Climate projections for sites with sparse data coverage : the Mera catchment

Anthropogenic climate change represents the greatest environmental risk mankind is exposed to. Alps are amongst the landscapes which will be affected by its consequent catastrophic effects in a rapid and evident way. Such effects are capable of altering the environmental balance of entire ecosystems, human settlements, industries, energy production plants, to the extent of potentially causing international conflicts. In such a context, the control of distribution and availability of water resources becomes a priority. This study takes place within the inter-reg project GE.RI.KO. Mera, which aims to a technical-administrative collaboration between Italy and Switzerland in the management of the common water resource represented by the Mera basin and the contextual hydraulic works, in order to minimize conflicts of use and risk of damage, and to offer an example of a strategy replicable in other contexts. The contribution that this study wishes to grant is providing solid bases to decision-making authorities, in the form of climate projections specifically developed for sites that lack extensive and robust meteorological observed time series, by means of statistical correlation between neighboring stations, Downscaling and Quantile Mapping. Climate projections will subsequently allow the study of occurrence of extreme events such as heat waves, floods and droughts in the impending century. Variability associated with climatic projections and its counterparts will also be investigated, and it will be shown that their relative importance will change in the progression towards the end of the century. Finally, with the aim of providing a solid basis for impact studies regarding future flow regimes, a method will be introduced that allows the hourly temporal disaggregation of daily climate projections, together with an extensive quality assessment. Information with such level of resolution are necessary as inputs for physically based hydrological models, which generally provide results of excellent quality in mountain environments.

Il cambiamento climatico di origine antropica costituisce il più grande rischio ambientale cui l’uomo moderno è esposto. Il contesto Alpino è tra quelli che in modo più celere ed evidente subisce l’influenza dei conseguenti effetti catastrofici, che come tali sono in grado di stravolgere l’equilibrio ambientale e di interi ecosistemi, insediamenti umani, industrie, impianti di produzione energetica, fino a poter potenzialmente causare conflitti di carattere internazionale. In un tale contesto, il controllo della distribuzione e disponibilità di risorse idriche assume il carattere di urgenza. Il presente studio è contestuale al progetto inter-reg GE.RI.KO. Mera, che mira ad una collaborazione tecnico-amministrativa tra Italia e Svizzera nella gestione della risorsa idrica in comune costituita dal bacino del Mera e delle contestuali opere idrauliche, al fine di minimizzarne conflitti d'uso e rischio di danneggiamento, ed offrire l’esempio di una strategia replicabile in altri contesti. Il contributo che tale studio si prefigge è di conferire solide basi alle autorità per il decision-making, sotto forma di proiezioni climatiche sviluppate ad-hoc per siti che non godono di estese e robuste serie meteorologiche osservate, attraverso legami statistici di correlazione tra stazioni confinanti, Downscaling e Quantile Mapping. Le proiezioni climatiche consentiranno successivamente lo studio d’incidenza, nel secolo imminente, di eventi estremi quali ondate di calore, alluvioni e siccità. Costituirà inoltre oggetto d’indagine la variabilità associata alle proiezioni climatiche e le di essa componenti, le quali acquisiranno pesi differenti in funzione della progressione verso la fine del secolo. Infine, con lo scopo di fornire solide basi a studi d’impatto riguardo i futuri regimi di portata, verrà esposto un metodo che consenta la disaggregazione temporale oraria delle proiezioni climatiche giornaliere, ed un’estensiva valutazione di qualità delle stesse. Informazioni dalla tale risoluzione si configurano necessarie in ingresso a modelli idrologici fisicamente basati, i quali esibiscono generalmente risultati di qualità ottima in ambiente montano.