Evoluzione dei parametri regolatori del ciclo idrologico sull'arco alpino e prealpino lombardo in scenari di cambiamento climatico

This study aims to analyse the effects of climate change on the variables that regulate the hydrological cycle, which influence the availability, variability, and usability of water resources. The evaluation of these parameters was carried out using the Poli-Hydro hydrological model, which is a semi-distributed model capable of simulating the hydrology of watersheds and their hydrological regimes. Calibration and validation of the model was performed as a function of snow cover, Snow Water Equivalent (SWE) parameter and ground snow height over the 2002-2021 control period, comparing the values simulated by the model with observed values available from satellite images or survey stations. Using four scenarios from IPCC's AR6: SSP1 2.6, SSP2 4.5, SSP3 7.0 and SSP5 8.5, applied to six GCM models: EC_EARTH, CESM2, mpi-esm, CMCC_CM2, MIROC6 and HADGEM3, meteorological data for future climate projections for two reference decades: 2041-2050 and 2091-2100 were derived. The results obtained show a trend of increasing temperatures to which is correlated a decrease in precipitation, especially snowfall, and an increasingly earlier onset of the melt season. Because of this, the snow cover turns out to be less extensive and present less thickness, leading to a decrease in the water resource stored in the snowpack. These negative aspects are pronounced depending on the socioeconomic scenario and the decade under consideration. The SSP1 2.6 scenario turns out to be the one in which the variables analysed show the smallest variations with values fully compatible with those recorded in the last two decades. The SSP3 7.0 and SSP5 8.5 scenarios, on the other hand, are characterized by having the most pronounced variations, with increases or decreases, depending on the parameter analysed, of the order of 50÷70% with respect to the twenty-year period 2002-2021.

L’oggetto dell’elaborato di tesi sono gli effetti del cambiamento climatico sulle variabili che regolano il ciclo idrologico, le quali influenzano la disponibilità, variabilità e possibilità di utilizzo delle risorse idriche. La valutazione di questi parametri è stata effettuata attraverso l’utilizzo del modello idrologico Poli-Hydro, il quale è un modello semi-distribuito in grado di simulare l’idrologia di bacini idrografici ed i relativi regimi idrologici. La calibrazione e validazione del modello è stata eseguita in funzione della copertura di neve, del parametro SWE (Snow Water Equivalent) e dell’altezza di neve al suolo nel periodo di controllo 2002-2021, confrontando i valori simulati dal modello con quelli osservati disponibili da immagini satellitari o stazioni di rilievo. Mediante l’utilizzo di quattro scenari dell’AR6 dell’IPCC: SSP1 2.6, SSP2 4.5, SSP3 7.0 e SSP5 8.5, applicati a sei modelli GCM: EC_EARTH, CESM2, mpi-esm, CMCC_CM2, MIROC6 e HADGEM3, sono stati ricavati i dati metereologici per le proiezioni climatiche future per due decenni di riferimento: 2041-2050 e 2091-2100. I risultati ottenuti mostrano una tendenza di aumento delle temperature a cui si correla una diminuzione delle precipitazioni, in particolar modo quelle di carattere nevoso, ed un inizio della stagione di fusione sempre più anticipata. Come conseguenza di ciò, la copertura nivale risulta essere meno estesa e presentare uno spessore minore, determinando una diminuzione della risorsa idrica stoccata nel manto nevoso. Questi aspetti negativi risultano più o meno marcati a seconda dello scenario socioeconomico e del decennio preso in considerazione. Lo scenario SSP1 2.6 risulta essere quello in cui le variabili analizzate presentano variazioni più contenute con valori del tutto compatibili con quelli registrati nell’ultimo ventennio. Gli scenari SSP3 7.0 e SSP5 8.5, invece, si caratterizzano per avere le variazioni più marcate, con incrementi o riduzioni, a seconda del parametro analizzato, dell’ordine del 50÷70% rispetto al ventennio 2002-2021.