Le proprietà della neve influiscono sulla dinamica delle valanghe

In tutto il mondo, le valanghe di neve minacciano numerose regioni montane abitate. Persino una valanga di piccole dimensioni può minacciare le vie di comunicazione, danneggiare beni o addirittura mettere in pericolo la vita di persone. Le valanghe sono caratterizzate da vari regimi di flusso: da quelli delle valanghe polverose a quelli delle valanghe bagnate. La manifestazione di uno o dell’altro regime di flusso sembra dipendere in gran parte dalle proprietà della neve nella zona di distacco e lungo la traiettoria della valanga: un’ipotesi che tuttavia sino ad oggi non era ancora stata provata scientificamente.

La temperatura della neve influisce sulla velocità

L’obiettivo di questa tesi di dottorato svolta nel quadro del progetto STRADA è quello di associare le proprietà della neve alla struttura interna granulosa delle valanghe e quindi alla loro dinamica di flusso. In una prima fase abbiamo rilevato i parametri del manto nevoso che determinano sino a quale distanza e con quale velocità si muove la valanga. A tal fine abbiamo scelto dalla banca dati del sito sperimentale della Vallée de la Sionne cinque valanghe con dimensioni iniziali e topografia simili, ma con dinamiche di flusso differenti. Per ciascuna di esse abbiamo poi ricostruito le proprietà della neve con l’aiuto del modello tridimensionale superficiale Alpine3D e del modello del manto nevoso SNOWPACK. I dati delle valanghe prese in esame hanno dimostrato che la massa finale di neve della valanga dipende in larga misura dalla massa di neve erosa raccolta lungo il percorso e determina anche la distanza raggiunta dalla valanga. Essa non ha tuttavia alcuna influenza sulla velocità nel fronte di distacco. Il principale fattore responsabile della velocità nel fronte di distacco e delle strutture di deposito delle valanga si è dimostrato essere la temperatura della neve, che determina anche lo sviluppo o meno di una nuvola di polvere. Il valore critico che causa un cambiamento della dinamica di flusso è stato da noi individuato in una temperatura della neve scorrevole di -2°C.

Per poter determinare con più precisione la temperatura della neve scorrevole e valutare da dove arriva l’energia termica presente in una valanga, in una fase successiva abbiamo svolto degli esperimenti sul campo con valanghe artificiali. I profili di temperatura della neve rilevati manualmente lungo il percorso e nell’area di deposito hanno consentito di quantificare la temperatura degli strati di neve erosi lungo il percorso. Grazie alla termografia a raggi infrarossi (IRT) siamo inoltre stati in grado di valutare la temperatura superficiale della neve prima, durante e dopo la discesa di una valanga con un’elevata risoluzione spaziale. Questa serie di dati ci ha consentito di calcolare il bilancio termico di una valanga dal momento del distacco al deposito. Durante questi calcoli abbiamo constatato che le valanghe asciutte prese in esame si riscaldavano di circa 0,5 °C per ogni 100 metri di altitudine. La seconda principale fonte di energia termica si è rivelata essere l'erosione di neve più calda lungo il percorso della valanga. In questo caso il riscaldamento si differenziava nettamente nelle singole valanghe in funzione della temperatura della neve lungo il percorso e della profondità di erosione. Il margine di oscillazione variava da un riscaldamento praticamente nullo sino a 1 °C, considerando che le temperature più alte venivano rilevate nei depositi della massa scorrevole di una valanga.

La struttura granulare della neve trasportata da una valanga varia nettamente soprattutto quando la temperatura della neve scorrevole si avvicina al punto di fusione. Per scoprire quanto questa struttura dipenda effettivamente dalla temperatura, abbiamo svolto una serie di esperimenti con una comune betoniera con velocità di rotazione costante, ma con temperatura della neve e tenore in acqua variabili. Dagli esperimenti è emerso che i granuli si formavano solo quando la neve aveva una temperatura superiore a -1 °C.