Cambiamenti climatici ed effetti sulle acque superficiali

Lago Maggiore e laghi profondi subalpini

Nell’ambito delle ricerche a lungo termine sul Lago Maggiore vengono considerati i possibili effetti dei cambiamenti climatici sulle caratteristiche chimiche, fisiche e chimico-fisiche delle acque. Il Lago Maggiore è il più occidentale tra i laghi profondi sudalpini (Lugano, Como, Iseo and Garda) e tra questi è il secondo per profondità e volume. Insieme al Lago d’Orta, il Lago Maggiore è un sito di ricerca del network LTER (Long-Term Ecological Research) all’interno del macrosito IT08 - Laghi Sudalpini.

Le variabili meteorologiche e idrologiche giocano un ruolo importante nelle variazioni stagionali e interannuali delle variabili chimiche di base, dei nutrienti e degli ioni principali disciolti nelle acque. Di conseguenza il riscaldamento dell’atmosfera, le variazioni nel regime delle precipitazioni, l’intensificarsi di eventi “estremi” (siccità prolungale, precipitazioni brevi e intense) possono influenzare la qualità delle acque lacustri ed il loro utilizzo. Tra gli effetti documentati del cambiamento climatico sulle acque dei laghi profondi vi è il riscaldamento delle acque superficiali, l’aumento del contenuto di calore, il rafforzamento della stratificazione e la ridotta circolazione delle acque nel periodo tardo-invernale. Quest’ultimo aspetto ha delle conseguenze sui nutrienti (accumulo di fosforo in ipolimnio), sull’ossigeno (diminuzione nelle acque profonde) e complessivamente sulla qualità delle acque, con effetti che “mimano” quelli del processo di eutrofizzazione. Gli studi sul Lago Maggiore nell’ambito del Programma CIPAIS confermano queste tendenze: ad esempio, la temperatura delle acque superficiali del Lago Maggiore è aumentata di circa 0.30 °C per decade dagli anni ’80 ad oggi.

Pubblicazioni:

Fenocchi, A., M. Rogora, S. Sibilla, M. Ciampittiello, C. Dresti. 2018. Forecasting the evolution in the mixing regime of a deep subalpine lake under climate change scenarios through numerical modelling (Lake Maggiore, Northern Italy/Southern Switzerland). Climate Dynamics.

O'Reilly C.M., S. Sharma, D.K. Gray, S.E. Hampton, J.S. Read, R.J. Rowley, P. Schneider, J.D. Lenters, P.B. McIntyre, B.M. Kraemer, G.A. Weyhenmeyer, D. Straile, B. Dong, R. Adrian, M.G. Allan, O. Anneville, L. Arvola, J. Austin, J.L. Bailey, J.S. Baron, J.D. Brookes, E. de Eyto, M.T. Dokulil, D.P. Hamilton, K. Havens, A.L. Hetherington, S.N. Higgins, S. Hook, L.R. Izmest'eva, K.D. Jöhnk, K. Kangur, P. Kasprzak, M. Kumagai, E. Kuusisto, G. Leshkevich, D.M. Livingstone, S. MacIntyre, L. May, J.M. Melack, D.C. Müller-Navarra, M. Naumenko, P. Nõges, T. Nõges, R.P. North, P. Plisnier, A. Rigosi, A. Rimmer, M. Rogora, L.G. Rudstam, J. Rusak, N. Salmaso, N.R. Samal, D.E. Schindler, S.G. Schladow, M. Schmid, S.R. Schmidt, E. Silow, M.E. Soylu, K. Teubner, P. Verburg, A. Voutilainen, A. Watkinson, C.E. Williamson, G. Zhang. Rapid and highly variable warming of lake surface 1 waters around the globe. Geophysical Research Letters, 42, doi:10.1002/2015GL066235.

Salmaso N., F. Buzzi, L. Cerasino, L. Garibaldi, B. Leoni, G. Morabito, M. Rogora, M. Simona. 2014. Influence of atmospheric modes of variability on the limnological characteristics of large lakes south of the Alps: a new emerging paradigm. Hydrobiologia. 10.1007/s10750-013-1659-6.

