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L’informazione idrologica moderna

Riccardo Rigon Riccardo Rigon

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http://www-cger.nies.go.jp/grid-e/gridtxt/prec_geo.html

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http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/

#Global%20Water%20Balance

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http://geography.uoregon.edu/envchange/clim_animations/

#Global%20Water%20Balance

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Scale di Analisi

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I mille fiumi più lunghi della Terra

Sull'opera "i mille fiumi" di Arrigo Boetti e Anna-marie Sauzeau-Boetti

La classificazione per ordine di grandezza e' il metodo più comune per organizzare l'informazione relativa ad una data categoria, nel caso dei fiumi, la grandezza si puo' intendere alla potrenza uno, due, o tre., cioè può essere espressa in km, km2 o m3 (lunghezza, bacino o portata), il criterio di lunghezza e' il più arbitrario e ingenuo, ma tutt'ora il piu' diffuso, eppure e' impossibile misurare la lunghezza di un fiume per le mille e piu' perplessita' che solleva la sua esistenza fluida (per i suoi meandri e i suoi passaggi attraverso i laghi, per le sue diramazioni attorno alle isole o i suoi spostamenti nella zona del delta,, per gli interventi dell'uomo lungo il suo corso, per i confini inafferrabili tra acqua dolce e acqua salata ...) molti fiumi non sono mai stati misurati perche' le loro rive o acque sono inacessibili, persino gli spiriti dell'acqua solidarizzano a volte con la flora e fauna per tenere gli uomini a distanza, di conseguenza alcuni fiumi scorrono senza nomi, innominati per la loro realta' intoccata, o innominabili per scongiura umana (alcuni mesi fa, un pilota che volava a bassa quota sopra la foresta brasiliana scopri' un "nuovo" affluente del rio delle amazzoni). altri fiumi non possono essere misurati perche' invece hanno un nome, un nome causale dato loro dagli uomini (nome uniforme lungo il corso intero quando il fiume, navigabile diventa veicolo di comunicazione umana; nomi diversi quando il fiume, temibile, visita gruppo umani isolati); ora l'entita' di un fiume si puo' stabilire o in riferimento al suo nome (traccia dell'avventura umana), o in riferimento alla sua integalita' idrografica (avventura dell'acqua dal punto sorgente piu' remoto fino al mare, l di fuori dei nomi assegnati ai vari tratti), il problema e' che le due avventure coincidono raramente, di solito l'avventura dell'esploratore va contro corrente, partendo dal mare; quella dell'acqua invece ci finisce, l'esploratore che risale il fiume deve fare testa o croce ad ogni bivio, perche' a monte di ogni confluenza tutto si rarefa: l'acqua, a volte l'aria, ma sempre la propria certezza, mentre il fiume che scende verso il mare condensa gradualmente le sue acque e la certezza della sua strada ineluttabile, chi puo' dire di se e' meglio seguire l'uomo o l'acqua? l'acqua, dicono i moderni geografi, obiettivi e umili, e cosi' si mettono a ricomporre l'identita' dei fiumi, un esempio: il mississipi di neworleans non e' proprio l'estensione del mississipi che sorge dal lago itasca nel minnesota, come s'impara a scuola, ma di un ruscello che sorge nel montana occidentale sotto il nome di jefferson red rock e poi diventa mississipi-missouri a st louis, il numero di chilometri a monte risulta maggiore dalla parte del missouri, pero' e' un fatto che questo metodo "scientifico" viene attuato soltanto a proposito dei grandi fiumi prestigiosi, quelli suscettibili di gareggiare per primati di lunghezza, il ripensamento metodologico non si spreca per i minori (meno di 800 km) i quali continuano a chiamarsi (e misurarsi) secondo il solo nome di battesimo, anche se, nel caso che abbiano due corsi sorgenti (dotati di altri due nomi) quello piu' lungo potrebbe essere giustamente incluso nel corso principale, la presente classificazione rispecchia questo doppio metodo, esso segue la legge dell'acqua e la legge degli uomini, perche' tale si presenta l'informazione a riguardo, in breve, rispecchia il gioco parziale dell'informazione piu' che la vita fluida dell'acqua, questa classificazione fu iniziata nel 1970 e terminata nel 1973, alcuni dati furono trascritti da pubblicazioni famose, numerosi dati furono elaborati sulla materia fornita dagli istituti geografici non europei, governi, universita', centri di studi privati e singoli studiosi di tutto il mondo, questa convergenza di documentazione costituisce la sostanza e il significato del lavoro, gli innumerevoli asterischi contenuti in queste mille schede pongono innmerevoli dubbi e fanno da contrappunto al rigido metodo di classificazione, sia l'informazione parziale esistente sui fiumi, sia i problemi linguistici legati alla loro identita', sia la natura irrimediabilmente sfuggente delle acque, fanno che questa classifica come tutte le precedenti o successive sara' sempre provvisoria e illusoria

