- progetto integrato di monitoraggio climatico, ambientale e geofisico -
SPECIALE EVENTI |
SETTORI COINVOLTI
Scienze Ambientali, Scienze della Terra
Progetto ABC-PyramidLe misure eseguite dalla stazione permettono di studiare la composizione dell'atmosfera nell'area Himalayana fornendo importanti informazioni sulla circolazione degli inquinanti e del particolato atmosferico nell'area dell'Asia Centrale. Dal 16 marzo 2006 i dati raccolti da ABC-Pyramid, sono consultabili online, in tempo reale, grazie ad un sistema ad altissima tecnologia che collega la Piramide all'Istituto Isac-Cnr di Bologna. storia di un'installazione ad alta quota |
Considerando l'insieme delle potenzialità conoscitive delle discipline che convergono nel Progetto Ev-K²-CNR, e valutando le capacità di penetrazione culturale e scientifica acquisita nel corso di oltre un decennio, il Comitato Ev-K²-CNR ritiene strategico avviare un progetto integrato di monitoraggio climatico, ambientale e geofisico che si proponga di ampliare gli strumenti predittivi dell'impatto del Global Change nell'area del Sagarmatha National Park.
La principale e fondamentale necessità di ricerca è data dal riconosciuto ruolo delle aree remote d'alta quota di essere luoghi fondamentali per descrivere i meccanismi e le entità di trasporto degli inquinanti a scala globale. La recente scoperta di una vasta area di compromissione della qualità dell'aria sopra l'India ed aree limitrofe (clicca qui per scaricare lo studio dell'Unep) accresce la necessità di avviare nuove campagne di misura ed il Comitato, avvalendosi del Laboratorio-Osservatorio Internazionale Piramide, intende partecipare in modo intenso alle ricerche, cercando un coinvolgimento in ambito delle iniziative di studio internazionale che vengono svolte sotto la guida dell'UNEP.
OBIETTIVI
I principali obbiettivi che questa attività trasversale si prefigge sono:
AZIONI
Le azioni che primariamente verranno condotte traggono origine da:
Indagine sulla presenza di inquinanti nella Regione Himalayana del Monte Everest in relazione al trasporto a scala globale |
| * biomonitori, deposizioni e particolato atmosferico |
| * Atmospheric Brown Clouds, in collaborazione con ICIMOD, UNEP, IUCN (clicca qui per scaricare la brochure in italiano) |
| Studio sulle caratteristiche meteorologiche locali ed i cambiamenti climatici |
| * collaborazione internazionale con WMO nel progetto CEOP |
| Interazione dell'atmosfera con gli ecosistemi acquatici e terrestri dell'Himalaya-Karakorum |
| * replica dei punti di osservazione oltre al Nepal |
| Movimenti crostali e sismici dell'Hindu Kush Himalaya |
| * studi geofisici, geomatici e sismici Rete di stazioni GPS master |
| * replica del punto di osservazione oltre al Nepal |
| Morfologia glaciale, studio dei GLOF e valutazione della pericolosità dei laghi interglaciali (collaborazione con ICIMOD) |
Geofisica dei versanti: modifiche del livello del permafrost, idrogeologia, ecc.
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PRODOTTI FINALI
I principali prodotti che possono essere fin da ora previsti sono:
LA RICERCA DI BASE
(necessaria alla realizzazione della rete di monitoraggio Hikemnet)
Ricerca nel settore Scienze Ambientali
La climatologia - La catena montuosa dell'Himalaya-Karakorum si estende da 26° a 41° N in latitudine e da 70° a 105° E in longitudine (figura 1). L'altezza media dei suoi rilievi, compresa tra 4000 e 6000 m s.l.m., la rende un'imponente barriera che separa il bacino climatico indiano, sottoposto all'influenza dell'oceano, dall'Asia centrale con le sue caratteristiche tipicamente continentali (figura 2). Il clima di questa regione è dominato dal sistema monsonico ma anche altri fattori termici e dinamici intervengono a determinarne il quadro meteorologico. Secondo recenti studi l'altopiano tibetano, ad esempio, svolge un ruolo di primo piano nella dinamica monsonica: in estate, assorbendo radiazione solare e rimettendola nell'infrarosso, esso funge da sorgente di calore sensibile per la regione circostante, provocando anomalie nella distribuzione delle temperature delle masse d'aria sovrastanti, che superano i +4 °C sulla sommità del plateau e possono raggiungere i 9 °C nell'alta troposfera. È certo che l'altopiano del Tibet su scala continentale sia la causa principale dello svilupparsi in quota del forte anticiclone termico denominato "Tibetan High".
