la stagione prevalente di innesco è l’estate, dove sono più frequenti i temporali;

- bacini Good Clay Maker (GCM) contraddistinti da conoidi alluvionali a forma di ventaglio regolare, con profilo debolmente pendente, molto ampi rispetto all’area del bacino alimentante (20%), e caratterizzati da flussi detritici coesivi (comportamento viscoplastico). Tali bacini hanno una frequenza di inneschi moderatamente elevata (in media 1 innesco ogni 5 anni), sono sensibili a piogge di forte  intensità (>30 mm/h) e la stagione prevalente di innesco risulta essere la tarda primavera (maggio-giugno), dove le precipitazioni sono caratterizzate da componenti sia convettive che advettive;

- bacini Bad Clay Maker (ECM) contraddistinti da conoidi alluvionali di forma lobata , con pendenze anche elevate in apice di conoide, di dimensioni variabili, ma con valori sempre al di sotto del 10% dell’area del bacino alimentante, sono inoltre caratterizzati da flussi detritici non coesivi (comportamento collisionale-frizionale). Tali bacini mostrano una bassa frequenza di inneschi (in media 1 oltre i 10 anni), sono sensibili a piogge di intensità molto forte (>50 mm/h) e le stagioni prevalenti di innesco risultano essere la primavera e l’autunno, dove le precipitazioni sono principalmente caratterizzate da dall’essere estese, prolungate e spesso a carattere estremo. In estate gli inneschi sono rari poiché causati da supercelle temporalesche di intensità particolarmente elevata.

BaciniCWI

Per l'identificazione e il tracciamento dei temporali viene utilizzato un algoritmo denominato TREC (Tracking Radar Echoes by Correlation) in grado di seguire una o più celle temporalesche durante la loro evoluzione e definirne le caratteristiche principali. Quando una o più celle temporalesche di intensità nota interessano, o interesseranno nell’ora successiva, uno o più bacini sensibili a quel tipo di precipitazione, il sistema produrrà un’allerta.

Le ellissi in figura rappresentano le celle temporalesche, identificate dal radar, a cui viene assegnata una colorazione in base a un indice di severità crescente (da 1 a 5). I tracciati in rosso rappresentano i percorsi osservati e previsti delle celle e i numeri nel centroide dell’ellisse possono indicare, l’ora di tracciamento o il valore massimo di riflettività del radar (in dBZ), che corrisponde a un’intensità di precipitazione in mm/h. Nella Figura è riportata a titolo d’esempio una situazione di allerta per un bacino (poligono in giallo) su cui sono indicate la data e l’ora di emissione dell’allerta a seguito della quale si è effettivamente verificato un fenomeno torrentizio.

Interfaccia DEFENSE

Le valutazioni riguardanti la probabilità di innesco di processi torrentizi ottenute con il modello DEFENSE per i piccoli bacini montani sono ad aggiornamento sub-orario. I risultati del modello sono integrati nel "Bollettino di allerta meteoidrologica", mentre il modello è visualizzabile tramite interfaccia WebGIS ad accesso riservato.

Riferimenti bibliografici

Tiranti D., Cremonini R., Marco F., Gaeta A.R., Barbero S. (2014) The DEFENSE (DEbris Flows triggEred by storms - Nowcasting SystEm): an early warning system for torrential processes by radar storm tracking using a Geographic Information System (GIS). Computers & Geosciences 70:  96-109; Elsevier. DOI: 10.1016/j.cageo.2014.05.004

Tiranti D., Cremonini R., Asprea I., Marco F. (2016) Driving Factors for Torrential Mass-Movements Occurrence in the Western Alps. Front. Earth Sci. 4:16. DOI: 10.3389/feart.2016.00016

via Pio VII, 9 - 10135 Torino - tel. 011 1968 0111 fax 011 1968 1471 - Partita IVA 07176380017 - protocollo@pec.arpa.piemonte.it