Learn from the mummies : l'idrologia del fiume Nilo, dai dati storici alle proiezioni climatiche

In the fifth century BC, the Greek historian Herodotus defined Egypt as "the gift of the Nile", underlining the extraordinary influence of this river in the life of entire civilizations that have followed throughout history. The purpose of the following study is to perform an historical analysis of the Ancient Egypt, to assess the effect of climatic events, e.g. floods and droughts, on the society. Next, with the projections of scenarios, it is possible to assess the effects of climate change in the area, providing the basic knowledge for the assessment of future adaptation strategies. In summary, the hydrological events occurred in the past are analyzed, highlighting the existence of a link between climatic/hydrological events and socio-political situation. Then, the potential effects of climate change until the end of the century is assessed. Daily series of precipitation and temperature provided by the measurement stations in the Nile basin, for a reference period from 1973 to 1984, are used as input for the calibration of the hydrological model Poli-Hydro, developed by the Climate lab of Politecnico di Milano. The simulated discharges in several river cross sections along the river are compared with the monthly discharge data provided by the Global Runoff Data Center GRDC. Subsequently, the projections of climate change scenarios on the hydrological cycle of the Nile basin, are simulated up to 2100. For a qualitative assessment of the flood regime, three global circulation models, EC-Earth3, CMCC and CESM2, and four mitigation policies, SSP 2.6, 4.5, 7.0 and 8.5 based on the guidelines provided by the AR6 of the IPCC, are used in this study. A downscaling procedure is also performed for each scenario to ensure consistency with the hydrological model resolution. The results are combined with literature data from the past, with particular attention on time intervals related to historically significant events. The comparison between history and projections provides the bases for a first connection between climatic-hydrological stress events and social responses. Projections show an increase in extreme rainfall at the equator and in temperature throughout the basin. Consequently, phenomenon of aridification intensifies its strength in Sudan and Egypt. The comparison between historical data and future projections provides a preliminary assessment of the relationships between climatic/hydrological stress events and the respective social responses, providing the tools for assessing adaptation strategies to global warming.

Lo storico greco Erodoto, nel V secolo a.C., definì l'Egitto come " il dono del Nilo" sottolineando la straordinaria influenza rivestita da questo fiume nella vita di intere civiltà che si sono avvicendante nel corso della storia. Lo scopo del seguente studio è quello effettuare un’indagine storica dell’antico Egitto, per valutare l’effetto che eventi climatici come piene e siccità hanno avuto sulla società. Successivamente, attraverso le proiezioni di scenari, è possibile valutare gli effetti del cambiamento climatico nel bacino di interesse, gettando le basi per la valutazione di future strategie di adattamento. In sintesi, si analizzeranno i particolari eventi idrologici avvenuti nel passato, mettendo in luce l’esistenza di un nesso tra eventi climatici/idrologici e situazione sociopolitica, e si valuteranno poi i potenziali effetti del cambiamento climatico fino a fine secolo. Utilizzando come input dati giornalieri di precipitazione e temperatura rilevati dalle stazioni di misura nel bacino del Nilo, per un periodo di riferimento che va dal 1973 al 1984, è stato calibrato il modello idrologico Poli-Hydro sviluppato dal Climate lab del Politecnico di Milano. Le portate simulate dal modello in diverse sezioni lungo il fiume sono state quindi confrontate con le portate mensili fornite dal Global Runoff Data Centre GRDC. In seguito, sono state simulate le proiezioni del ciclo idrologico del bacino del Nilo in scenari di cambiamento climatico fino al 2100. Ai fini di una valutazione qualitativa del regime di piena, sono stati considerati tre modelli di circolazione globale, EC-Earth3, CMCC e CESM2 e quattro politiche di mitigazione: SSP 2.6, 4.5, 7.0 e 8.5 basate sulle linee guida fornite dall’IPCC nel sesto rapporto di valutazione. Per ogni scenario è stata eseguita una procedura di downscaling al fine di garantire una coerenza con la risoluzione utilizzata per il modello idrologico. I diversi risultati ottenuti sono stati poi confrontati con i dati passati ricavati da letteratura, ponendo particolare attenzione ad intervalli temporali corrispondenti ad eventi storicamente significativi. Le proiezioni mostrano un chiaro aumento delle piogge estreme a livello equatoriale in concomitanza ad un aumento delle temperature in tutto il bacino. In risposta a ciò si osserva un incremento del fenomeno di aridificazione per territori del Sudan e dell’Egitto. Il confronto tra storia e proiezioni di scenari fornisce una valutazione preliminare della relazione esistente tra eventi di stress climatico-idrologico e le corrispondenti risposte sociali, fornendo quindi gli strumenti per la valutazione di strategie di adattamento al cambiamento climatico.