La circolazione degli inquinanti - In questo quadro l'area compresa tra il Bhutan e l'Afghanistan, includendo quindi oltre che l'Himalaya anche tutta la catena del Karakorum, rappresenta un luogo di grande interesse scientifico per studiare i meccanismi di trasporto e di ricaduta degli inquinanti veicolati dall'atmosfera da grandi distanze. La catena dell'Himalaya-Karakorum e le aree montuose limitrofe per la loro altitudine media, profondità e lontananza da grandi aree urbane sono infatti un luogo di deposizione più che di emissione degli inquinanti, al pari delle calotte glaciali, delle isole oceaniche, ecc. Queste aree remote rappresentano un luogo pressoché ideale per esaminare la condizione di "salute generale" del Pianeta. L'Himalaya, oramai riconosciuta come il terzo polo della Terra, si colloca inoltre in una posizione ideale per lo studio dei fenomeni di emissione da due aree altamente antropizzate, la Cina e l'India, che insieme coprono circa il 40 % della popolazione mondiale. In prospettiva tali aree saranno anche quelle più soggette al maggiore incremento di emissioni nei prossimi decenni a seguito della lenta ma costante crescita economica.
Ricerca nel settore Scienze della Terra
Geodesia e topografia - Nel 1992 per la prima volta in assoluto è stata misurata l'altezza del Monte Everest trasportando in cima la strumentazione necessaria. Grazie all'esperienza acquisita, è stato successivamente possibile misurare le altezze del K2 (1996), del Monte Cervino (1999), del Monte Rosa (2000) e del Cerro Aconcagua in Argentina (2001). Tuttavia il lavoro di ricerca in Himalaya è continuato al fine di completare e migliorare la rete di punti geodetici che congiunge l'Oceano Indiano alla catena Himalayana, e per calcolare con maggior precisione il geoide terrestre sia in Himalaya, sia sulle Alpi europee. Nel corso dei prossimi anni è quindi prevista una nuova misurazione dell'altezza del Monte Everest, utilizzando anche un geo-radar, costruito appositamente, per poter conoscere con esattezza l'altezza della copertura di neve e ghiaccio sulla cima.
A tal fine occorre poter disporre di dati di posizionamento di precisione GPS (Global Positioning System) aventi come punto fondamentale di riferimento la Piramide. Infatti, a partire dalla campagna del 1991 (Himal'91), che stabilì la prima rete di punti GPS intorno alla valle del Khumbu, diversi Enti internazionali hanno fatto riferimento al punto GPS stabilito nei pressi della Piramide per i propri esperimenti. Le richieste per utilizzare tale punto sono giunte da Germania, Francia, Cina e Stati Uniti. Grazie a tali campagne di misura la rete geodetica Himal'91 è stata ampliata verso ovest e verso est. La disponibilità di una stazione GPS permanente presso il Laboratorio-Osservatorio Internazionale Piramide consentirebbe quindi il collegamento del Progetto Ev-K²-CNR con la rete mondiale di misure GPS, costituendo il nucleo embrionale dell'unica rete permanente di posizionamento di precisione della catena Himalaya, riferimento sicuro per ogni futura campagna di misure geodetiche nella valle del Khumbu.
L'attività sismica - La collisione tra placche continentali, evento ricorrente nella storia geologica del nostro pianeta, è responsabile della formazione delle principali catene montuose. La collisione più impressionante oggi, e forse degli ultimi milioni di anni è quella nella zona Himalayana, dove la placca Indiana sta collidendo con quella Euroasiatica.
Lungo l'intera catena Himalayana, la zona del Nepal insieme a quella dell'Hindukush - Karakorum sono le più attive dal punto di vista geodinamico.
Qui non a caso si trovano le cime più alte (> 8.000 m s.l.m.) dell'intera catena e del mondo. Tali zone coincidono inoltre con le zone epicentrali di molti grandi terremoti (scosse > 5 gradi della scala Richter).
