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Stato termico del permafrost
La degradazione del permafrost è una conseguenza diretta dell’aumento della temperatura dell’aria e del relativo aumento della temperatura del suolo. A livello regionale il permafrost è influenzato essenzialmente dal clima; tuttavia la morfologia, la presenza di detrito o il tipo e la fratturazione delle rocce e la quantità/persistenza di neve al suolo giocano un ruolo fondamentale sulle caratteristiche locali del permafrost e sulla sua risposta alle forzanti climatiche. Il permafrost alpino presenta generalmente temperature prossime a 0°C (tra -3° e 0°C) ed è pertanto molto sensibile anche a piccole variazioni di temperatura nei geomateriali (terre, detriti, rocce) che possono determinare importanti cambiamenti nelle loro proprietà geomeccaniche, soprattutto se contengono ghiaccio. Per questo motivo la degradazione del permafrost è considerato un fattore predisponente all’instabilità dei versanti.
La degradazione del permafrost è principalmente determinata dal progressivo approfondimento dello strato attivo, ovvero la profondità a cui arriva il fronte di scongelamento estivo. Di conseguenza aumentano i volumi di substrato sottoposti a stress termici e di sovrapressione idrica determinati dai ripetuti fenomeni di gelo e rigelo. La presenza locale di importanti quantità di acqua e ghiaccio possono amplificare questi effetti.
Foto: Luca Paro (ARPA Piemonte)
L’indicatore deriva dall’analisi della variazione di temperatura del permafrost ad una specifica profondità, volta a quantificare l’eventuale tendenza alla degradazione.
La tendenza al riscaldamento del permafrost è evidente nei due siti analizzati (in Piemonte e Valle d’Aosta) ed in media è di +0.147°C ogni 10 anni. I valori nei due siti sono molto simili tra loro ed entrambi statisticamente significativi e sono in linea con quanto osservato in altri siti della regione alpina. Poiché la temperatura del permafrost nel sito piemontese è di circa -0.3°C mentre in quello valdostano è di circa -1.2°C, in base al trend attuale è molto probabile che, alla profondità di 35 m, il permafrost si degradi completamente entro il 2040 nel primo sito, mentre è probabile che si conservi almeno fino alla fine del secolo nel secondo sito.
Contatti:
Umberto Morra di Cella – ARPA Valle d’Aosta u.morradicella@arpa.vda.it
Luca Paro – ARPA Piemonte l.paro@arpa.piemonte.it
Il permafrost nei versanti poco acclivi e nei plateau di alta quota delle Alpi occidentali si sta degradando in media ad un tasso di circa 0.15°C ogni 10 anni.
- Fonte e accessibilità dei dati di base: I dati, di dominio pubblico, provengono dalle reti di monitoraggio del permafrost delle regioni Piemonte e Valle d’Aosta. Rete di monitoraggio ARPA Piemonte Rete di monitoraggio ARPA Valle d’Aosta
- Unità di misura: Gradi Celsius (°C)
- Copertura spaziale: Regionale (1 stazione per il Piemonte e 1 stazione per la Valle d’Aosta)
- Copertura temporale: Dati disponibili a partire dal 2008 (Valle d’Aosta) e dal 2011 (Piemonte)
- Periodicità di aggiornamento: Annuale
L’indicatore deriva dall’analisi della temperatura del permafrost a 35 m di profondità, che rappresenta la quota sufficiente per integrare un segnale di lungo termine poco influenzato dalle variazioni stagionali, rilevata tramite catene termometriche installate all’interno di fori di sondaggio opportunamente realizzati e strumentati. I due siti considerati sono: Colle Sommeiller (quota 2990 m, TO) in Piemonte e il Colle Cime Bianche (quota 3100 m, AO) in Valle d’Aosta. A partire dalla serie delle temperature medie mensili misurate: (i) si rimuovono le variazioni stagionali (lag-1 autocorrelation), (ii) si calcola il trend (Sen’s slope estimator) e (iii) si testa il suo livello di significatività (Mann-Kendall).
Le simulazioni per le Alpi Europee indicano un riscaldamento generalizzato del permafrost e un aumento dello spessore dello strato attivo fino alla fine del secolo. Lo studio delle dinamiche di degradazione del permafrost è particolarmente importante nelle Alpi dove vi è un’elevata esposizione delle persone e delle infrastrutture ai rischi legati ai movimenti di versante. Infatti, a differenza di ciò che avviene negli ambienti artici, sulle Alpi il permafrost interessa aree con pendenze anche elevate per cui le variazioni delle caratteristiche dei geo-materiali, soprattutto contenenti ghiaccio, possono portare a deformazioni ed instabilità di versante di dimensioni importanti.
Un ulteriore aspetto che si sta recentemente approfondendo è la relazione tra la degradazione del permafrost e le risorse idriche in alta quota. Alcuni studi dimostrano che la fusione del ghiaccio contenuto nel permafrost altera in quota l’idrochimica di sorgenti, torrenti e piccoli laghi con conseguente perdita di qualità della risorsa a discapito degli utilizzi sia antropici sia zootecnici.