I cambiamenti climatici e i laghi alpini
Cambiamenti climatici
e laghi alpini
Laghi Alpini: cambiamenti in corso
Nell’ambito del progetto Silmas, il Work
Package 4 « Alpine Lakes running changes »
(Laghi Alpini: cambiamenti in corso) si è
dedicato all’analisi degli effetti dei cambiamenti
climatici sull’ecosistema lacustre, attraverso
l’applicazione di modelli al fine di individuare
possibili scenari futuri. Essendo i laghi sistemi
dinamici estremamente complessi, per le loro
interazioni con l’ambiente locale e con il ciclo
dell’acqua, il WP4, nell’ambito dell’analisi
dell’evoluzione lacustre connessa alle attività
antropiche e alla variabilità climatica, ha
seguito due differenti tipi di approccio: uno
di tipo biologico, comprendente la raccolta di
dati lacustri storici (chimici, fisici e biologici)
al fine di analizzare le tendenze e gli eventi
ecologici significativi, e un secondo approccio
di tipo fisico/chimico, per la determinazione
dei cambiamenti climatici sui laghi e nei bacini
imbriferi ad essi connessi in termini di aspetti
idrologici e termodinamici.
L’obiettivo finale è la valorizzazione delle
conoscenze acquisite mediante l’integrazione
dei risultati delle indagini effettuate, al fine di
fornire un utile strumento decisionale in grado
di descrivere gli scenari che possono essere
attesi dai cambiamenti climatici, legati alle
principali tipologie lacustri incontrate nello
spazio alpino.
Negli ultimi 100 anni la temperatura
superficiale globale del nostro pianeta è
aumentata di un valore compreso fra 0.6
e 0.8 °C (Houghton et al., 2001). Le Alpi
hanno vissuto un eccezionale incremento di
temperatura tra il 1901 e il 2000, di circa 2
°C, il doppio della media del riscaldamento
globale. I cambiamenti registrati nelle
precipitazioni sono risultati, in tale area, più
moderati.
Gli effetti del riscaldamento globale sono
già parzialmente osservabili, come ad
esempio la riduzione della permanenza del
manto nevoso a bassa quota, l’arretramento
dei ghiacciai, l’innesco di frane, fenomeni
destinati ad intensificarsi con l’aumentare
dei cambiamenti climatici. (IPPC, 2007). Il
riscaldamento climatico sta provocando
importanti effetti sull’atmosfera, sull’idrosfera,
sulla criosfera, sulla biosfera e sulla complessa
rete di interazioni e di cicli biogeochimici
che intercorrono fra loro. A causa delle loro
caratteristiche morfometriche e idrologiche, i
laghi alpini sono tra gli ecosistemi acquatici
maggiormente sensibili ai cambiamenti
climatici. Molti studi, in particolare, hanno
dimostrato strette connessioni tra clima,
proprietà termiche dei corpi lacustri e fisiologia
degli organismi acquatici, abbondanza della
popolazione, struttura delle comunità e rete
trofica.
Effetti dei cambiamenti climatici sui
laghi
Maggiori temperature dell’acqua potranno
ridurre progressivamente gli habitat della
fauna ittica; l’eventuale stress idrico provocato
da una diminuzione delle precipitazioni
potrebbe generare problematiche connesse
alle principali attività antropiche (agricoltura,
navigazione, gestione dei porti). Inoltre, eventi
atmosferici straordinari potrebbero causare
fenomeni di erosione, con conseguente
accumulo nell’acqua di elementi nutritivi e
danno alle realtà forestali ubicate sulle rive
dei laghi, che potrebbero essere danneggiate
dall’erosione, in particolare in aree di grande
valore naturalistico. I laghi alpini, utilizzati dal
punto di vista turistico e ricreativo, potrebbero
beneficiare di un maggior utilizzo delle
strutture turistiche grazie a stagioni estive più
lunghe, prestando però maggiore attenzione
alla qualità delle acque, alla funzionalità
degli ecosistemi lacustri e al controllo in
termini di diffusione di specie invasive.
