APPLICAZIONE DI TECNOLOGIE AVANZATE PER LA VALUTAZIONE DELLA RISORSA IDRICA GLACIALE E LE RELATIVE DINAMICHE EVOLUTIVE (progetto LIDARdataVAL)

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1 Saint-Vincent 25 ottobre 2006 APPLICAZIONE DI TECNOLOGIE AVANZATE PER LA VALUTAZIONE DELLA RISORSA IDRICA GLACIALE E LE RELATIVE DINAMICHE EVOLUTIVE (progetto LIDARdataVAL) Fabrizio Diotri, Alex Théodule, Marco Vagliasindi Fondazione Montagna Sicura Umberto Morra di Cella, Edoardo Cremonese, Luca Ganis ARPA Valle d Aosta

2 Ghiacciaio Pré de Bard Val Ferret Enti coinvolti: ARPA, FMS, Università degli Studi di Milano, Politecnico di Torino Progetti coinvolti: 1. FMS: Comune di Courmayeur (+ POLITO) 2. FMS e ARPA: progetto LIDARdataVAL (Fondazione CRT) 3. ARPA: Progetto Interreg III A Alcotra n. 121 COGEVA VAHSA (Serv. Aree Protette) Inizio delle attività: 2005 Fine prevista: 2007

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4 RAGIONI ALLA BASE DELLA SCELTA DEL PRÉ DE BAR COME SITO D INDAGINE: 1. Ghiacciaio vallivo: porzione terminale a bassa quota (circa 2050m s.l.m.) quindi possibilità di monitorare dinamiche molto rapide 2. Porzione terminale con presenza di aree a ghiaccio scoperto e aree coperte da detrito possibilità di indagare il fenomeno dell ablazione differenziale 3. Aspetti logistici: facile accessibilità in relativa sicurezza Le attività di monitoraggio condotte riguardano solo la porzione terminale, ne consegue che i risultati e le considerazioni presentate non sono estrapolabili all intero corpo glaciale. In futuro estensione di parte delle indagini all intero corpo glaciale.

5 Ghiacciaio di Pré de Bar estate 2005

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7 Fronte 2004 Ghiacciaio del Pré de Bard nel 1992 (foto A.V. Cerutti) Ghiacciaio del Pré de Bard nel 2004 (foto FMS)

8 ATTIVITA SVOLTE scansioni LIDAR: inizio e fine stagione di ablazione 2. Installazione paline ablatometriche (19: 8+4+7) su ghiaccio e porzioni coperte da detrito e misure di ablazione con frequenza di circa 15gg Installazione paline (22: 9+4+9) su ghiaccio e porzioni coperte da detrito e misure di ablazione con frequenza di circa 7gg 2. Installazione strumentazione per la misura di parametri meteo: Sensori di temperatura alla fronte e alla porzione sommitale della lingua per avere gradiente altitudinale Individuazione di sito di misura intensivo su lingua coperta da detrito

9 FINALITA delle ATTIVITA SVOLTE: Scansioni: ottenere informazioni dettagliate delle variazioni volumetriche occorse nel corso delle stagioni di ablazione Paline ablatometriche: analizzare l ablazione differenziale ghiaccio-detrito e analizzare gli andamenti temporali dei tassi di fusione Strumentazione meteo: indagare le proprietà termiche della copertura detritica e il relativo effetto d isolamento termico esercitato sul ghiaccio + correlare le dinamiche di fusione con l andamento dei principali parametri meteorologici

10 10 ottobre 2005 LASER SCANNER 5 luglio 2005

11 5 luglio 2005 LASER SCANNER RISULTATI SCANSIONI LASER:

12 18 m 10 ottobre 2005 LASER SCANNER RISULTATI SCANSIONI LASER:

13 LASER SCANNER Rasterizzazione DEM delle differenze volumetriche

14 LASER SCANNER Clusterizzazione del DEM delle variazioni volumetriche

15 LASER SCANNER

16 Volumi da SCANSIONI LASER: Ghiaccio coperto ghiaccio scoperto Volume [m3] Volumi da PALINE ABLATOMETRICHE: 05/08/05-3/09/05 Ghiaccio coperto ghiaccio scoperto Volume [m3] LASER SCANNER 05/08/05-14/10/05

17 PALINE ABLATOMETRICHE: Installazione 2005: 19 paline (tempi di installazione diversi) Distribuzione omogenea sulle tre porzioni della lingua: detrito sx, ghiaccio, detrito dx Distribuzione secondo gradiente altitudinale Distribuzione secondo range di variazione dello spessore di detrito Installazione 2006: 22 paline Misure 2005 hanno mostrato che molta della variabilità spaziale e temporale dei tassi fusione misurati sulle paline è spiegata dalla variazione di spessore del detrito. Ad una distribuzione secondo la quota e omogenea è stata preferita una distribuzione casuale che consentisse di indagare un maggior ambito di variabilità di spessore della coltre detritica

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21 PALINE ABLATOMETRICHE: Installazione 2005 Installazione 2006

22 PALINE ABLATOMETRICHE: 1. Relazione tra tassi di fusione e spessore copertura detritica 2. Andamento temporale dei tassi di fusione nella stagione 2005 e Variazioni spaziali dei tassi di fusione 4. Quantificazioni dei volumi di ghiaccio persi

