Il cambiamento climatico: le attività di ARPA Piemonte su stato, impatti e risposteConferenza al Museo Regionale di Scienze Naturali, Torino - 13 giugno 2011

Laghi Alpini e cambiamenti climaticiLaghi Alpini e cambiamenti climaticiStrumenti sostenibili per la gestione dei laghi Strumenti sostenibili per la gestione dei laghi nello Spazio Alpino nello Spazio Alpino SILMAS projectSILMAS projectA. Maffiotti, L. BorasiArpa Piemonte

SILMAS Project SILMAS Project SustainableSustainable InstrumentsInstruments forfor Lakes Management in Lakes Management in

Alpine Alpine SpaceSpace

European Territorial Cooperation (2007/2013)

Alpine Space Programme

Priority 3 – Environment and Risk Prevention

01/09/2009 01/09/2009 –– 31/08/201231/08/2012

5 STATI 5 STATI –– 15 PARTNERS15 PARTNERS

•ARPA Piemonte•Distretto Turistico dei Laghi• Regione Lombardia•APPA•IREALP

•National Institute ofBiology•University of Nova Gorica

•Region Rhône-Alpes (LP)•Provence-Alpes-Côte d’AzurRegional Council•Local authority for Annecy Lake Purification•Local authority for BourgetLake Purification

•Institute for Lake Research. State Institute for Environment, Measurements and Nature Conservation Baden Württemberg

•Regional Government of Carinthia, department Environment•University of Salzburg•Joanneum Research Forschungsgesellschaft, Institute of Water Resources Management

WP1, WP2, WP3: attività di tipo amministrativo e gestionale

WP4: i laghi alpini nel contesto dei cambiamenti climatici – Responsabile Arpa Piemonte

•caratterizzazione dei laghi dal punto di vista della funzionalità ecologica •applicazione di modelli al fine di stimare l’impatto del cambiamento climatico sui laghi (analisi isotopica, modelli idrologici e ecologici)•creare scenari legati alle tipologie di laghi individuate

WP5: strumenti di governance per la risoluzione di conflitti d’uso

•condivisione di diversi strumenti di governance presenti nelle varie realtà lacustri dello spazio alpino•implementazione di questi strumenti a scala locale•gestione della pesca professionale e della fruizione sostenibile•buone pratiche legate alla gestione delle problematiche ambientali connesse con i porti lacustri

WP6: miglioramento della consapevolezza nelle aree alpine

•creazione di un database relativo ai laghi studiati nel progetto•sviluppo di strumenti di educazione ambientale•organizzazione di seminari tematici sul funzionamento dei laghi e sulle buone pratiche legate allo sviluppo sostenibile•organizzazione di convegni aperto al pubblico durante il World Water Day del 2012

AttivitAttivitàà progettuali progettuali -- 6 Work 6 Work packagespackages

WP4 SILMAS LaghiWP4 SILMAS Laghi

ObiettiviObiettiviArpa Piemonte• Raccolta dati chimici, fisici e biologici (1950 – 2011) per tutti i laghi oggetto di

studio, analisi statistica, definizione della correlazione tra parametri climatici e parametri chimici, fisici e biologici

• Valutazione del legame tra la correlazione ottenuta ed alcuni scenari climatici definiti (ENSEMBLES project), al fine dei esaminare gli scenari a livello dell’”area lago”

• Utilizzo dei risultati ottenuti per la definizione di strategie di mitigazione e prevenzione in numerosi settori (agricoltura, turismo, urbanizzazione, biodiversità…), in particolare gli scenari saranno utilizzati per la gestione sostenibile delle risorse d’acqua e per la conservazione degli ecosistemilacustri

• Creazione di un database webgis dinamico disponibile in rete contenente dati chimici, fisici e biologici di tutti i laghi dello Spazio Alpino monitorati nei 5 Stati partecipanti

• Applicazione di un modello idrologico (Partner: Germania)• Analisi isotopica per la validazione del modello (Partner: Austria)

Altri Partner

WP4 WP4 i laghi alpini nel contesto dei cambiamenti climatici i laghi alpini nel contesto dei cambiamenti climatici

Lago di Viverone: sito pilota

years~ 35 (*)Water Change Time(resident time)

Mmc131,5Volume

m22,5Average Depth

EutrophicTrophic state of the lakem50Maximal Depth

Trophic state classificationm229Altitude

km2,55Width

km3,47Length

mc/year-Hydrological outputkm25,72Surface

mc/year-Hydrological input

m275Average altitudePiemonteRegion

m501Maximal altitudeItaliaCountry

km²21.4 (*)SurfaceViveroneName of the lake

Main characteristics of the catchment basinMain characteristics of the lake

years~ 35 (*)Water Change Time(resident time)

