Alluvioni: cause ed effetti

Le recenti drammatiche alluvioni dell'Emilia-Romagna hanno portato all'attenzione del pubblico la crescente vulnerabilità dei nostri territori ai fenomeni estremi che purtroppo sono sempre più frequenti. Data la complessità dell'argomento ho pensato di sintetizzare in una mappa concettuale i concetti e i processi fisici, sia naturali che di origine antropica, che favoriscono i fenomeni alluvionali.

Alluvioni Cementificazione del suolo, agricoltura intensiva e siccità riducono fortemente la capacità del suolo di assorbire l'acqua piovana. E' stato osservato un rallentamento della circolazione atmosferica alle medie latitudini, nel corso degli ultimi anni. Più precisamente, l'alternarsi delle regioni di alta e bassa pressione, e delle correlate perturbazioni, che scorrono da Ovest verso Est, risulta molto rallentato causando lunghi periodi di maltempo o di siccità nella stessa area geografica. Tale rallentamento pare essere dovuto al diminuito differenziale di temperatura tra la regione artica e quella equatoriale dovuta al surriscaldamento dell'Artico avvenuto negli ultimi vent'anni e che è tutt'ora in aumento. L'agricoltura intensiva comporta il disboscamento e il livellamento dei versanti montani. Come conseguenza si ha una riduzione della capacità di assorbimento dell'acqua piovana da parte del suolo. Un diminuito assorbimento dell'acqua da parte del terreno comporta un aumentato deflusso dell'acqua piovana a valle. L'aumento del deflusso a valle gonfia i corsi d'acqua fino alla loro tracimazione La siccità indurisce il terreno che diminuisce la sua capacità di assorbire la pioggia. L'aumento delle temperature medie causa un aumento di evaporazione dal suolo. Una maggior evaporazione causa l'aumento del vapore acqueo presente in atmosfera e quindi una maggior disponibilità d'acqua in caso di pioggia Il rallentamento della circolazione causa il prolungarsi delle basse pressioni (tempo piovoso) nella stessa regione. L'aumento di evaporazione dal suolo causa una diminuzione dell'umidità in esso contenuta, cioè un aumento di condizioni di siccità. Il rallentamento della circolazione causa il prolungarsi delle alte pressioni (bel tempo, asciutto) nella stessa regione. Un periodo prolungato di alta pressione (bel tempo) su una stessa regione causa l'aumento dell'evaporazione dal suolo.

La mappa è interattiva e può essere liberamente esplorata con il puntatore (meglio sul computer che sullo smart phone, dove la funzionalità è ridotta). I pulsanti "demo" forniscono alcuni esempi tipici di interattività.

Discussione

I concetti esposti sono stati ricavati da un articolo pubblicato su "il Post" del 18/05/2023 ("Qual è il legame tra il cambiamento climatico e le alluvioni in Emilia-Romagna").

I tre nodi "iniziali" posti nella parte alta della mappa (iniziali perché non avendo frecce entranti non dipendono da altri nodi e quindi possono essere considerati, a differenza degli altri, come cause prime) rappresentano i tre fattori principali in discussione presso gli addetti ai lavori e gli esperti: "Cementificazione", "Agricoltura intensiva" e "Riscaldamento globale". Mentre i primi due sono facilmente individuabili per il terzo, che però forse è il più forte, è più difficile evidenziare il suo coinvolgimento e questo è proprio il tema che l'articolo succitato esamina.

Una volta comunque ipotizzato il ruolo del Riscaldamento Globale si vede come la sua influenza sia molto più articolata di quella degli altri due fattori. Questi infatti agiscono solo sulla ridotta capacità del suolo di assorbire l'acqua piovana mentre il Riscaldamento globale, tramite l'alternarsi di fenomeni estremi di siccità e piovosità, esercita un influenza più complessa che, tramite il nodo "Siccità", arriva addirittura a rinforzare gli effetti dei primi due. Insomma un impatto non solo più potente ma anche più ampio e incontrollabile.

In questa mappa ho utilizzato l'espressione "Riscaldamento Globale" al posto di quella di "Cambiamento Climatico" utilizzata nell'articolo citato, oltre che diffusamente nel discorso pubblico. Ho fatto questa scelta perché più precisa nell'identificare quella che ormai la grandissima maggioranza degli studiosi ritiene essere la causa di un cambiamento climatico ormai evidente: il riscaldamento globale di origine antropica. Oltre a tutto, mentre il cambiamento del clima è un fenomeno difficile da descrivere con precisione, il riscaldamento globale è misurabile e inequivocabilmente ormai ben misurato. Per un quadro sinottico su Riscaldamento Globale e Cambiamento Climatico vedi la figura relativa nell'ultimo report dell'IPCC, organismo ONU sull'argomento. Qui sotto, invece, una figura più semplice e immediata nella lettura: negli ultimi 170 anni la temperatura media globale al suolo è aumentata di 1.2 gradi circa, con un aumento della velocità di crescita negli ultimi 50 anni.

