Fa caldo sul Serio : cambiamenti climatici e regime termico in un fiume alpino

The main objective of this work is the formulation of a model allowing determining the water temperatures trend of Serio, a river flowing in the area of Bergamo. The proposed model aims to link the surrounding air temperatures and the river’s discharges to the water temperature. The main idea is to develop a model able to describe the water’s temperatures trend on a day-to-day basis, allowing the evaluation of climate changes’ impact on the river as well as on fish fauna. After a literature research on related studies, a formula able to determine water temperatures values has been developed. It takes as input data river’s discharges and air temperatures. The first data type was obtained with the “spatialization” of the values taken by Arpa’s stations through Thiessen’s polygons. As regards discharges, values were computed with the help of a semi-distributed hydrologic model developed on Matlab that, through the hydrologic balance, was able to determine the generated riverbed water flow. Once discharges were known, the thermic model’s parameters were calibrated, using as reference the measurements provided by Doct. Riccardo Fornaroli, from the university of Milano Bicocca, on two streams located nearby Serio River, Sagnuigno and Goglio. The three parameters of the formula that links river’s discharges and air temperatures with water temperatures were calibrated on the aforementioned data. At the end this study was extended to the entire length of the Serio River with the aim of forecasting the temperatures trend from a time perspective. In particular it is possible to see how climate changes will impact on the river until the end of this century. This can be done thanks to the forecasted rainfall and air temperatures values provided by General Circulation Models. Finally the exceeding of ultimate lethal temperature and the incipient lethal temperature was evaluated in order to estimate the effects of climate changes’ on the fish fauna, even correlated with the exceeding of critical temperature for PKD, kidney disease.

Lo studio effettuato si pone come obiettivo la formulazione di un modello che permetta di determinare l’andamento delle temperature di un corso d’acqua, nel nostro caso il Serio, fiume tipicamente montano, che scorre nella provincia di Bergamo. Il modello che si è realizzato permette di legare temperature dell’aria e portate, alla temperatura dell’acqua del fiume. L’idea è quindi quella di sviluppare un modello che descriva a scala giornaliera l’andamento delle temperature del corso d’acqua, in maniera tale da valutare, successivamente, l’impatto dei cambiamenti climatici sul fiume e quindi sulla fauna ittica. Si è così proceduto: dopo una ricerca in letteratura di studi analoghi a quello iniziato, si è sviluppata una formula che desse come output valori giornalieri di temperatura dell’acqua. In ingresso si hanno dati di temperatura dell’aria e portate. Per i primi si è proceduto spazializzando, tramite poligoni di Thiessen, i valori misurati dalle stazioni Arpa. Per le portate si è utilizzato un modello idrologico semidistribuito, sviluppato in ambiente Matlab, che, effettuando il calcolo del bilancio idrologico, determina il flusso d’acqua in alveo generato sul bacino. Note le portate, si è proceduto con la calibrazione dei parametri del modello termico grazie alle misurazioni effettuate nei torrenti Sanguigno e Goglio, fornite dal Dott. Riccardo Fornaroli, dell’Università di Milano Bicocca. Su questi dati sono stati calibrati i tre parametri dell’equazione che lega le portate e le temperature di aria con temperature dell’acqua. Per ultimo si è esteso lo studio applicando il modello sull’intero fiume Serio al fine di studiarne l’andamento delle temperature negli anni e vedere come il cambiamento climatico possa influire sul corso fluviale, proiettando i risultati fino al 2100 tramite proiezioni delle temperature dell’aria e delle precipitazioni fornite dai Modelli di Circolazione Generale. Per ultimo si sono valutati il numero di superamenti delle soglie letali ed incipienti al fine di valutare l’impatto dei cambiamenti climatici sulla fauna ittica, ponendo particolare attenzione alle patologie renali causate da un aumento della temperatura dell’acqua.