Anne-marie Sauzeau-Boetti

(n.d.t il testo e' pubblicato senza alcuna lettera maiscola)

Il ciclo idrologico globale

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Marco Mancini

E’ possibile chiudere il bilancio idrologico co

misure satellitari ?

Next future (2016)

TRMM/CMORPH

PERSIAN, GPM

CERES/MODIS/AIRS Land Flux

T O P E X /POSEIDON/J A S O N , SWOT

GRACE

Wood et al., Closing the Terrestrial water Budget from satellite Remote sensing, GRL, 2009

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78

1652 1653

Figure 2. Optimized annual mean fluxes for North America (including Greenland), South 1654

America, Africa, Eurasia, the Islands of Australasia and Indonesia, mainland Australia, and 1655

Antarctica: precipitation (blue), evapotranspiration (red), runoff (green), and annual amplitude of 1656

terrestrial water storage (yellow), in 1,000 km3/yr. The background image shows GRACE-based 1657

amplitude (maximum minus minimum) of the annual cycle of terrestrial water storage (cm). 1658

1659

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FIG. 2. Annualmean surface energy fluxes for each of the seven continents and nine ocean basinsadopted in this study. (a) Net downwelling surface radiation (downwelling minus upwelling LW1SW radiation). (b),(c) Latent and sensible turbulent heat fluxes. (d) The resulting net surface en-ergy imbalances defined as the difference between radiation and the two turbulent heat fluxes.Corresponding global (GLB), continental (LND), and ocean-basin (SEA) means are summarizedon the right side of the figure (in Wm22). The numerical labels on each continent and basin in(d) reference the identifiers used in Tables 2 and 4.

1 NOVEMBER 2015 L ’ ECUYER ET AL . 8329

The apparent contradiction between Figs. 2 and 3maybe partially explained by differences in the way turbu-lent heat fluxes are derived over land relative to overoceans. Satellite-based land flux algorithms like thePrinceton ET approach directly incorporate closure

constraints and ingest surface radiative fluxes, while theSeaFlux turbulent heat fluxes are derived independentof surface radiation with the exception of a diurnal cyclecorrection based on diurnal variations in solar in-solation. Thus, despite the large structural biases that

FIG. 3. Estimated uncertainties in observed annual mean surface (a) radiative fluxes,(b) sensible heat fluxes, and (c) latent heat fluxes for all major continents and ocean basins.(d) The uncertainty in net surface–atmosphere energy exchange is computed assuming that theerrors in the component fluxes are independent [i.e., d(x1 1 x2 1 ! ! ! 1 xN)5

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8330 JOURNAL OF CL IMATE VOLUME 28

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16at the basin scale and the associated groundwater requirementexpressed as a uniform fraction of total recharge (see MethodsSummary and Supplementary Fig. 2). This basin-scale fraction wasthen multiplied with the grid-based recharge to obtain E. We derivedgrid-based groundwater abstraction, C, for the year 2000 (ref. 26; seeSupplementary Information) and subsequently aggregated the fluxesC, R and E over hydrologically active regional aquifers20 to calculatetheir groundwater footprint. Aggregation at the scale of regionalaquifers is justifiable given the resolution of the input data whilenaturally integrating lateral groundwater flow that might occur dueto abstraction wells.