Rogora M., L. Kamburska, R. Mosello, G.A. Tartari. 2016. Lake Orta chemical status 25 years after liming: problems solved and emerging critical issues. J. Limnol. 75: 93-106.

Reports Commissione Internazionale per la Protezione delle Acque Italo-Svizzere (CIPAIS)

Rogora M., F. Buzzi, C Dresti, B. Leoni, M. Patelli, F. Lepori, R. Mosello, N. Salmaso. 2018. Climatic effects on vertical mixing and deep-water oxygen content in the subalpine lakes in Italy. Hydrobiologia, 824: 33-50.

Laghi alpini d’alta quota

Accanto agli apporti atmosferici, le variazioni climatiche sono un importante fattore di modificazione per la fisica, chimica e biologia dei laghi in aree remote. Per via delle loro caratteristiche, i laghi d’alta quota sono tra gli ecosistemi acquatici più sensibili alle variazioni climatiche e costituiscono siti ideali per lo studio dei loro effetti sulla qualità delle acque e sulla biodiversità.

L’innalzamento di temperatura è stato e continua ad essere particolarmente accentuato sull’arco alpino rispetto al resto d’Europa ed iI ciclo idrologico in alta quota ne risulta fortemente influenzato. Le variazioni di temperatura influenzano anche l’entità e la durata della neve al suolo e la durata del periodo di copertura ghiacciata dei laghi e, di conseguenza, i processi biogeochimici che avvengono sia nelle acque che nel bacino imbrifero. Questi processi a loro volta modificano le caratteristiche chimico-fisiche delle acque, con effetti sulla loro qualità complessiva e sul loro ruolo di habitat per le biocenosi. Temperature più elevate possono incrementare i processi di dissoluzione fisico-chimica dei minerali costituenti rocce e suoli. La riduzione della copertura di neve comporta una maggior esposizione delle superfici ai processi di dilavamento e può quindi portare ad un aumento del contenuto di soluti nei laghi. Un ruolo importante può essere giocato poi dalla criosfera, ovvero da ghiacciai e permafrost, eventualmente presenti nei bacini dei laghi.

Tra i laghi monitorati a lungo termine dal CNR ISE vi sono i Laghi Boden, in alta Val Formazza. Questi laghi mostrano nel periodo recente un marcato aumento delle concentrazioni degli ioni principali e della conducibilità delle acque. Questa tendenza è comune a numerosi altri laghi delle Valli Ossola e Sesia, per i quali si dispone di dati a partire dagli anni ’80. Le variazioni a lungo termine osservate nella chimica dei laghi dipendono da fattori climatici e sono destinate ad accentuarsi nei prossimi decenni in presenza di un ulteriore aumento delle temperature.

Pubblicazioni

Rogora M., Frate L., Carranza M.L., Freppaz M., Stanisci A., Bertani I., Bottarin R., Brambilla A., Canullo R., Carbognani M., Cerrato C., Chelli S., Cremonese E., Cutini M., Di Musciano M., Erschbamer B., Godone D., Iocchi M., Isabellon M., Magnani A., Mazzola L., Morra di Cella U., Pauli H., Petey M., Petriccione B., Porro F., Psenner R., Rossetti G., Scotti A., Sommaruga R., Tappeiner U., Theurillat J.-P., Tomaselli M., Viglietti D., Viterbi R., Vittoz P., Winkler M. Matteucci G. 2018. Assessment of climate change effects on mountain ecosystems through a cross-site analysis in the Alps and Apennines. Science of the Total Environment 624: 1429–1442.

Rogora M., L. Colombo, F. Lepori, A. Marchetto, S. Steingruber & O. Tornimbeni. 2013. Thirty years of chemical changes in alpine acid-sensitive lakes in the Alps. Water Air Soil Pollut. 224:1746.

Rogora, M., R. Mosello & S. Arisci. 2003. The effect of climate warming on the hydrochemistry of alpine lakes. Water Air Soil Poll., 148: 347-361.

Salerno, F., M. Rogora, R. Balestrini, A. Lami, G.A. Tartari, S. Thakuri, D. Godone, M. Freppaz, G. Tartari. Glacier Melting Increases the Solute Concentrations of Himalayan Glacial Lakes. 2016. Environ. Sci. Technol. (17), pp 9150–9160.