TECH | 27 Set 2018

Valanghe: l’innovazione aiuta la gestione del rischio

Telerilevamento, AI, Data Analysis al servizio dell'ambiente

Quando si parla di neve nelle regioni alpine ci sono almeno due accezioni: “neve” intesa come sport invernali, divertimento, turismo, commercio e “neve” come agente atmosferico che può determinare valanghe, e di conseguenza pericolo, gestione del rischio, ricerca della sicurezza. Negli ultimi anni molto si è lavorato nel supportare i decisori nella gestione del territorio e nello sviluppo di un turismo sostenibile, anche e soprattutto ricorrendo alla tecnologia.

I progetti realizzati da Fondazione Montagna Sicura di Courmayeur in materia di neve e valanghe hanno coinvolto la Regione Autonoma Valle d’Aosta, enti di ricerca internazionali (SLF di Davos, IRSTEA di Grenoble per citarne alcuni), università (UniTo, PoliTo, UniFi), enti che operano sul territorio (corpo forestale, guide alpine, comprensori sciistici, comuni, regioni) e aziende private, mettendo a fattor comune diverse competenze scientifiche per finalità pratiche, portando ad una ricerca applicata con reali ricadute sul territorio.

Un aiuto alla prevenzione delle valanghe

Nella gestione del rischio valanghe i vari progetti hanno spaziato dalla pianificazione e protezione del territorio alla previsione: per esempio, il modello di dinamica valanghiva RAMMS sulle valanghe di piccole dimensioni realizzato utilizzando i dati raccolti nel sito sperimentale di Punta Seehore, nel comune di Gressoney-La-Trinité, e una procedura per la perimetrazione speditiva degli eventi valanghivi a partire da fotografie in collaborazione con un’azienda locale.

L’applicazione di una procedura per la determinazione in automatico della zona di distacco su casi reali del territorio valdostano ha permesso di comprendere come la direzione del vento sia un fattore determinante per poter definire uno scenario di distacco valanghivo. Pertanto, basandosi sul principio che i versanti sopravento vengono scaricati e quelli sottovento vengono caricati, si è sviluppata una procedura che in circa 40 minuti permette di capire quali potrebbero essere, in previsione, i pendii sui quali è più probabile avere deposito della neve (e pertanto si potrebbero formare dei lastroni da vento che, distaccandosi, provocherebbero delle valanghe) e quali potrebbero essere i pendii erosi dal vento.

I dati di input vengono elaborati a partire dalle direzioni e dalle intensità del vento a 10 metri forniti dal modello COSMO I2 acquisiti dal centro di calcolo CINECA e resi disponibili dal Centro Funzionale della Valle d’Aosta nell’ambito delle attività istituzionali legate al sistema di Protezione Civile. I risultati elaborati giornalmente sono resi disponibili all’interno della piattaforma web delle Commissioni Valanghe e sono utilizzati dai previsori che redigono il Bollettino neve e valanghe e dai membri delle Commissioni Locali Valanghe che gestiscono il rischio valanghe sul territorio di loro competenza.

Telerilevamento per studiare gli impatti del cambiamento climatico sulla copertura nevosa naturale

Da sempre l’uomo desidera superare i suoi naturali limiti di osservazione per riuscire a scorgere “oltre”: l’innovazione è dunque insita nella nostra storia. In questi termini, il telerilevamento può essere considerato uno degli elementi più rivoluzionari, in quanto ha permesso di ottenere una visione molto più ampia e complessiva del pianeta sul quale viviamo.

In particolare, i satelliti di nuova generazione permettono di ottenere immagini ad alta risoluzione con frequenti passaggi sulle medesime aree: ciò significa disporre allo stesso tempo di un maggior dettaglio a livello locale e di una frequenza di immagini che permettono valutazioni prima inimmaginabili. I dati provenienti da satellite rappresentano un utile strumento per il monitoraggio di aree remote del pianeta (ghiacciai, deserti, foreste, oceani, città, ecc.), dove organizzare campagne di rilevamento frequenti è difficile e costoso, e la possibilità di disporre di dati multitemporali relativi ad una stessa area è estremamente importante per valutare i cambiamenti che vi sono avvenuti (ad esempio, prima e dopo il verificarsi di un evento catastrofico). Inoltre, importanti progetti, come il programma europeo di osservazione della terra Copernicus per monitorare le aree verdi del pianeta e fornire supporto nella gestione di disastri naturali, permettono di accedere a chiunque e gratuitamente ai dati elaborati dai satelliti, e sono fondamentali nella fase di acquisizione di dati utili.

Elaborazione e analisi delle immagini per valutare l’attività delle stazioni sciistiche

Come è ormai noto, il settore turistico legato agli sport invernali sta facendo fronte ad una situazione sempre più complessa e mai sperimentata prima: cambiamento climatico e cambiamento demografico stanno riducendo sia il numero di località sciistiche affidabili che di praticanti. Questa condizione è destinata a complicarsi ulteriormente a causa degli ulteriori innalzamenti previsti delle temperature nel corso di questo secolo.

Tra i principali effetti del cambiamento climatico è dunque da annoverare la riduzione del manto nevoso, con le dirette conseguenze sul settore del turismo invernale. Secondo la cosiddetta regola dei 100 giorni, una stazione sciistica può operare con successo se presenta una copertura nevosa sufficiente per sciare per almeno 100 giorni durante la stagione invernale. Il rilevamento della neve può avvenire attraverso misurazioni nivometriche al suolo (misure dirette, distribuzione non uniforme sul territorio, scala locale, costi di gestione in capo alla regione/ente) e rilevamenti radiometrici da satellite (misure indirette, copertura continua del territorio su grande scala, risorsa open access). Osservazioni al suolo e satelliti danno informazioni complementari.

Relativamente al monitoraggio della neve al suolo da immagini satellitari, il metodo utilizzato in un progetto specifico per distinguere la neve dalle altre superfici, e in particolare dalle nubi, è l’applicazione dell’indice normalizzato di copertura nevosa NDSI (Normalised Difference Snow Index). Questo indice permette di identificare la riflettanza della neve distinguendola dalle altre superfici e, soprattutto, da quella delle nubi (la riflettanza della neve è infatti elevata nella parte visibile dello spettro elettromagnetico ma, al contrario di quella delle nubi, è altamente assorbente nell’infrarosso a onde corte dello spettro).

Tramite un’accurata elaborazione delle immagini, viene calcolata l’ampiezza della superficie innevata di un determinato comprensorio sciistico per poi valutare, anche tramite i dati dei nivometri, se esso rispetta o meno le condizioni di innevamento sufficienti a considerare quella stazione sciistica affidabile. Questo dato risulta utile nelle scelte relative all’innevamento programmato di un’area sciistica e delle misure di adattamento al cambiamento climatico da adottare.

Le tecniche di telerilevamento sono oggetto di studi in numerosi Paesi, e rappresentano un campo di ricerca attualissimo e in continua espansione. La ricerca e lo sviluppo di nuove tecniche di rilevamento, così come la sinergia tra immagini ottiche e SAR (radar ad apertura sintetica) per monitorare lo stato del manto nevoso, sono solo alcuni esempi di un mondo tutto da scoprire.

Alessandro Pezzoli, Elena Durando, Eloise Bovet