Il mondo sta cambiando rapidamente, e il passato non è più una guida per il futuro in termini di eventi estremi e inondazioni. Questo è uno dei risultati di un documento sul Changing Cold Regions Network (CCRN), una sintesi del programma di ricerca conclusosi nel 2018 e che ha recentemente raccolto molti dei suoi progressi scientifici in un numero speciale della rivista Scienze dell'idrologia e del sistema terrestre .

La ricerca CCRN mirava a migliorare i modelli di previsione e previsione al fine di comprendere meglio quali sfide potrebbero dover affrontare il Canada occidentale e settentrionale in futuro mentre il pianeta si riscalda.

Eventi senza precedenti come il Fort McMurray, Alta., gli incendi nel 2016 e l'alluvione di Calgary nel 2013 potrebbero iniziare a diventare più comuni e più gravi, ha detto il dottor Chris DeBeer, responsabile scientifico del CCRN e del programma pan-canadese Global Water Futures (GWF), guidato dal Global Institute for Water Security (GIWS) e dal Center for Hydrology dell'Università del Saskatchewan (USA).

"Essere in grado di capire meglio cosa potrebbe riservare il futuro è molto importante per la società, per le nostre risorse idriche e per le infrastrutture e la salute e molte altre cose correlate, " ha detto De Beer.

Ambienti impegnativi

Come risulta, le praterie, le montagne, e il nord può essere difficile da modellare.

"Gli allacciamenti per l'acqua di superficie non sono sempre presenti, e gran parte del paesaggio della prateria è coperto da depressioni glaciali che si collegano solo periodicamente, " Ha detto DeBeer. "È sempre stata una sfida per i modelli standard rappresentarlo".

La ricerca svolta dal CCRN ha migliorato la capacità dei modelli di rappresentare l'idrologia nel Canada occidentale e settentrionale, che ha caratteristiche uniche come il permafrost e i ghiacciai. GWF, un programma di follow-on ampliato da CCRN, sta portando avanti ulteriormente i modelli e si sta concentrando su tutto il Canada e sulle regioni fredde e di alta montagna del mondo, che forniscono acqua a gran parte della popolazione mondiale.

"Questi sono ambienti difficili, DeBeer ha detto. "Processi come lo scioglimento della neve e l'infiltrazione nel terreno ghiacciato e il congelamento e lo scongelamento dei suoli:i processi delle regioni fredde sono unici e difficili da rappresentare nei modelli informatici".

Il cambiamento climatico sta impattando anche i paesaggi e la copertura del suolo, come l'agricoltura e le praterie che strisciano verso nord, arbusti che invadono la tundra, e alberi decidui che sostituiscono i sempreverdi nella foresta boreale. Questi cambiamenti possono avere un impatto sulle previsioni fatte da questi modelli.

Paesaggi che cambiano

Dott.ssa Jennifer Baltzer, professore associato e Canada Research Chair presso la Wilfrid Laurier University e ricercatore capo presso GWF, faceva parte del CCRN con un focus sul cambiamento della copertura del suolo ad alta latitudine.

Parallelamente si stanno sviluppando modelli idrologici e di copertura del suolo. Un passo importante è riunire questi modelli per migliorare l'accuratezza delle nostre previsioni, ha detto Balzer.

"Il tipo di vegetazione che hai in queste regioni ha forti controlli su alcuni di questi scambi fisici legati all'acqua e all'energia, " lei disse.

La ricerca CCRN ha catturato i principali scenari di transizione della vegetazione indotta dal riscaldamento climatico nelle simulazioni dei modelli della superficie terrestre che Environment and Climate Change Canada (ECCC), e CCRN stavano usando.

I modelli hanno una gamma di diversi tipi di copertura del suolo che vengono utilizzati come parte degli scenari che gestiscono. Baltzer ha detto che modificando le coperture del suolo, possiamo iniziare a valutare quali sono le implicazioni del cambiamento della vegetazione indotto dal riscaldamento climatico.

Parallelamente si stanno sviluppando modelli idrologici e di copertura del suolo. Un passo importante è riunire questi modelli per migliorare l'accuratezza delle nostre previsioni, ha detto Balzer.

"Se hai intenzione di cercare di anticipare l'uno e ignorare l'altro, non lo farai bene perché i due parlano tra loro e interagiscono tra loro."

Uno sforzo nazionale per migliorare la preparazione alle emergenze del cambiamento climatico

Il programma GWF sta lavorando con il governo federale e le province e i territori per migliorare la previsione nazionale dell'acqua, che possono aiutare a informare gli utenti dell'impatto dei cambiamenti climatici sulla disponibilità di acqua, estremi di inondazioni e siccità, pianure alluvionali e l'impatto del calo del manto nevoso, ghiacciai e lo scongelamento del permafrost sui futuri flussi d'acqua.

I ricercatori hanno lavorato per migliorare la piattaforma di modellazione idrologica delle regioni fredde su scala fine, e il modello MESH (Modélisation Environmentale Communautaire—Surface and Hydrology) su larga scala, lo schema idrologico terra-superficie del sistema comunitario di modellizzazione ambientale dell'ECCC.

Il sistema di modellizzazione ha preso i progressi scientifici da CCRN e GWF e li ha applicati nei principali bacini fluviali in tutto il Canada, compresi i Grandi Laghi-St. Lawrence, Saskatchewan–Nelson, Mackenzie, Fraser, Colombia, San Giovanni, e Yukon.

"Insieme, stiamo sviluppando un quadro nazionale di previsione dell'acqua che è legato a vari livelli di governo e affronta le esigenze nazionali e locali in ciascun bacino fluviale, " DeBeer ha detto. "Stiamo facendo progressi in diverse parti del paese sulle capacità e le operazioni del modello, e usiamo questa scienza CCRN per farlo."