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Il cambiamento climatico e le torri d’acqua dell’Asia

L’impatto dei cambiamenti climatici sta radicalmente modificando la disponibilità di acqua nelle water towers, le torri d’acqua dell’Asia. Qual è lo stato della criosfera nell’Hindu-Kush Karakoram Himalaya, terzo polo del pianeta ?

 

Torri di Trango,Ghiacciaio del Baltoro, Pakistan. Foto Daniele Bocchiola 2011.

 

I grandi sistemi montuosi coprono il 25% della superficie dei continenti (Kapos et al., 2000) e solo il 26% della popolazione mondiale è insediata nelle regioni montane o ai piedi di catene montuose (Meybeck et al., 2001). Tuttavia, le risorse indirettamente provenienti dalle zone elevate offrono sostentamento ad oltre la metà degli abitanti del globo. Il 40% della popolazione della Terra, infatti, vive in bacini fluviali che traggono origine dalle varie catene montuose (Barnett et al., 2005). I sistemi montuosi dell’Asia centrale, Tibetan plateau (TB), Hindu Kush, Karakorum and Himalaya (HKKH), sono il terzo polo dell’umanità e 1.5 miliardi di persone dipendono dalle nevi e dai ghiacci di queste catene, le water towers dell’Asia, per l’approvvigionamento di acqua potabile, che scorrono lungo i fiumi più grandi dell’Asia, Indo, Gange, Brahmaputra, Fiume Azzurro (Yangtze), Fiume Giallo (Huang He) (Immerzeel et al., 2010; Kaser et al., 2010).
Diversi studi hanno evidenziato che in fiumi quali l’Indo, il Gange ed il Brahmaputra, il contributo d’acqua proveniente dalle aree con fusione nivo-glaciale rappresenta una proporzione importante del contributo complessivo. Kaser et al. (2010) hanno valutato il contributo relativo delle aree glaciali alle disponibilità di risorsa idrica per 17 bacini fluviali ad alimentazione glaciale a livello mondiale. Tali fiumi raccolgono la  pioggia e le acque di fusione glaciale di superfici comprese tra gli 1.5 milioni di km2 ed i 12 mila  km2 circa, e tali superfici hanno una popolazione residente variabile dai 500 milioni abitanti ai 30 mila abitanti circa. In particolare, Kaser et al. (2010) utilizzano hanno calcolato l’importanza del contributo di fusione glaciale in una certa area, moltiplicando la popolazione residente per la percentuale di deflusso fluviale derivante da fusione glaciale (massimo valore mensile di questa percentuale, MMP). Tale indice viene chiamato PIX.

Si osserva in Tabella 1 che 5 dei primi otto fiumi da loro indicati per valore dell’indice di impatto sono alimentati dai ghiacciai del HKKH (Bacino del Lago d’Aral, con affluenti Amu-Darya e Syr-Darya, Indo, Gange, Fiume Giallo Yangtze, Brahmaputra).
E’ interessante altresì osservare come il bacino imbrifero del fiume Po venga classificato al quarto posto in tal classifica, ad indicare la sensibilità della pianura padana a potenziali modifiche delle dinamiche dei suoi ghiacciai.

 

Figura 1. Catene montani e bacini fluviali dell’Asia Centrale (in: Immerzeel et al., 2010).

Figura 2. Indice di fusione normalizzato NMI per alcuni bacini Asiatici.  (in: Immerzeel et al., 2010).

 

Tabella 1. Kaser et al. (2012). Fiumi considerati, aree del bacino imbrifero ed estensione areale dei ghiacciai, popolazione ed indice PIX. Si osservi come Indo, Gange, Bhramaputra e Yangtze occupino quattro tra le prime otto posizioni. Si noti il fiume Po in quarta posizione.

 

Figura 3. Inverde alcuni bacini a forte contributo nivo-glaciale studiati in Kaser et al. (2011). Le linee rosse indicano la percentuale di deflusso fluviale derivante da fusione glaciale, in funzione del bacino imbrifero considerato, a partire da monte. Le barre grigie (PIX, in milioni di abitanti) indicano l’indice PIX.

