Scheda relativa ai prodotti di idrologia nivale su GIN. Mappe di SWE

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1 Scheda relativa ai prodotti di idrologia nivale su GIN Mappe di SWE

2 Descrizione Le mappe che riportano i valori di equivalente in acqua del manto nevoso (mappe di SWE, Snow Water Equivalent) forniscono una stima della distribuzione delle risorse idriche nivali in Svizzera. Le mappe di SWE hanno una risoluzione nominale di un chilometro e i valori sono espressi in millimetri di SWE. Esse si basano unicamente su dati ottenuti da campi di misurazione e stazioni in area pianeggiante. Le mappe riportano quindi valori di riferimento di aree pianeggianti, ovvero SWE misurabili in campo su aree piane. Per altre informazioni al riguardo si rimanda al paragrafo Ausili per l interpretazione, più sotto. La mappa di «SWE assoluto» illustra la situazione per un determinato valore a termine. Di norma, nella stagione invernale le mappe vengono aggiornate ogni giovedì e sono valide a partire dalle 8.00 di mattina. In casi particolari vengono aggiornate con maggior frequenza. La mappa di «SWE relativo» mostra la differenza della situazione attuale rispetto al valore medio di tutte le mappe degli anni passati, a partire dal 1999, per ogni giorno del mese. Un valore positivo (segnato in blu sulla mappa) sta a indicare che l equivalente in acqua del manto nevoso è maggiore rispetto a quanto si è soliti rilevare in quel luogo e in quella stagione. Dati di base La mappa comprende i seguenti dati: «SWE assoluto»: informazioni quotidiane sullo spessore della neve di oltre 200 stazioni / campi di misurazione di diverse reti di misurazione dell inverno attuale; misurazioni regolari dello spessore della neve (in genere ogni 14 giorni) presso circa 40 campi di misurazione dell inverno attuale; informazioni satellitari aggiornate relative al manto nevoso; informazioni specifiche sul manto nevoso ottenute da webcam, in particolare in quei luoghi dove le informazioni satellitari non sono disponibili a causa della copertura nuvolosa. «SWE relativo»: informazioni quotidiane sullo spessore della neve di oltre 200 stazioni / campi di misurazione di diverse reti di misurazione dal 1999; misurazioni regolari dello spessore della neve (in genere ogni 14 giorni) presso circa 40 campi di misurazione dal Metodologia In una prima fase, tutti i dati concernenti lo spessore nevoso (HS) sono convertiti in SWE mediante un modello. SWE e HS sono in relazione con la densità media del manto nevoso (ρb). SWE = HS ρb I dati di oltre singoli profili nevosi provenienti dalle Alpi svizzere mostrano che lo SWE è relativamente ben correlato con HS, ρb tuttavia non può essere dedotto facilmente né da SWE né da HS poiché vi sono evidentemente altri fattori che svolgono un ruolo importante. Esiste una serie di

