Monitoring glacier depletion and surge phenomena at Belvedere Glacier (Macugnaga, Italy) using multi-temporal historical aerial imagery

This study aims to provide a comprehensive overview of the changes experienced by the Belvedere Glacier (Italian Alps) between 1991 and 2015, with a focus on the glacier's dynamic nature. The research utilizes high-resolution historical aerial images from the Swiss Federal Office of Topography (SwissTopo) database, which are available for free access starting from January 2024. The images are processed using photogrammetric tools to reconstruct the glacier's surface and understand its variation over time. The research uses this method to reconstruct oriented point clouds, Digital Terrain Model, and orthophotos of the years 1999, 2002, and 2005 with the help of Agisoft Metashape and uses the derived datasets to understand the changes in the glacier's surface and volume in different epochs. Time-series analysis is crucial in glacier monitoring and understanding the climatic and geophysical impacts of glaciers. The comparison of the constructed datasets, the research reveals significant changes in the extent of the glacier, surface elevation, and glacier flow. The research in particular focuses more on the glacier surge which occurred in the year 2001, which was a rapid event causing the thickening of the ice. The events of the glacier surge are studied in terms of pre- and post-surge periods (1991, 1999) and (2002, 2005, 2009, 2015). The analysis uses the various datasets derived from the photogrammetric method to describe and quantify the effects of the glacier's surge. The results of the research help to enhance knowledge about the dynamics of glaciers in the Italian Alps as part of the effects of climate change on glaciers. They provide the framework for utilizing historical aerial imagery in conjunction with modern approaches to reconstruct past conditions and monitor changes in the present and future times. The use of a time series of aerial images enables the creation of predictive models for assessing glacier behaviour in response to environmental changes.

Questo studio si propone di fornire una panoramica completa dei cambiamenti subiti dal Ghiacciaio del Belvedere (Alpi italiane) tra il 1991 e il 2015, con particolare attenzione alla natura dinamica del ghiacciaio. La ricerca utilizza immagini aeree storiche ad alta risoluzione provenienti dal database dell'Ufficio Federale Svizzero di Topografia (SwissTopo), disponibili per l'accesso gratuito a partire da gennaio 2024. Le immagini vengono elaborate utilizzando strumenti fotogrammetrici per ricostruire la superficie del ghiacciaio e comprenderne la variazione nel tempo. La ricerca utilizza questo metodo per ricostruire nuvole di punti orientate, modelli digitali del terreno e ortofoto degli anni 1999, 2002 e 2005 con l'ausilio di Agisoft Metashape e utilizza i set di dati derivati per comprendere i cambiamenti della superficie e del volume del ghiacciaio nelle diverse epoche. L'analisi delle serie temporali è fondamentale per il monitoraggio dei ghiacciai e per comprenderne l'impatto climatico e geofisico. Confrontando i dataset elaborati, la ricerca rivela cambiamenti significativi nell'estensione del ghiacciaio, nell'elevazione della superficie e nel flusso del ghiacciaio. La ricerca, in particolare, si concentra maggiormente sulla risalita glaciale avvenuta nel 2001, un evento rapido che ha causato l'ispessimento del ghiaccio. Gli eventi della risalita glaciale sono studiati in termini di periodi pre e post (1991, 1999) e (2002, 2005, 2009, 2015). L'analisi utilizza i vari set di dati derivati dal metodo fotogrammetrico per descrivere e quantificare gli effetti della risalita glaciale. I risultati della ricerca contribuiscono ad ampliare la conoscenza della dinamica dei ghiacciai nelle Alpi italiane, nell'ambito degli effetti dei cambiamenti climatici sui ghiacciai. Forniscono il quadro per l'utilizzo di immagini aeree storiche in combinazione con approcci moderni per ricostruire le condizioni passate e monitorare i cambiamenti nel presente e nel futuro. L'utilizzo di una serie temporale di immagini aeree consente la creazione di modelli predittivi per valutare il comportamento dei ghiacciai in risposta ai cambiamenti ambientali.