Figure 1 is, to our knowledge, the first spatially explicit comparisonof groundwater use, availability and environmental flow for aquifersglobally. We acknowledge that each of the regional aquifers hassignificant internal heterogeneity and that groundwater extractions

often acutely affect smaller regions within aquifers, although we partlyaccount for this heterogeneity by using the highest available resolutionof regional aquifers20 as the basis for aggregation. A few aquifers withwell-documented histories of groundwater depletion have largegroundwater footprints (for example, the Upper Ganges, HighPlains, North China plain and Central Valley7,8,27,28; Table 1). Anumber of other aquifers with large groundwater footprints (forexample, the Persian, Arabian and Western Mexico aquifers) are notas well documented, although evidence of groundwater depletion inthese aquifers is discussed in non-peer-reviewed literature (seeSupplementary Information). It is instructive to compare the ratio ofgroundwater footprint (GF) to aquifer area (AA), which is a ground-water stress indicator (see Supplementary Information). GF/AA . 1indicates where unsustainable groundwater consumption could affectgroundwater availability and groundwater-dependent surface water

Upper Ganges

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aquifer area (AA)

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Figure 1 | Groundwater footprints of aquifers that are important toagriculture are significantly larger than their geographic areas. Aquifers aremajor groundwater basins with recharge of .2 mm yr21 in the global inventoryof groundwater resources20 (see Supplementary Information). At the bottom ofthe figure, the areas of the six aquifers (Western Mexico, High Plains, North

Arabian, Persian, Upper Ganges and North China plain) are shown at the samescale as the global map; the surrounding grey areas indicate the groundwaterfootprint proportionally at the same scale. The ratio GF/AA indicates widespreadstress of groundwater resources and/or groundwater-dependent ecosystems.Inset, histogram showing that GF is less than AA for most aquifers.

Table 1 | Properties of aquifers with the largest groundwater footprintsAquifer Country GF (106 km2) AA (106 km2) GF/AA

Upper Ganges India, Pakistan 26.1 6 7.5 0.48 54.2 6 15.6North Arabian Saudi Arabia 17.3 6 4.7 0.36 48.3 6 13.5South Arabian Saudi Arabia 9.5 6 3.6 0.25 38.5 6 14.7Persian Iran 8.4 6 3.7 0.42 19.7 6 8.6South Caspian Iran 5.9 6 2.0 0.06 98.3 6 32.6Western Mexico Mexico 5.5 6 2.0 0.21 26.6 6 9.4High Plains USA 4.5 6 1.2 0.50 9.0 6 2.4Lower Indus India, Pakistan 4.2 6 1.5 0.23 18.4 6 6.5Nile delta Egypt 3.1 6 0.8 0.10 31.7 6 7.9Danube basin Hungary, Austria, Romania 2.4 6 0.8 0.32 7.4 6 2.6Central Mexico Mexico 1.8 6 0.5 0.20 9.1 6 2.6North China plain China 1.8 6 0.6 0.23 7.9 6 2.8Northern China China 1.4 6 0.6 0.31 4.5 6 1.8North Africa Algeria, Tunisia, Libya 0.9 6 0.3 0.36 2.6 6 0.9Central Valley USA 0.4 6 0.2 0.07 6.4 6 2.4Other aquifers 38.6 6 10.8 34.17 1.1 6 0.3All aquifers 131.8 6 24.9 38.27 3.5 6 0.7

The values of GF (groundwater footprint) and GF/AA are the mean and standard deviation of 10,000 Monte Carlo realizations based on independent estimates of recharge and abstraction10. Note that only the 15aquifers with the largest GF are listed individually. The remaining 768 ‘other aquifers’ are included in ‘all aquifers’. GF/AA is calculated before rounding the GF to one decimal place. AA is aquifer area.