 

Le catene dell’HKKH si estendono per duemila chilometri da Nord a Sud e contengono circa 60.000 km2 diaree coperte da ghiaccio glaciali,  considerate il terzo polo del pianeta (Kaab et al., 2012). Le altitudini elevate (fino ai picchi dell’Everest, 8848 m e del K2, 8612 m) e gli enormi dislivelli topografici, comportano rapide e sistematiche variazioni del clima in funzione della quota, in particolare della temperatura e delle precipitazioni, che cambiano su brevissime distanze (Winiger et al., 2005). Il regime di temperature e precipitazioni è dominato dal monsone Indiano nelle parti più a sud e dalle precipitazioni invernali guidate dalle circolazioni da occidente (westerlies) a nord. Tali differenze si ripercuotono nella dinamica delle aree glaciali. In post precedenti (qui e qui) gli autori hanno trattato l’effetto del cambiamento climatico sulla recessione dei ghiacciai himalayani sulla base della letteratura disponibile. Alcuni studi recenti ci forniscono un quadro aggiornato della situazione.
Kaab et al. (2012) hanno stimato le variazioni di spessore glaciale e le relative variazioni di massa nell’area del HKKH tramite stime delle quote della superficie glaciale tramite misure satellitari (ICESat, 2003-2009) e tramite un modello digitale delle quote (DEM) ottenuto dalla Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) nel Febbraio 2000.

 

 

Figura 4. Kaab et al., 2012.Variazioni di quota (2003-2008) della copertura glaciale nella regione HKKH, suddivisa in 5 sottoregioni, Hindu-Kush a sud del Wakhan Corridor (HK), Karakoram (KK), Jammu Kashmir (JK), Himachal Pradesh, Uttarakhand and West Nepal (HP), Est Nepal e Bhutan (NB)   (in: Kaab et al., 2012). Valori in m/anno.

 

Figura 5. Variazioni di spessore medie per le cinque regioni glaciali della regione HKKH in Figura 5 (in: Kaab et al., 2012). Linea nera con triangoli, variazioni di quota in aree non glaciali. Curva discontinua rossa con i pallini, misure autunnali con altimetro laser (ICESat). Curva rossa spessa, tendenze coperture autunnali.

 

I risultati, mostrati nelle Figure 4 e 5, indicano come in quattro delle sottoregioni evidenziate, vi sia un chiaro fenomeno di assottigliamento degli spessori glaciali. Solo nell’alto Karakoram, l’evidenza empirica sembra mostrare un quadro di sostanziale stabilità.
Bolch et al. (2012) hanno condotti alcuni studi relativi a i) variazioni di lunghezza, ii) cambiamenti delle superfici glaciali e iii) variazioni delle quantità di ghiaccio accumulato (bilancio di massa), per alcuni ghiacciai nell’area del Karakoram ed Himalaya. Le variazioni lunghezza, studiate a partire dalla seconda metà dell’800 in alcuni casi, mostrano per i ghiacciai Himalayani una costante diminuzione, con l’eccezione del 1920-1940, quando si è verificato un periodo di stabilità o di crescita in alcuni casi. Tuttavia, si è osservato per le zone dell’Ovest Himalaya e del Karakoram, un sostanziale equilibrio in tempi recenti (1960-oggi). Similmente, le variazioni areali nell’area del Karakoram sono da considerarsi in media trascurabili. I bilanci di massa indicano una perdita consistente per la maggior parte dei ghiacciai himalayani, con una lieve espansione nelle aree più umide del Karakoram. Bolch et al. (2012) hanno anche evidenziato una crescita delle aree coperte di detrito, con una perdita di massa netta, oltre ad una fusione più rapida nelle finestre temporali più recenti.
Gardelle et al. (2012) hanno valutato il bilancio di massa di alcuni ghiacciai nel Karakoram centrale durante il periodo 1999-2008 tramite altimetria differenziale. Gli autori hanno evidenziato una forte disomogeneità spaziale, con situazioni di assottigliamento della coltre glaciale in aree glaciali detritiche alle quote più basse. A scala regionale comunque gli autori valutano un incremento dell’ordine di +0.11±0.22 m/anno di acqua accumulata sotto forma di ghiaccio. Tale risultato è
consistente con studi recenti, che mostrano come i deflussi fluviali in quest’area sono diminuiti nelle ultime tre decadi, forse in ragione della diminuita fusione glaciale (Fowler and Archer, 2006). Gli autori suggeriscono tuttavia cautela, poiché i dati relativi al Karakoram sono più scarsi rispetto ai dati relativi all’Himalaya.

 

 Figura 6. Bolch et al. (2012). A. Area dell’ Himalaya e Karakoram con indicate le variazioni di lunghezza, area e bilancio di massa studiate per differenti ghiacciai. B. Sistema dei venti e perturbazioni dominanti. C. Precipitazioni medie in Gennaio (Inverno) e Luglio (Estate).