Sulla base dei dati oggi disponibili, il modello sismotettonico della zona maggiormente accettato indica la presenza di alcuni sovrascorrimenti principali più o meno immergenti a nord, che si estendono dalla Pianura Gangetica al bordo meridionale del Tibet. Oltre a ciò sono state osservate, nella zona dell'alto Himalaya, delle faglie normali orientate grossomodo in direzione E-O apparentemente non compatibili con la generale compressione N - S generata dalla collisione.
Il risultato degli elevati stress orogenici nella zona in questione (recenti misure GPS hanno evidenziato uno spostamento medio di ca. 22 mm/a in una fascia di 100 km nella zona del Lesser Himalaya) è un'elevata sismicità essenzialmente concentrata tra tre sovrascorrimenti principali, l'Himalayan Frontal Thrust, il Main Boundary Thrust e il Main Central Thrust .
Monitoraggio sismologico - Dal 1991 al 1996 ha funzionato presso la Piramide una stazione di rilevamento di attività sismica che registra i fenomeni sismici che interessano la regione himalayana, tettonicamente molto attiva. Gli ottimi risultati fin qui ottenuti possono essere ancor più evidenziati se si considera che nessuna altra stazione simile è installata e funzionate nell'area. Grazie ai dati raccolti è stato possibile migliorare la conoscenza dell'evoluzione geodinamica dell'area himalayana intorno al Laboratorio-Piramide, integrando tali conoscenze con gli studi geologici di campagna.
Tuttavia è possibile migliorare ulteriormente le conoscenze scientifiche grazie all'installazione di una nuova e più moderna stazione sismica digitale a banda larga. Tale stazione verrebbe inoltre collegata al Sistema di Monitoraggio Internazionale (IMS, International Monitoring System) dell'Organizzazione per il controllo delle esplosioni nucleari sotterranei (CTBTO, Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organisation). L'IMS comprende una serie di stazioni localizzate sulla superficie del Pianeta per misurare l'attività sismica e la presenza di radionuclidi, e per registrare segnali idroacustici ed infrasuoni. Ogni Paese firmatario coopera per lo scambio dei dati raccolti, stabilendo di comune accordo un protocollo per la raccolta e la distribuzione dei dati e per il miglioramento della rete di stazioni di rilevamento.
La creazione di una rete di stazioni GPS Master - La determinazione delle coordinate precise di un punto della superficie terrestre è un problema di grande importanza per una grande varietà di applicazioni pratiche e scientifiche: basti ricordare l'ingegneria civile, la cartografia, il catasto, la guida di vicoli ed il rilevamento di movimenti tettonici o franosi del suolo. Attualmente queste coordinate vengono calcolate sulla base di segnali provenienti dai satelliti del sistema GPS.
Per garantire l'affidabilità dei dati ricevuti dai satelliti è stato istituito a terra un sistema di stazioni permanenti detto IGS (International GPS Service) che raccoglie, controlla e pubblica i dati rilevati da una rete che copre tutti i continenti e i cui dati si possono ricevere via Internet. In questo modo le misure GPS registrate in una qualunque parte della terra possono essere riferite alle stazioni più vicine aumentando fortemente la precisione della loro georeferenziazione. Solamente tra stazioni non molto distanti tra loro e che registrino dati per lunghi periodi di tempo, si possono ottenere precisioni di ordine millimetrico.
È noto inoltre che il sistema GPS registra ed elabora segnali radio provenienti da una rete di satelliti orbitanti ad una distanza di circa 22.000 km: poiché questi segnali attraversano la ionosfera e l'atmosfera con inclinazioni diverse ma facilmente determinabili, i segnali GPS vengono ritardati e deviati dalle condizioni fisiche del mezzo che attraversano (densità, temperatura, umidità, ionizzazione) e portano dunque informazioni su di esse.
Lo studio di queste informazioni è di grande importanza per la formulazione di modelli atmosferici impiegabili anche nelle previsioni meteorologiche e nello studio dei cambiamenti globali. Se queste ricerche avranno successo porteranno a dei semplici criteri per le previsioni del tempo locale anche in aree remote.
POSSIBILI SITI DI MONITORAGGIO
Distribuzione caratteristica delle temperature a ridosso della catena dell'Himalaya-Karakorum nell'autunno inoltrato. La figura mostra chiaramente l'effetto della barriera e dell'altipiano tibetano. (Immagine tratta da http://www.wunderground.com/global/IN.html)