Modellizzazione dei processi termodinamici che governano l'evoluzione del manto nevoso in ambiente alpino = Modeling of the thermodynamic processes that control the evolution of the snow cover in an Alpine environment

La distribuzione del manto nevoso ha un profondo impatto sulla temperatura del suolo, sullo spessore dello strato attivo e sul permafrost. Qualsiasi cambiamento nel regime del manto nevoso, che accompagna il riscaldamento climatico, controllerà l’effetto netto sullo stato termico del permafrost. Il problema di rappresentare realisticamente la neve stagionale nei modelli atmosferici e idrologici regionali e globali è reso complesso a causa delle numerose caratteristiche legate alla neve che mostrano una notevole variabilità spaziale e temporale alle scale inferiori dei modelli. Comprendere i processi coinvolti nella degradazione del permafrost e nell’ispessimento dello strato attivo richiede lo studio del regime energetico che lo governa. Ciò viene fatto calibrando e applicando opportunamente modelli basati sulla fisica per simulare i processi che si verificano e i parametri di interesse, come il manto nevoso e la temperatura del sottosuolo. L'obiettivo di questo lavoro di ricerca è modellare adeguatamente i processi termodinamici che governano l'evoluzione della criosfera, in particolare lo strato di neve. Lo scopo è fornire una migliore comprensione del ruolo del bilancio energetico superficiale in un'area dominata dal permafrost. Viene considerato in particolare il caso di studio di Passo del Moro, nelle Alpi del Piemonte settentrionale, per il quale ci sono sia le misure del manto nevoso che i dati meteorologici adeguati. Lo studio viene effettuato su scala puntuale utilizzando un modello idrologico all'avanguardia (GEOtop), con una rappresentazione completa dei processi termodinamici che controllano l'evoluzione dello strato nevoso. Nella sua configurazione completa, GEOtop è un modello idrologico distribuito, con bilanci idrici ed energetici accoppiati, mentre qui è utilizzato nella sua modalità 1D in un singolo punto. Sono considerati i dati nel periodo tra l’Agosto 2001 e Luglio 2022. L'impostazione iniziale del modello è stata ottenuta includendo fattori di vista del cielo accurati e aspetti topografici dell'area. Lo studio dei processi termodinamici e l'impostazione dei parametri fisici in ciascun modulo hanno contribuito alla corretta messa a punto del modello. I risultati del modello sono valutati rispetto alla profondità della neve e alla temperatura del sottosuolo misurata presso la stazione di monitoraggio del Passo del Moro e mostrano un non buon accordo per la maggior parte degli anni inclusi. La prima realizzazione dei risultati del modello mostra che la precisione dei dati meteorologici di input è la causa principale di una simulazione non riuscita dello spessore della neve. Questo problema è stato superato correggendo i dati di input sulle precipitazioni utilizzando dati reali sulle nevicate e ad una necessaria parametrizzazione della densità della neve in GEOtop, portando a un grande miglioramento nella precisione dei risultati del modello. Vengono inoltre effettuate delle correzioni del bias sulle precipitazioni misurate e delle simulazioni in stagioni out-of-sample per testare la validità delle correzioni applicate. Lo studio viene poi esteso ad un’altra stazione, quella di Sestriere Banchetta, nelle Alpi Piemontesi occidentali, per verificare le difficoltà in caso di pluviometro non riscaldato.