RESEARCH LETTER

1 9 8 | N A T U R E | V O L 4 8 8 | 9 A U G U S T 2 0 1 2

Macmillan Publishers Limited. All rights reserved©2012

Gleeson, T., Wada, Y., Bierkens, M. F. P., & van Beek, L. P. H. (2012). Water balance of global aquifers revealed by groundwater footprint. Nature, 488(7410), 197–200. http://doi.org/10.1038/nature11295

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I dati di quota derivanti dalla missione SRTM sono probabilmente il gruppo di dati globali più conosciuto Rabus et al. 2003.

Dati Digitali Del Terreno Globali

L’area coperta dal rilievo va dal 60° Nord al 58° Sud. E’ stata ottenuta con un radar in banda X (NASA and MIL, che copre il 100% dell’area) e da un Radar in banda C

(DLR and ASI) che copre il 40%.

http://spatial-analyst.net/

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I dati, non pubblici, di DLR e ASI sarebbero disponibili con una risoluzione di circa 30 m (1 arcsec). Un modello della superficie terrestre, ETOPO1 Global Relief Model (che include dati di batimetria) è disponibile alla risoluzione di 1 km e scaricabile da NOAA's National Geophysical Data Center (Amante and Eakins, 2008). Dal sito worldclim, si possono invece scaricare DEM globali a a varie risoluzionim da 1 km to 2.5, 5 e 10 minuti di arc. Il DEM SRTM a 90 m pùo essere ottenuto da CGIAR - Consortium for Spatial Information. Dal Giugno 2009, è stato prodotto anche un DEM basato sul rilevamento del satellite ASTER (GDEM) alla risoluzione di 30 m. Il GDEM è stato ottenuto correlando stereoscopicamente 1.3 millioni di immagini ottiche ASTER, che ricoprono circa il 98% della superficie terrestre. Le immagini possono essere scaricate dal NASA's EOS data archive o dal Japan's Ground Data System.

Dati Digitali Del Terreno Globali

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L’inventario globale più accurato di risorse idriche è il Global Lakes and Wetlands Database (GLWD), che comprende laghi, bacini idrici, fiumi e varie zone umide. La mappa è in formato raster con pixel di 30-arcsec resolution (Lehner and Doll, 2004). Immagini vettoriali dei bacini nel mondo e simili dati vettoriali possono essere ottenuti dal RS GIS Unit of the International Water Management Institute (IWMI).

Risorse Idriche Globali

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Mappe climatiche

WorldClim.org provides global maps of some 18 bioclimatic parameters derived (thin plate smoothing splines) using >15,000 weather stations (Hijmans et al., 2005). The climatic parameters include: mean, minimum and maximum temperatures, monthly precipitation and bioclimatic variables. All at ground resolution of 1 km.

Temperatura media Annuale

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Mappe climatiche

Precipitazioni annuali

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Mappe climatiche

Coefficiente di variazione delle precipitazioni

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Le mappe di suolo hanno un ruolo fondamentale in Idrologia e in Agrometeorologia. L’unica vera mappa globale di suoli è quella fornita dal USGS Global Soil Regions alla risoluzione di 60 secondi d’arco (FAO-UNESCO, 2005). Le mappe geoologiche sono integrate ora dal progetto OneGeology. La divisione dei suoli dell’ USDA Soil Survey Division distribuisce anche la mappa globale delle zone umide (che includon: upland, lowland, organic, permafrost and salt affected wetlands). ISRIC mantiene un database globale dei profili di suolo con oltre 12000 12,000 profiles con descrizioni analitiche e parametri di 50 suoli (Batjes, 2008).

Mappe geologiche

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Mappe geologiche

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http://sharaku.eorc.jaxa.jp/GSMaP/index.htm

La pioggia su tutta la Terra in tempo reale

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http://abouthydrology.blogspot.it/2012/11/repertorio-nazionale-dei-dati.html

http://abouthydrology.blogspot.it/2012/08/free-cartographic-italian-data-on-web.html

http://nil-pipraen.blogspot.it/2012/04/hydrological-modeling.html

Altri dati on the web

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Altri dati

http://www.bafg.de/GRDC/EN/Home/homepage__node.html

http://www.nwl.ac.uk/ih/devel/wmo/hhcdbs.html