Ecosistemi alpini e rischi naturali

Analizziamo gli impatti dei cambiamenti climatici e degli eventi estremi sui processi fisici ed ecologici e sulle catene di processi nelle regioni montane, nonché i pericoli naturali associati e i rischi emergenti. La nostra ricerca è votata aduna migliore comprensione dei processi in evoluzione, all'identificazione delle interazioni complesse tra i sistemi e quindi all'individuazione e la valutazione tempestiva degli impatti più importanti per l'ambiente e la società. Il focus tematico specifico e le competenze di base richieste sono costituiti dai cinque gruppi di ricerca: Permafrost, RAMMS (Rapid Mass Movements), Mountain Ecosystems, Alpine Remote Sensing und Alpine Mass Movements. La ricerca interdisciplinare e transdisciplinare con le altre unità di ricerca del WSL, con gli istituti di ricerca nazionali e internazionali e con gli operatori pubblici (federali, cantonali, comunali) e privati è per noi fondamentale.

Per raggiungere i nostri obiettivi, utilizziamo un'ampia gamma di metodi e approcci. Questi includono dispositivi di misura all'avanguardia, sensori (ad esempio LiDAR, termici e multispettrali), tecnologie di elaborazione e lo sviluppo di prototipi e tecniche ad-hoc (ad esempio per dati da satellite, drone e sistemi di misura a terra). I sistemi di monitoraggio a lungo termine (permafrost e biodiversità) e gli esperimenti sul campo su piccola e grande scala (ad esempio, la caduta di massi in combinazione con la foresta di protezione) costituiscono la base per lo sviluppo dei nostri modelli numerici per la scienza e la pratica (ad esempio, RAMMS). Per creare scenari plausibili per lo sviluppo futuro dell'ambiente alpino, colleghiamo i nostri modelli con gli scenari climatici e meteorologici estremi dei modelli numerici climatici e meteorologici.

La nostra unità di ricerca sull'ambiente alpino e i rischi naturali è stata costituita nel luglio 2021 nell'ambito della creazione del CERC(Centro di ricerca sui cambiamenti climatici, gli estremi e i rischi naturali nelle regioni alpine) e copre quattro delle sei aree tematiche del CERC.

Per pianificare le misure di protezione dalle valanghe e valutarne l'effetto, la distribuzione dell'altezza della neve in alta montagna viene mappata con l'aiuto di droni e aerei. In collaborazione con le autorità cantonali e locali, abbiamo sviluppato un metodo che ricava la distribuzione della profondità della neve dalla differenza tra i modelli digitali della superficie innevata e quelli privi di neve.

Recenti disastri naturali come il Pizzo Cengalo (Cantone dei Grigioni) o Chamoli (India) hanno dimostrato quanto possa essere pericoloso il processo di transizione delle valanghe di roccia e ghiaccio in colate detritiche. Abbiamo sviluppato un modello matematico che tiene conto della fusione del ghiaccio, della transizione da solido a liquido e del trascinamento di depositi fortemente saturi. Il modello è ampiamente utilizzato a livello nazionale e internazionale, ad esempio in collaborazione con la DSC, il PNUD o l'UNESCO.

Sulla base dell'esperienza acquisita con il monitoraggio a lungo termine dei cambiamenti delle specie vegetali nelle regioni montane, abbiamo esteso questa attività a una ricerca più integrativa sugli ecosistemi, con particolare attenzione alla biodiversità animale, alle interazioni tra sotto e sopra il suolo e ai gradienti altitudinali attraverso i confini degli alberi. Inoltre, sono state rafforzate le attività con le autorità regionali (ad esempio, 100 anni di cambiamenti della flora nel Canton Grigioni).

Manteniamo una rete di monitoraggio a lungo termine del clima per il permafrost nelle Alpi svizzere come parte della Rete svizzera di monitoraggio del permafrost (PERMOS) e della Rete terrestre globale per il permafrost (GTN-P). Le caratteristiche del permafrost, tra cui la temperatura del suolo e la velocità del ghiacciaio a blocchi, sono tra le variabili climatiche essenziali (ECV) definite dalla Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC).