Permafrost

Tra le componenti della criosfera, il permafrost è sicuramente l’elemento più difficile da osservare, benché sia quello più diffuso al mondo, e per questo motivo viene definito come “la componente nascosta della criosfera”. Il permafrost (contrazione dei termini inglesi “perennially frozen ground”) viene definito come terreno o roccia che presenta una temperatura minore o uguale a 0 °C per almeno due anni consecutivi, indipendentemente dalla presenza di ghiaccio (Muller, 1947). La presenza del ghiaccio per la definizione del permafrost, quindi, non è un elemento fondante in quanto il materiale può essere secco o può contenere acqua allo stato liquido, anche se le temperature sono < 0 °C (ad es. a causa di sali disciolti o di falde in pressione che abbassano la temperatura di congelamento).

Lo studio e il monitoraggio del permafrost sono relativamente recenti e negli ultimi anni hanno avuto un forte impulso grazie all’attenzione crescente posta dalla comunità scientifica e dall’opinione pubblica sia ai cambiamenti climatici, sia agli effetti del riscaldamento globale nelle aree alto alpine. Il permafrost è direttamente collegato alle caratteristiche climatiche sia globali che locali ed il suo monitoraggio fornisce un importante contributo alla comprensione dei cambiamenti climatici in area montana, dei rischi naturali in alta quota e sul ciclo idrologico delle terre alte.

Arpa Piemonte (in collaborazione con l'Università dell'Insubria) , per aumentare la conoscenza sulle implicazioni dell’evoluzione del permafrost sul territorio, ha avviato a partire dal 2006 una serie di attività volte all’analisi della criosfera alpina ed alla realizzazione di una rete di monitoraggio del permafrost nelle Alpi piemontesi. Gli studi e le attività condotte su tutto l’arco alpino piemontese hanno portato finora a importanti risultati, quali la creazione di un inventario degli elementi morfologici indicatori del permafrost (rock glaciers, protalus rampart, debris covered glaciers, lobi di geliflusso), l'applicazione di modelli per valutare la distribuzione potenziale del permafrost nelle aree di alta montagna e l'installazione di 6 stazioni di monitoraggio.

Nell'ambito delle attività sullo studio del permafrost è stato sviluppato un plug-in per QuantumGIS per la valutazione della distribuzione potenziale del permafrost che implementa il modello fisico PERMACLIM (Guglielmin et al., 2003). Il plug-in è disponibile per la versione 1.8 e 2.0 di QGIS ed è pubblicato alla pagina https://plugins.qgis.org/plugins/permaclim/. A breve saranno disponibili i manuali di utilizzo in lingua italiana ed inglese.

Nel 2009, grazie all’importante contributo del progetto europeo Alpine Space “PermaNET – Permafrost long-term monitoring Network”  (2008÷2011), ha installato una rete di monitoraggio del permafrost alpino e ha implementato un servizio istituzionale specifico “B3.19 - Monitoraggio del permafrost” nell’ambito del quale vengono condotte tutte le attività di studio e monitoraggio del permafrost nelle Alpi piemontesi.

Le 5 stazioni piemontesi installate, distribuite in tutto l'arco alpino della regione, sono le seguenti:

Alcune stazioni installate nel biennio 2009÷2010, danneggiate a causa di infiltrazioni d'acqua, sono state ripristinate e un report di sintesi descrive per immagini tale attività svolta principalmente nel periodo 2011÷2013, documentando, inoltre, i successivi interventi di sistemazione e trasformazione delle stazioni. 

Nel 2016 ha preso avvio il progetto Interreg V-A Alcotra (Italia-Francia) “PrèvRiskHauteMontagne” (Azioni esemplari di resilienza delle comunità transfrontaliere per far fronte ai rischi naturali dell’alta montagna), di durata 18 mesi, nel quale sono state implementate le attività di studio e monitoraggio del permafrost in relazione ai rischi naturali. Grazie al finanziamento di tale progetto è stata installata una stazione di monitoraggio geotecnico-termico ad elevato contenuto tecnologico sulla cresta sud del M. Rocciamelone, alla quota di 3150 m.

Nel luglio 2019 è iniziato il progetto Interreg V-A Italia-Svizzera RESERVAQUA (Implementazione di una Rete di SERvizi per lo studio, la protezione, la Valorizzazione e la gestione sostenibile dell'ACQUA a scala locale e regionale su un territorio transfrontaliero alpino), della durata di 36 mesi in cui Arpa Piemonte, partner del progetto, approfondisce in particolare gli aspetti legati alle relazioni tra permafrost e risorsa idrica.
Collegate allo studio ed al monitoraggio della criosfera e dell’ambiente periglaciale, Arpa Piemonte si occupa anche del monitoraggio GST (Ground Surface Temperature), delle misurazioni BTS (Bottom Temperature of the Snow) e di approfondimenti specialistici.
Il monitoraggio GST viene effettuato tramite termometri inseriti nei geomateriali a profondità variabili da 2 a 100 cm. Tale monitoraggio analizza l’equilibrio termico della superficie terrestre che consente di valutare il trasferimento di calore tra atmosfera e geosfera. Un particolare ambiente in cui viene effettuato tale monitoraggio è quello delle cavità ipogee con e senza ghiaccio (maggiori informazioni nella Relazione Stato Ambiente 2020 2019).

Le misure BTS consistono in misure della temperatura dell’interfaccia neve-suolo, effettuate verso la fine dell’inverno o all’inizio della primavera, prima che inizi la fusione nivale. Se lo spessore del manto nevoso durante l’inverno è stato sufficientemente elevato (in genere > 80-100 cm), tale da consentire un completo isolamento tra atmosfera e geosfera, i valori rilevati sono legati all’equilibrio termico del flusso di calore derivante dal sottosuolo. In base a regole empiriche, se i valori BTS sono < -1,7 -2 °C è probabile che ci siano condizioni di permafrost. L’interpolazione su una superficie ampia di tali punti misura (meglio se distribuiti secondo un reticolo a maglie regolari) consente di spazializzare la distribuzione del permafrost.

Gli approfondimenti specialistici vengono effettuati in collaborazione con vari enti ed istituzioni, in occasione dei progetti europei o in ambito di collaborazioni sviluppate ad hoc. Tra le tecniche maggiormente utilizzate per tali approfondimenti vi sono le campagne geofisiche (tomografie di resistività elettrica, geo-radar, sisimica passiva) effettuate in collaborazione con le Università dell’Insubria e di Pisa. Tali indagini consentono di analizzare le caratteristiche del sottosuolo individuando in particolare la presenza di ghiaccio. Altre indagini vengono condotte in collaborazione con Arpa Valle d’Aosta, che si occupa di rilievi fotogrammetrici di precisione tramite “drone”, e con il CNR-IRSA ed il DIATI del Politecnico di Torino, coinvolti nell’analisi delle relazioni tra criosfera e le risorse.

DATI ED APPROFONDIMENTI
RELAZIONE STATO AMBIENTE – CLIMA/Impatti/permafrost (2022, 2021, 20202019201820172016)
IPA (International Permafrost Association) - Country Report (2021, 2020, 20172015201420122011201020092008)
Report PrevRisk "Rischi naturali emergenti in alta montagna" (2018) (versione in italiano e in francese)

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    Ultima modifica 27 Giugno 2024