Mmc131,5Volume

m22,5Average Depth

EutrophicTrophic state of the lakem50Maximal Depth

Trophic state classificationm229Altitude

km2,55Width

km3,47Length

mc/year-Hydrological outputkm25,72Surface

mc/year-Hydrological input

m275Average altitudePiemonteRegion

m501Maximal altitudeItaliaCountry

km²21.4 (*)SurfaceViveroneName of the lake

Main characteristics of the catchment basinMain characteristics of the lake

••Applicazione di un modello ecologico (collaborazione del Applicazione di un modello ecologico (collaborazione del CNR CNR –– ISAC)ISAC)

••Studio correlazione variabili qualitative/variabili climaticheStudio correlazione variabili qualitative/variabili climatiche

Analisi statisticaAnalisi statisticafe

b-01

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01ot

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03ag

o-03

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03fe

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ott-1

0

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5m

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30m

48m

Depth-time diagram of isopleths of water temperature

2,5-5,0 5,0-7,5 7,5-10,0 10,0-12,5 12,5-15,0 15,0-17,5 17,5-20,0 20,0-22,5 22,5-25,025,0-27,5 27,5-30,0

feb-

01

mag

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1

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Depth time diagram of isopleths of oxygen

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100100-120 120-140 140-160 160-180 180-200

PH

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0

PH@0m

PH@2m

PH@5m

PH@10m

PH@15m

PH@20m

PH@30m

PH@40m

PH@48m

media 2009

media 2001 - 2008

PARAMETERS•Transparency (m)•Chlorophyll A•Total phosphorus (mg/L)•Water temperature (°C)•PH•Alkalinity (mg/L Ca (HCO3) 2 )•Dissolved oxygen (mg/L)•Hypolimnic oxygen (% saturation)•Nitrous nitrogen NO2-N (mg/L)•Nitric nitrogen NO3-N (mg/L)•Ammonium NH4-N (mg/L)•Conductivity (at 20° C, mS /cm)•Silice SiO2 (mg/L)•Chlorure (mg/L)•Dissolved manganese (mg/L)•Dissolved iron (mg/L)•Phytoplancton•Zooplancton•Volatile and semi-volatile organic compounds

PARAMETERS•Transparency (m)•Chlorophyll A•Total phosphorus (mg/L)•Water temperature (°C)•PH•Alkalinity (mg/L Ca (HCO3) 2 )•Dissolved oxygen (mg/L)•Hypolimnic oxygen (% saturation)•Nitrous nitrogen NO2-N (mg/L)•Nitric nitrogen NO3-N (mg/L)•Ammonium NH4-N (mg/L)•Conductivity (at 20° C, mS /cm)•Silice SiO2 (mg/L)•Chlorure (mg/L)•Dissolved manganese (mg/L)•Dissolved iron (mg/L)•Phytoplancton•Zooplancton•Volatile and semi-volatile organic compounds

Fonte: BÖHM& al., 2001

WP4 Cambiamenti climatici WP4 Cambiamenti climatici –– osservazioniosservazioniAnomalie termiche Anomalie termiche

Alpi, Pianura Padana, Media MondialeAlpi, Pianura Padana, Media Mondiale

Lake Lake ConstanceConstance

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9

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12

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1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010Jahr

°C

Lufttemperatur bei Konstanz (DWD) 0,04 °C/Jahr (1962 bis 2010) 0,02 °C/Jahr (1947 bis 2010)

Wassertemperatur Seemitte ca. 0,5m Tiefe (LUBW/ISF) 0,03 °C/Jahr (1962 bis 2010)

Surface water temperature (mid-lake)0.02 °C/year (1962-2010)

Air temperature (Constance)0.04 °C/year since 19620.02 °C/year since 1947

Wörthersee

0

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[°C

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Annual Average Water Temperature

HISTALP station Klagenfurt

Air temperature & Precipitation & EvaporationCalibration

period

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Year

Prec

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HISTALPHISTALP station Klagenfurtstation Klagenfurt

PRODUZIONE PRODUZIONE PRIMARIAPRIMARIA

PRODUZIONE PRODUZIONE SECONDARIASECONDARIA

CARATTERISTICHECARATTERISTICHEFISICO FISICO -- CHIMICHECHIMICHE

IDROLOGIAIDROLOGIA

RETI RETI ALIMENTARIALIMENTARI

CAMBIAMENTI CAMBIAMENTI CLIMATICICLIMATICI

••COPERTURA COPERTURA DIDIGHIACCIOGHIACCIO

••STRATIFICAZIONE STRATIFICAZIONE TERMICATERMICA

••LIVELLO DELLLIVELLO DELL’’ACQUAACQUA

••DIMINUZIONE DELLDIMINUZIONE DELL’’O2O2

••EFFETTI EFFETTI DELLDELL’’ACIDIFICAZIONE ACIDIFICAZIONE SUL FITOPLANCTONSUL FITOPLANCTON

••EFFETTI DELLA TEMPERATURA EFFETTI DELLA TEMPERATURA DELLDELL’’ACQUA SULLE RETI ALIMENTARIACQUA SULLE RETI ALIMENTARI

••EFFETTI DELLA EFFETTI DELLA TEMPERATURA TEMPERATURA DELLDELL’’ACQUA SUL ACQUA SUL FITOPLANCTON E FITOPLANCTON E SULLE MACROFITESULLE MACROFITE