Tuttavia, le variazioni indotte dai cambiamenti
climatici sono ancora relativamente poco
significative rispetto all’impatto generato
dall’uso antropico del suolo, ma, in futuro, i
cambiamenti climatici genereranno importanti
effetti, rendendo necessario un uso sostenibile
del suolo all’interno dei bacini imbriferi.
Un modello ecosistemico per laghi
alpini mesotrofici ed eutrofici
L’impatto dei cambiamenti climatici
sulle caratteristiche termiche dei laghi
La composizione della comunità fitoplanctonica può essere modificata da cambiamenti
delle temperature invernali e primaverili, a
seconda della morfometria e della posizione
geografica del lago (Elliott et al., 2006). Il fitoplancton presente nelle acque fredde superficiali sembra essere particolarmente sensibile
alle variazioni di temperatura (Findlay et al.,
2001). Un aumento della temperatura dell’acqua può essere associato ad uno spostamento di comunità zooplanctoniche da grandi
realtà lacustri a piccoli laghi, da cambiamenti
in termini di disponibilità di cibo per cianobatteri e in alcuni casi da una maggiore sensi-
bilità alle tossine algali (Moore et al., 1996).
Il modello ecosistemico sviluppato risulta
essere un utile strumento per stimare la sensibilità e la risposta dell’ecosistema lacustre
ai cambiamenti di temperatura e/o dell’ambiente circostante.
Modellistica idrologica e indagini
isotopiche applicate ai laghi alpini
Un modello idrodinamico per i laghi
Modelli idrologici semi-distribuiti afflussideflussi sono stati utilizzati al fine di
simulare dati storici e sviluppare scenari
per l’analisi del’evoluzione del tempo di
rinnovo in funzione dell’uso del suolo, del
clima e dell’evaporazione. I grafici mostrano
significativi cambiamenti nel bilancio idrico
lacustre e di conseguenza un maggiore
tempo di riempimento.
L’applicazione di isotopi ambientali permette
di analizzare la dinamica e la circolazione
lacustre, e, insieme con il modello idrologico,
costituisce un utile strumento per valutare i
cambiamenti in termini di tempo di rinnovo,
tempo di riempimento e comportamento di
circolazione dei laghi.
Le figure sottostanti mostrano il trend termico
della temperatura dell’acqua (estate e inverno,
superficie e fondo) del Lago di Costanza.
Cambiamenti dei parametri climatici possono
influenzare il bilancio termico lacustre. Le
serie storiche analizzate mostrano, per gli
ultimi decenni, un incremento comune del
trend della temperatura dell’acqua in estate e
in inverno nei laghi alpini analizzati.
Le risposte di fitoplancton e zooplancton alle pressioni antropiche spesso
forniscono un’ ottima indicazione di cambiamento a lungo termine della qualità
della acque perilacuali. La comunità planctonica è in grado di adattarsi alle
fluttuazioni improvvise di temperatura, ma può essere particolarmente sensibile ai
cambiamenti stagionali sul lungo periodo.
Al fine di comprendere al meglio gli effetti
provocati dai cambiamenti climatici sulle
proprietà fisiche lacustri è stato applicato, ad
alcuni laghi alpini, un modello idrodinamico,
verticale, mono dimensionale. In primo luogo
il modello è stato calibrato con dati misurati
(meteorologici e di temperatura dell’acqua),
mantenendo, dal punto di vista matematico,
una stretta connessione con la realtà
lacustre, fornendo la condizione necessaria
per la creazione di future proiezioni. In una
seconda fase il modello è stato forzato
con scenari climatici differenti. Copertura
nevosa, temperatura ed umidità dell’aria,
velocità del vento sono state modificate per
ottenere una stima della sensibilità lacustre ai
cambiamenti climatici. I risultati mostrano una
elevata sensibilità della circolazione lacustre:
maggiori temperature dell’aria provocano un
rimescolamento meno intenso in inverno/
primavera nei laghi esaminati. Lo scenario
futuro prevede quindi minore intensità di
rimescolamento, aumento della temperatura
dell’acqua e aumento della stabilità della
stratificazione. Tali impatti modificheranno la
distribuzione dei nutrienti e dell’ossigeno.