Vedi Wikipedia "Global Temperature Record"

Un aspetto che la mappa non evidenzia è il diverso peso di ciascuno dei tre fattori suddetti: nella mappa appaiono come di uguale importanza e questo è chiaramente un limite, dato che i loro contributi avranno intensità diverse. Quello che la mappa evidenzia è però l'importante concetto di multifattorialità, cioè la caratteristica di un fenomeno di dipendere non da una sola ma da più cause concorrenti, in contemporanea, caratteristica questa tipica dei sistemi complessi. L'eccezionale quantità della pioggia caduta e la grande estensione dell'area colpita autorizzano comunque ad attribuire un peso preponderante al fattore Riscaldamento Globale che, nel caso, avrebbe visto gli altri due come fattori concorrenti e concordi (cioè dello stesso segno) e quindi peggiorativi.

Per completezza sarebbe da considerare tra i fattori iniziali anche la Variabilità Naturale del clima. Fenomeni intensi ce ne sono sempre stati e quindi sarebbe legittimo e opportuno, in linea generale, considerare anche questo quarto fattore. Non lo si è fatto per due motivi. Il primo è che gli effetti del Riscaldamento Globale sono gli stessi, qualitativamente, della variabilità naturale (siccità, piovosità, ...) ma con intensità minori: aver considerato il quarto fattore non avrebbe quindi aggiunto nulla alla mappa (la rete dei nodi sarebbe rimasta la stessa). Il secondo motivo è che la quantità di pioggia caduta nel corso dei due eventi alluvionali è storicamente fuori scala, per le località colpite, e quindi, almeno in prima approssimazione, difficilmente imputabile ad una variabilità naturale. Oltre a questo, ciascuno dei due eventi (1° Maggio e 16 Maggio) è stato di per sé un evento eccezionale rendendo quindi la sequenza ravvicinata di due eventi eccezionali un evento super-eccezionale, estremamente improbabile in termini di variabilità naturale. Ancora, un ulteriore elemento a sfavore della variabilità naturale è il fatto che Maggio non è un tipico mese di alluvioni. Lo è invece Novembre (come nel 51 per il Polesine e nel 66 per Firenze), che è in tutt'altra stagione.

L'immagine evidenzia la vastità delle aree alluvionate, nell'insieme confrontabile all'area delle Valli di Comacchio (in alto verso destra). Nel riquadro in basso a sinistra un diagramma della piovosità.

Problematicità del legame tra Cambiamento Climatico e alluvioni

La difficoltà nel valutare un legame tra le alluvioni e il clima che è cambiato sta principalmente nel fatto che gli attuali modelli scientifici del clima, molto affidabili nel calcolare e prevedere i fenomeni legati alla temperatura, sia per quanto riguarda la media globale sia nel prevedere le ondate di calore, sono invece poco affidabili nella previsione degli eventi piovosi estremi. Questi ultimi, infatti, sono più circoscritti sia nello spazio che nel tempo e quindi sfuggono a modelli che sono, per motivi di trattabilità e calcolabilità, pensati per medie su dimensioni spaziali e temporali ampie.

Tra l’altro difficoltà simili si hanno anche nei modelli meteorologici, che sono simili come concezione a quelli climatici,  per le consuete previsioni del tempo. Basti pensare ad eventi come quello delle alluvioni in Germania e Belgio del Luglio 2021 o quella delle Marche nel Settembre 2022, oltre a queste ultime in Emilia. In tutti questi casi le previsioni avevano evidenziato piogge rilevanti ma non nell’entità, fuori scala, che poi si sono verificate (in particolare quella delle Marche per la quale era stato diramato, correttamente, un allarme giallo e non rosso, come poi, a posteriori, sarebbe stato adeguato).

Un altro aspetto rilevante è quello del cambiamento osservato negli schemi di circolazione atmosferica che porta a fenomeni nuovi: la spiccata stazionarietà, permanenza sulla stessa zona geografica delle condizioni di tempo asciutto e caldo o di maltempo. Quindi fenomeni più intensi di siccità o piovosità ma anche per periodi più lunghi che comportano conseguenze pesantissime che un tempo non si verificavano o si verificavano con frequenza decennale o più (alluvioni del Polesine o di Firenze, per esempio) e non così di frequente come in questi ultimi anni.

Insomma il clima è cambiato non solo in termini di riscaldamento globale ma anche nel suo comportamento, che si è aggravato in termini di impatto sull’ambiente. Urge un cambiamento di abitudini, nel senso di mitigare il nostro contributo alla crisi climatico-ambientale, ma anche di adattarci, inevitabilmente, alle sue conseguenze: riservare più spazi alla rinaturalizzazione, sacrificando la produzione agricola e la costruzione di nuovi edifici, e forse anche rinunciare ad abitare in zone che saranno sempre meno sicure.


Note

  • Per informazioni più dettagliate sulle mappe concettuali in generale e su come utilizzare quella qui presentata, vedere il mio precedente post Siccità e rincari: una mappa concettuale.

  • La mappa concettuale sopra presentata è stata creata con un programma scritto da me in JavaScript, e utilizza le funzionalità del noto pacchetto software D3.js (https://d3js.org/).

  • Per gli stili e la rappresentazione grafica dei nodi è stata importante la soluzione "d3-mind-map", scritta sempre in JavaScript (https://github.com/kdashivantha/d3-mind-map).

  • Il funzionamento della mappa è stato testato sulle versioni più recenti dei browser Chrome, Edge e Firefox. Pur essendo compatibile anche con gli smatphone, è però più comoda la visione su uno schermo grande.

  • Si prega di segnalare eventuali malfunzionamenti a: andrea@alberini.com


Andrea Alberini, 07/06/2023.