••EFFETTI DELLA EFFETTI DELLA TEMPERATURA TEMPERATURA DELLDELL’’ACQUA SULLO ACQUA SULLO ZOOPLANCTON E SUI ZOOPLANCTON E SUI PESCIPESCI

COPERTURA COPERTURA DIDI GHIACCIOGHIACCIO

••Indicatore: durata della copertura di ghiaccio, tempo di rotturaIndicatore: durata della copertura di ghiaccio, tempo di rottura, spessore del ghiaccio, spessore del ghiaccio

••Risposta: aria piRisposta: aria piùù calda e temperatura dellcalda e temperatura dell’’acqua piacqua piùù elevata, portano a un periodo di elevata, portano a un periodo di copertura ghiaccio picopertura ghiaccio piùù corto. La relazione tra temperatura dellcorto. La relazione tra temperatura dell’’acqua e tempo di rottura del acqua e tempo di rottura del ghiaccio lacustre ghiaccio lacustre èè descrivibile attraverso una relazione descrivibile attraverso una relazione arcocosenoarcocoseno

STRATIFICAZIONE TERMICASTRATIFICAZIONE TERMICA

••Indicatore: durata della stratificazione estiva quale risultato Indicatore: durata della stratificazione estiva quale risultato della temperatura delldella temperatura dell’’acquaacqua

••Risposta: T piRisposta: T piùù elevate portano a inizi precoci e prolungamenti della stratificelevate portano a inizi precoci e prolungamenti della stratificazione estiva. azione estiva. Ciò può portare a un cambiamento dei processi relativi al rimescCiò può portare a un cambiamento dei processi relativi al rimescolamento e lolamento e l’’intero intero sistema di può trasformare da sistema di può trasformare da dimitticodimittico a a monomitticomonomittico

••LIVELLO DELLLIVELLO DELL’’ACQUAACQUA

••Indicatore: superficie dellIndicatore: superficie dell’’acquaacqua

••Risposta: maggiore T e minori precipitazioni associate ad un intRisposta: maggiore T e minori precipitazioni associate ad un intenso uso dellenso uso dell’’acqua acqua diminuiscono il volume delldiminuiscono il volume dell’’acqua: disequilibrio nel livello dellacqua: disequilibrio nel livello dell’’acqua, fino alla perdita acqua, fino alla perdita totale dei corpi dtotale dei corpi d’’acquaacqua

Analisi degli indicatori (1)Analisi degli indicatori (1)

Analisi degli indicatori (2)Analisi degli indicatori (2)

DIMINUZIONE DELLDIMINUZIONE DELL’’OO22

Indicatore: Concentrazione dellIndicatore: Concentrazione dell’’OO22

Risposta: Alte T stimolano la crescita del fitoplancton, con conRisposta: Alte T stimolano la crescita del fitoplancton, con conseguente riduzione seguente riduzione delldell’’ossigeno negli habitat piossigeno negli habitat piùù profondiprofondi

EFFETTI DELLEFFETTI DELL’’ACIDIFICAZIONE SUL FITOPLANCTONACIDIFICAZIONE SUL FITOPLANCTON

Indicatore: pH, Indici biotici acidiIndicatore: pH, Indici biotici acidi

Risposta: Acidificazione avviene in seguito a siccitRisposta: Acidificazione avviene in seguito a siccitàà, portando a cambiamenti in , portando a cambiamenti in termini di ricchezza e biomassa del fitoplanctontermini di ricchezza e biomassa del fitoplancton

Analisi degli indicatori (3)Analisi degli indicatori (3)

EFFETTI DELLA TEMPERATURA DELLEFFETTI DELLA TEMPERATURA DELL’’ACQUA SULLE RETI ALIMENTARIACQUA SULLE RETI ALIMENTARI

Indicatore: rapporto tra pesci Indicatore: rapporto tra pesci plantivoriplantivori e piscivori; rapporto tra zooplancton di grandi e piscivori; rapporto tra zooplancton di grandi dimensioni e di piccole dimensionidimensioni e di piccole dimensioni

Risposta: Un aumento della temperatura provoca cambiamenti rilevRisposta: Un aumento della temperatura provoca cambiamenti rilevanti nellanti nell’’ambito delle ambito delle reti alimentari. I reti alimentari. I plantivoriplantivori riescono a sopravvivere, mentre lo riescono a sopravvivere, mentre lo zooplactonzooplacton si riducesi riduce

SILMAS WP4 SILMAS WP4 WebGISWebGIS

Thank you for attention

Proof and advantage of global warming