 

 

Figura 7. Bolch et al. (2012). Variazioni di lunghezza per alcuni ghiacciai in HKKH. Il ritiro dei ghiacci in Himalaya è evidente, con l’eccezione del Raikot e del Chomo Lunguma (nel gruppo del Nanga Parbat). I ghiacciai del Karakoram mostrano un andamento più complesso.

 

Per i decenni a venire, si prefigurano (Akhtar et al., 2008; Bocchiola et al., 2011) scenari dove i fenomeni di magra saranno più rilevanti, mentre l’accresciuta ablazione glaciale legata alle alte temperature produrrà maggiori deflussi estivi. Tuttavia, ove la massa glaciale si dovesse assottigliare e, al  limite, scomparire, in presenza di fusione maggiore, le conseguenze porterebbero a deflussi diminuiti in maniera rilevante.
Le difficoltà intrinseche nella valutazione degli scenari presenti e futuri di risorsa idrica per le water towers dell’ Asia sono molteplici, in particolare in considerazione della carenza di informazione climatica ed idrologica storica in aree di alta o altissima quota (fino a 8000 mslm).
In tali condizioni di scarsa conoscenza, tracciare un bilancio del passato e del presente risulta difficile, ed ancora più complesso delineare scenari futuri verosimili.
Tuttavia, lo stato attuale delle conoscenza ci mostra che le aree nivo-glaciali nelle catene asiatiche sono per gran parte in retrocessione, o al più stabili, e che le risorse idriche derivanti da tali catene sono potenzialmente in diminuzione nei prossimi decenni.
L’apporto di acqua dai fiumi e la sua corretta gestione sono fondamentali per l’agricoltura e la sicurezza alimentare (food security) delle popolazioni dell’HKKH e si stanno sviluppando misure di adattamento, per esempio a livello locale (Aase et al., 2009). Nonostante la carenza di informazione disponibile e le incertezze che ne derivano, e’ importante continuare a studiare il clima e le risorse idriche in queste aree, per quantificare gli effetti del cambiamento climatico e definire possibili strategie di adattamento.

 

Bibliografia

Aase, T. H., Chaudhary, R.P., Vetaas O.R. (2009). Farming flexibility and food security under climatic uncertainty: Manang, Nepal Himalaya, Area, 42(2), 228-238, doi: 10.1111/j.1475-4762.2009.00911.x.

Akhtar, M., Ahmad, N., Booij, M. J. (2008). The impact of climate change on the water resources of Hindukush-Karakoram- Himalaya region under different glacier coverage scenario, J. Hydrol., 355, 148-163.

Barnett, T. P., Adam, J. C., Lettenmaier, D. P. (2005). Potential impacts of a warming climate on water availability in snow-dominated regions, Nature, 438(17), 303-309.

Bocchiola, D., Diolaiuti, G., Soncini, A., Mihalcea, C., D’Agata, C., Mayer, C., Lambrecht, A., Rosso, R., Smiraglia, C. (2011). Prediction of future hydrological regimes in poorly gauged high altitude basins: the case study of the upper Indus, Pakistan, Hydrol. Earth Syst. Sci., 15, 2059-2075.

Bolch, T., Kulkarni, A., Kääb, A., Huggel, C., Paul, F., Cogley, J. G.,  Frey, H., Kargel, J. S., Fujita, K., Scheel, M., Bajracharya, S., Stoffel M. (2012). The State and Fate of Himalayan Glaciers, Science, 336, 310 (2012), doi: 10.1126/science.1215828.

Fowler, H.J., Archer, D.R., 2006. Conflicting signals of climatic change in theUpperIndusBasin, J. Clim., 19, 4276-4293.

Gardelle, J., Berthier, E., Arnaud, Y. (2012). Slight mass gain of Karakoram glaciers in the early twenty-first century, Nature Geoscience Letters, doi: 10.1038/NGEO1450.

Immerzeel, W.W., van Beek, L.P.H. and Bierkens, M.F.P., 2010. Climate Change Will Affect the Asian Water Towers. Science, 328, 1382-1385.

Kaab, A., Berthier, E., Nuth, C., Gardelle, J., Arnaud, Y. (2012). Contrasting patterns of early 21st century glacier mass change in theHimalaya, Nature, 488, 495-498, doi:10.1038/nature11324, 2012.

Kapos, V., Rhind, J., Edwards, M., Price, M.F., Ravilious, C. (2000). Developing a map of the world’s mountain forests. In: Forests in Sustainable Mountain Development: A State-of-Knowledge Report for2000, M.F. Price and N. Butt (eds.), CAB International, Wallingford: 4-9.