3 modelli che ha risolto questo problema. Qui si calcola SWE sulla base di un modello sulla densità nevosa descritto dettagliatamente nella seguente pubblicazione: Tobias Jonas, Christoph Marty, Jan Magnusson; Estimating the snow water equivalent from snow depth measurements in the Swiss Alps; 2009; Journal of Hydrology, 378, , doi: /j.jhydrol I dati SWE calcolati vengono interpolati su una griglia di un chilometro mediante un procedimento sviluppato specificatamente per i dati relativi alla neve. Poi si calcola su scala regionale come gli SWE siano distribuiti sulle diverse fasce altimetriche (tendenza di altitudine). Per ogni pixel sulla mappa viene successivamente calcolato lo scarto locale più probabile con le stazioni circostanti rispetto alla tendenza di altitudine regionale. Entrambe le informazioni sono richieste per calcolare ogni pixel presente sulle mappe di SWE. Questo procedimento è stato ottimizzato e le quantità sono state validate per la densità della rete di misurazione disponibile in Svizzera. L assimilazione dei dati satellitari e delle webcam avviene attraverso l ulteriore integrazione di punti virtuali e variabili di misurazione della neve. Queste informazioni supplementari non vengono impiegate ovunque, ma solo in modo mirato in luoghi importanti a complemento della rete di misurazione esistente. Attraverso la scelta accurata dei luoghi, la densità della rete di misurazione può essere ottenuta in modo omogeneo sia orizzontalmente sia verticalmente. Ci avvaliamo di circa 200 stazioni di misurazione virtuali, in particolare lungo gradienti di altitudine nelle valli e nei punti di controllo nell Altipiano. Ulteriori informazioni sono disponibili nella seguente pubblicazione: Foppa, N., A. Stoffel and R. Meister Synergy of in situ and space borne observation for snow depth mapping in the Swiss Alps. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinform., 9(3), Le mappe di SWE differenziali («SWE relativo») si ottengono da 13 singole mappe per un determinato valore a termine per tutti gli anni passati, a partire dal Le singole mappe vengono continuamente aggiornate, ma solo sulla base delle stazioni che possono dare il proprio contributo con valori a termine per tutti i 13 anni e senza assimilazione di dati satellitari o webcam. In questo modo si garantisce che le mappe non contengano falsificazioni da eventuali modifiche nella rete di misurazione della stazione. D altro canto le mappe di SWE differenziali sono caratterizzate da un numero inferiore di dati. Ausili per l interpretazione Si riportano qui di seguito alcuni punti da tenere in considerazione per l interpretazione delle mappe. Le mappe mostrano la ripartizione spaziale di SWE attraverso una risoluzione relativamente elevata. Ciò non basta a mascherare che le mappe (con i metodi attuali) riproducono solo modelli risolti attraverso le reti di misurazione della neve esistenti. Esempi di modelli o affermazioni che coprono (sì) / non coprono (no) le reti di misurazione attuali: la ripartizione di SWE a diverse altitudini in Engadina (sì); nella regione della Prettigovia lo SWE è inferiore che in Engadina (sì); nella zona del San Gottardo i valori sono superiori alla media (sì); a Davos Dorf c è neve, a Davos Platz non ce n è (no l affermazione è troppo esplicita), inoltre piccoli errori di modello possono comportare piccoli valori SWE in luoghi che realmente non sono ricoperti di neve);

4 nella valle del Rodano lo SWE è più elevato sui versanti settentrionali che meridionali (no le mappe di SWE forniscono valori di riferimento per le aree pianeggianti, si veda in alto); nel Giura oggi si registrano 2 millimetri di SWE in meno rispetto alla settimana scorsa (no questa affermazione è troppo esatta / esplicita, si veda a tal riguardo il punto seguente relativo agli ausili per l interpretazione). Le mappe sono aggiornate a intervalli regolari. Per gli aggiornamenti si tengono sempre in considerazione tutte le fonti di dati rappresentative e disponibili, ma non le medesime. Nel corso di una settimana è possibile far confluire i dati satellitari nei calcoli, la settimana successiva le nuvole coprono l intero territorio nazionale. A fine aprile gran parte degli osservatori effettua ancora misurazioni, all inizio di maggio o alla fine della stagione sciistica regionale alcuni di questi interrompono le misurazioni. Le mappe aggiornate non sono quindi necessariamente paragonabili e le differenze tra due mappe cronologicamente consecutive non dovrebbero essere valutate. Naturalmente è possibile calcolare tali differenze nel caso specifico, ma solo per mezzo di una base di dati unitaria per entrambi i valori a termine. Come menzionato nel primo paragrafo, le mappe mostrano i valori di riferimento delle aree pianeggianti, quindi gli SWE misurabili in campo sulle aree pianeggianti (secondo il modello). Più concretamente, pianeggiante significa anche assenza di boschi, assenza di influssi molesti di edifici, acque o condizioni topografiche circostanti che potrebbero interessare anche i luoghi di misurazione. Sebbene possa sembrare insufficiente su scala locale, è tuttavia un indicatore rappresentativo a scala di bacino.