23 PALINE ABLATOMETRICHE: 1. Relazione tra tassi di fusione e spessore copertura detritica Teoria (Benn&Evans, 1998: Glaciers and Glaciation. Arnold, London, 734) Andamenti osservati 2005 Andamenti osservati Ablation rate (cm/day) Ablation rate (cm/day) h debris (cm) h debris (cm) 40 50

24 PALINE ABLATOMETRICHE: 1. Relazione tra tassi di fusione e spessore copertura detritica 25 Tair ( C) lu g lu g lu g 13/07/06-01/08/ a g o 2 5 -a g o 0 4 -se t 1 4 -se t 01/08/06-30/08/06 10 R2 = R2 = ice melt (cm/g 8 7 ice melt (cm/gg) h debris (cm) R = se t 30/08/06-21/09/ ice melt (cm/gg) 0 5 -a g o h debris (cm) h debris (cm) 40 50

25 PALINE ABLATOMETRICHE: 2. Andamento temporale dei tassi di fusione nella stagione 2005 e Ablation rate (cm/day) 14 ghiaccio detrito ago 11-ago 21-ago 31-ago 10-set 20-set 30-set 16 g h ia c c io d e t r it o ablation rate (cm/day) lu g lu g lu g 0 5 -a g o 1 5 -a g o 2 5 -a g o 0 4 -s e t 1 4 -s e t 2 4 -s e t

26 PALINE ABLATOMETRICHE: tassi di fusione Tair 16 g h ia c c io d e t r it o 14 ablation rate (cm/day) lu g lu g lu g 0 5 -a g o 1 5 -a g o 2 5 -a g o 0 4 -s e t 1 4 -s e t 2 4 -se t Tair ( C) lu g lu g lu g 0 5 -a g o 1 5 -a g o 2 5 -a g o 0 4 -s e t 1 4 -s e t 2 4 -s e t

27 PALINE ABLATOMETRICHE: 3. Variazioni spaziali dei tassi di fusione Interpolazione tassi di fusione giornalieri cfr Tassi di fusione giornalieri calcolati come media della lettura periodica Interpolazione secondo algoritmo non lineare [IDW] dei tassi di fusione misurati sulle singole paline Usare modello empirico basato su dati meteorologici spazializzabili (es temperatura e radiazione solare) + sfruttare la relazione nota tra tassi di fusione e spessore detrito possibilità di disporre di un informazione spazializzata dello spessore del detrito molto difficile!!

28 PALINE ABLATOMETRICHE: 3. Variazioni spaziali dei tassi di fusione

29 PALINE ABLATOMETRICHE: 3. Variazioni spaziali dei tassi di fusione

30 PALINE ABLATOMETRICHE: 3. Variazioni spaziali dei tassi di fusione

31 PALINE ABLATOMETRICHE: 4. Quantificazioni dei volumi di ghiaccio persi Superficie reale ghiaccio scoperto: m2 Fusione cumulata (media dei valori misurati su paline) dal 05/08/05 al 23/09/05: 4.20 m Volume di ghiaccio perso nel periodo: m3

32 PALINE ABLATOMETRICHE: 4. Quantificazioni dei volumi di ghiaccio persi 05/08/05-23/09/05 Fusione cum [m] Superficie [m2] Volume [m3] Ghiaccio Det_sx Det_dx TOT 06/07/06-21/09/06 Fusione cum [m] Superficie [m2] Volume [m3] Ghiaccio Det_sx Det_dx TOT

33 SITO di MISURA INTENSIVO SU LINGUA DETRITICA FINALITA : indagare le proprietà termiche della copertura detritica e il relativo effetto d isolamento termico esercitato sul ghiaccio PARAMETRI MISURATI: temperatura aria e umidità relativa a 2 diverse altezze (per gradiente verticale) radiazione solare: radiazione onde corte incidente e riflessa (albedo) [ µm] e radiazione netta [ µm] temperatura della copertura detritica a 3 diverse profondità flusso di calore all interno della copertura detritica a 3 diverse profondità (piastre di flusso) umidità relativa all interno della copertura detritica a 3 diverse profondità (TDR)

34 SITO di MISURA INTENSIVO SU LINGUA DETRITICA

35 SITO di MISURA INTENSIVO SU LINGUA DETRITICA

36 MISURA dei PARAMETRI METEOROLOGICI: Profili verticali di temperatura detrito e temperatura aria

37 MISURA dei PARAMETRI METEOROLOGICI: Profilo verticale di temperatura detrito

38 SVILUPPI FUTURI e APPROFONDIMENTI Termine campagna 2006 e elaborazione approfondita dei dati raccolti Proseguimento attività 2007: 1. Installazione 2^ stazione meteo per misure in parallelo detrito ghiacciaio 2. Utilizzo di sensori di distanza ad ultrasuoni per misura dei tassi di ablazione con maggior frequenza temporale 3. Utilizzo dei dati meteo raccolti per la validazione dei modelli (es. modelli radiativi, modelli di fusione) 4. Applicazione di modelli di fusione (es gradi-giorno necessaria parametrizzazione per le coperture detritiche) 5. Applicazione di metodi di analisi indiretti per caratterizzazione t detrito (riprese IR)

39 SVILUPPI FUTURI e APPROFONDIMENTI