Kaser, G., Großhauser, M., Marzeion, B. (2010). Contribution potential of glaciers to water availability in different climate regimes, PNAS, 107(47), 20223-20227.

Meybeck, M., Green, P., Vorosmarty, C. (2001). New Typology for Mountains and other Relief Classes: An Application to Global Continental Water Resources and Population Distribution, Mount. Res. Dev., 21, 34-45.

Winiger, M., Gumpert, M., Yamout, H. (2005). Karakoram–Hindukush–Western Himalaya: Assessing high-altitude water resources. Hydrological Processes, 19, 2329-2338.

 

 

Testo di Daniele Bocchiola, Guglielmina Diolaiuti

3 responses so far

3 Responses to “Il cambiamento climatico e le torri d’acqua dell’Asia”

  1. Gianfrancoon nov 23rd 2012 at 22:32

    Articolo di enorme interesse, molto dettagliato e con un formidabile apparato di referenze per approfondire.
    A voler cercare i pelo nell’uovo, mi sembra un tantino eccessiva la cautela nelle battute finali (“scarsa conoscenza”, “complesso delineare scenari futuri”). Suppongo sia la doverosa political correctness scientifica. A me sembra che le “torri d’acqua” (a proposito, splendida immagine) si stiano deteriorando senza dubbio e mi sembra assai poco probabile un’inversione di tendenza senza significative diminuzioni del consumo globale di carbonio.
    Sbaglio o c’è una vena di pessimismo o rassegnazione nell’ultima frase, strategie di adattamento? Pensate sia utopia sperare di rallenare il riscaldamento? Dopo tutto sappiamo come si fa, almeno in teoria.
    Grazie.

  2. Daniele Bocchiolaon nov 24th 2012 at 10:45

    Buongiorno, grazie del commento.

    Purtroppo, al di là della necessaria “correttezza scientifica”, che richiede di sottolineare le incertezze presenti nella delineazione dello stato presente ed ancora d più di quello futuro, vi è in queste aree una effettiva carenza di informazione, che non permette di tracciare un quadro complessivo.
    Le alte, a volte altissime quote di queste montagne rendono difficile misurare l’entità di fenomeni come la pioggia e la nevicate, che però sono importantissime per stabilire gli effettivi bilanci di acqua e ghiaccio.
    Gli estensori di questo post sono a loro volta impegnati in ricerche modellistiche e di campo in queste aree, ed anche nella Alpi.
    In particolare, segnalo l’iniziativa SHARE, del comitato EVK2CNR (http://www.evk2cnr.org/cms/), che tra le altre attività include progetti destinati a delineare lo stato presente ed il potenziale stato futuro delle “torri d’acqua” dell’Asia e dell’Europa.
    A proposito, tale locuzione non è di mia invenzione, ma è presente da qualche anno nella letteratura scientifica internazionale.
    Nell’ambito di tali progetti risulta evidente come la conoscenza scarsa delle variabili dette renda davvero difficile completare il quadro conoscitivo, anche se in alcuni casi le tendenze sono chiarissime e si può affermare che i ghiacci delle Alpi dell’Himalaya sono in evidente regresso nelle ultime decadi.
    Riguardo all’ultima frase, nessun pessimismo, solo un richiamo ad un approccio pragmatico, che ci richiede, oltre che di continuare la lotta all’emissione di gas serra, di adattare il nostro modo di vedere la gestione dell’acqua alle mutate condizioni climatiche e idro-glaciologiche.

  3. Gianfrancoon nov 25th 2012 at 21:06

    Prego. E grazie per la risposta sollecita ed esuriente.
    Non fatico a credere che raccogliere informazioni nelle remote e difficili regioni di cui parla l’articolo sia complicato. Anche i record storici devono essere piuttosto carenti.
    Tuttavia (intendevo dire questo ma mi sono espresso male) in altre regioni del mondo come le nostre Alpi le informazioni sullo stato dei ghiacci sono molto più ricche, sia per il presente che per i record storici.
    Inoltre è intuibile (e non credo troppo difficle da modellare con sufficiente rigore in regioni dove si abbiano sufficienti informazioni) che i ghiacciai montani hanno la funzione – vitale per agricoltura e allevamento – di fornire flussi regolari di acqua a valli e pianure.
    D’accordo infine sulla necessità di affiancare piani di adattamento alle azioni sulle cause (se non sbaglio il termine canonico è mitigazione).

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