5 Scheda relativa ai prodotti di idrologia nivale su GIN Indice SWE

6 Descrizione L indice dei valori di acqua nevosa (indice SWE) illustra l andamento temporale delle risorse idriche nevose in Svizzera per l inverno in corso e tutti gli inverni passati, a partire dal 1998/1999, nonché i rispettivi valori medi. L indice SWE viene calcolato come valore medio spaziale delle mappe di SWE allestite quotidianamente. Quest ultime sono aggregate nelle cinque regioni riportate qui di seguito. 1) Indice SWE Alpi occidentali 2) Indice SWE Alpi centrali / orientali 3) Indice SWE Vallese 4) Indice SWE Grigioni 5) Indice SWE Ticino e valli meridionali dei Grigioni ) Indice SWE Svizzera L indice SWE (equivalente di acqua nevosa) adotta quindi come unità il millimetro. Come per le mappe di SWE, anche l indice si basa unicamente su dati ottenuti da campi di misurazione e stazioni su aree pianeggianti. I grafici mostrano quindi valori di riferimento SWE per aree pianeggianti (a tale riguardo si veda la scheda relativa alle mappe di SWE). Dati di base Il calcolo dell indice SWE viene effettuato in base ai seguenti dati: archiviazione quotidiana di mappe di SWE dal 1998/99 per i mesi da novembre a giugno. Le mappe si basano su:

7 informazioni quotidiane relative allo spessore della neve di oltre 200 stazioni / campi di misurazione di diverse reti di misurazione dal 1999; misurazioni regolari (in genere ogni 14 giorni) dello spessore della neve presso circa 40 campi di misurazione dal 1998/99. Per garantirne la comparabilità tra un anno e l altro e un mese e l altro, tutte le mappe di SWE archiviate sono state sottoposte a una scelta approfondita di stazioni / campi di misurazione che forniscono dati possibilmente completi nel corso degli anni e fino alla scomparsa della neve in primavera. Per questo motivo non vengono integrati nel prodotto dati disponibili solo puntualmente, come le informazioni satellitari o le immagini webcam. Ausili per l interpretazione Riportiamo qui di seguito alcuni punti da considerare per l interpretazione dell indice SWE. L indice SWE relativo alla Svizzera è un insieme di indici che copre le regioni 1-5 (cfr. paragrafo «Descrizione»). Tale indice non tiene conto della situazione nevosa nell Altipiano e nel Giura. L indice SWE è un aggregato per tutte le fasce altimetriche. Quando per esempio l indice SWE registra valori superiori alla media nel Ticino e nelle valli meridionali dei Grigioni, il motivo non risiede necessariamente nelle condizioni nevose a bassa o media quota. Viceversa è possibile che i valori registrati siano complessivamente inferiori alla media, sebbene nelle valli sia presente una quantità sorprendentemente elevata di neve. La situazione nevosa in alta quota ha infatti in genere un influsso maggiore sul valore medio di un bacino.

8 Scheda relativa ai prodotti di idrologia nivale su GIN Cartina che illustra le condizioni della neve

9 Descrizione Le cartine che illustrano le condizioni della neve forniscono una stima della capacità di deflusso del manto nevoso. Generalmente si distinguono quattro classi: assenza di neve (no snow); neve bagnata, isotermica (0 C), contribuisce al deflusso (wet snow); neve perlopiù bagnata e isotermica, contribuisce in parte al deflusso (partly wet); neve asciutta o parzialmente bagnata, non contribuisce al deflusso (dry snow). La disponibilità di tali dati consente di valutare separatamente le seguenti cinque regioni interessate dalla caduta della neve: 1) Indice SWE Alpi occidentali 2) Indice SWE Alpi centrali e orientali 3) Indice SWE Vallese 4) Indice SWE Grigioni 5) Indice SWE Ticino e valli meridionali dei Grigioni La valutazione in queste regioni è integrale e viene effettuata per fasce altimetriche, rappresentate per mezzo di diagrammi circolari. Le altitudini indicate corrispondono ai passaggi da una classe all altra, un limite delle condizioni nevose è per esempio il passaggio da «no snow» a «wet snow». I colori della cartina raster indicano semplicemente le fasce altimetriche, non viene effettuata alcuna valutazione geografica specifica per i versanti settentrionali e meridionali o nelle valli. Dati di base Le cartine comprendono i seguenti dati: situazione generale della neve nelle cinque regioni interessate dalla caduta di neve (SWE, neve fresca); dati attuali sul limite medio delle condizioni nevose (osservatorio SLF, webcam, dati satellitari); dati attuali relativi al profilo della neve (in particolare sull umidità e sulla temperatura nevosa); dati sulla temperatura della neve delle stazioni automatiche; valutazione dell Istituto per lo studio della neve e delle valanghe (SLF); andamento della temperatura dell aria nei giorni precedenti. Metodologia Le cartine che illustrano le condizioni della neve sono allestite in linea di principio a mano e si basano su una valutazione globale dei dati succitati. In una regione, il limite delle condizioni nevose può variare sensibilmente nel corso della stagione invernale (esposizioni, gradienti regionali ecc.). Ciononostante tutti i dati disponibili confluiscono in un unica informazione per regione e fascia altimetrica. In primavera le informazioni differenziali relative a SWE possono aiutare a determinare fino a che quota la coltre di neve contribuisce al deflusso. Il grafico in basso mostra l andamento di SWE in

10 relazione alla quota per la regione #2 durante 3 giorni nella primavera Effettivamente il ritiro della neve in questo caso si situa tra i 1300 metri circa (al di sotto di questo limite assenza di neve) e i 2100 metri (non ancora in grado di defluire, oppure troppo freddo). Una serie di tali valutazioni / indicatori confluisce nella valutazione generale delle condizioni della neve nelle 5 regioni interessate dalla cadute di neve. Questa valutazione viene allineata a quella fornita dall Istituto per lo studio della neve e delle valanghe (SLF). Ausili per l interpretazione Riportiamo qui di seguito alcuni punti da tenere in considerazione per l interpretazione delle cartine. Non solo il suo spessore, ma anche (e in particolare) le condizioni del manto nevoso sono sottoposte a forti oscillazioni già in scala ridotta. Sovente, le informazioni a disposizione sono soggette a importanti margini di oscillazione. Per disporre di sufficienti informazioni atte a garantire una comunicazione attendibile sono state scelte zone di aggregazione relativamente ampie. Come menzionato in precedenza, i colori della cartina servono unicamente a descrivere le fasce altimetriche, che vengono valutate integralmente per ogni regione. Le cartine vanno quindi interpretate a livello regionale e non pixel per pixel. Come nelle mappe SWE, anche sulle cartine che illustrano le condizioni della neve non vengono rappresentate le differenze nel limite delle condizioni nevose sui versanti settentrionali e meridionali. Cosa significa «contribuisce al deflusso»? Per semplificare, si può dire che prima dell inizio dello scioglimento delle nevi lo strato registra un bilancio energetico positivo che porta la coltre nevosa complessivamente a 0 C. A questo punto il manto nevoso s inumidisce dall alto verso il basso. Solo quando è raggiunta la capacità massima di assorbimento della coltre nevosa la neve rilascia l acqua di scioglimento in eccesso. A partire da questo momento la coltre nevosa contribuisce al deflusso. Ciò non significa tuttavia che l acqua di scioglimento viene effettivamente rilasciata.

11 Questo capita solo quando si scioglie neve in eccesso o quando il bilancio energetico complessivo della coltre nevosa è positivo.