RELAZIONI TRA AMBIENTE PERIGLACIALE E AMBIENTE GLACIALE. IL CASO DI STUDIO DEL BACINO DELL'HOHSAND IN VAL FORMAZZA (ALPI LEPONTINE, ITALIA)

The present study has been carried out in the Hohsand basin (Lepontine Alps, Ossola Valley). In this area there is a storage pond (1.226 km2) which gathers the ablation waters of the glaciers situated within the site; the main glaciers are the North Sabbione Glacier (ca. 1.25 km2) and the South Sabbione Glacier (ca. 2.50 km2). High altitude areas in the Alps are characterised by the presence of glacial and periglacial environment, which are currently susceptible to significant transformation. In effect, the climatic conditions are the major cause of the reduction of glaciers and modification of the alpine landscape. Climatological, geomorphological and permafrost modelling studies have been conducted in order to understand the relationships between periglacial and glacial processes, especially to study the relationships among atmosphere, geosphere and cryosphere. In the first part of the study, a literature research has been carried out for the definition of geological, climatic and glacial characteristics of the Ossola Valley and the Hohsand basin. Climate data recorded by two weather stations, located in the study area (¿Sabbione¿ and ¿Formazza¿ stations), have been analysed. The results have been related to the previous studies available for the Ossola Valley in order to understand the climatic conditions of the analysed area, to analyse the morpho-climatic evolution of the basin and to investigate the existence of conditions necessary to development of cryotic processes. A detailed geomorphological map (scale 1:10000) and a glacial deposits map have been created from the aerial photographic interpretation of multitemporal images and digital orthoimages (from 1955 to 2010). Moreover, field surveys have been conducted (during the summer 2012) with the aim to identify micromorphological forms resulting from cryotic remodelling processes on deposits (e.g. patterned ground, cryoturbation, etc.). Furthermore, the model PERMACLIM has been implemented in a plug-in in open GIS (QGIS software), developed especially for this thesis and now available for future applications to the scientific community. This model uses as input data a Digital Terrain Model (DTM), climate data (air temperatures and distribution of snow - the latter assessed by analysis of Landsat satellite data) and characteristics of the snowpack deriving from field measurements (sensible heat derived from literature data and thermal snow conductivity calculated from snow density measurements). In order to analyse the genetic connotation of the periglacial forms observed on the field, indirect data on the distribution of permafrost derived from models PERMAROCK, APMOD (APIM - PermaNET) and Permafrost map of Switzerland (BAFU) have been considered. Synthetically, the results of this thesis are: - climatic study of the Hohsand basin; - advancement of knowledge on the distribution of periglacial forms and cryotic processes in the basin, in relation to the evolution of glaciation; - achievement of a geomorphological map and glacial deposits map of the study area; - implementation of the permafrost model PERMACLIM in a plug-in in open GIS software; - understand the quality of the dataset of input parameters for the application of permafrost distribution model applied in this study. This study is particularly interesting to understand the possible consequences of the evolution of the glaciers on the high altitude alpine areas.

La presente tesi ha per oggetto lo studio delle relazioni tra ambiente glaciale e periglaciale nel bacino dell'Hohsand in Val Formazza (Val d'Ossola, Alpi Lepontine). I processi glaciali e periglaciali contraddistinguono i settori d'alta quota del paesaggio alpino, come quello analizzato in questa tesi, che sono attualmente in fase di sensibile trasformazione. Infatti, le condizioni climatiche in atto sono la principale causa della riduzione delle masse glaciali e sono alla base delle consistenti modificazioni nell'assetto geomorfologico dei territori montani, per opera di processi di modellamento che coinvolgono ammassi rocciosi e depositi detritici. Nella prima parte dello studio è stata eseguita una ricerca di dati in letteratura per la definizione di un quadro descrittivo generale della Val d'Ossola e in particolare del bacino del Sabbione (assetto geologico, climatico e glacialismo). Fondamentale, al fine della costruzione di una base conoscitiva delle dinamiche morfo-evolutive dell'area, è stata la ricostruzione dell'evoluzione dei ghiacciai, concentrando le ricerche sui dati posteriori al termine della LIA (Little Ice Age). La seconda parte del lavoro è consistita nell'analisi dei dati climatici registrati da due stazioni meteorologiche di montagna della Val Formazza, ubicate nell'area di studio (stazioni Sabbione e Formazza). In seguito è stata svolta un'analisi statistica dei dati ottenuti e dei risultati di altre ricerche climatiche in Val d'Ossola. Tali studi sono stati condotti allo scopo di caratterizzare dal punto di vista climatico la zona oggetto di studio, analizzare l'evoluzione morfo-climatica del bacino e verificare l'esistenza di condizioni adatte allo sviluppo di processi criotici. Successivamente, è stata condotta l'analisi geomorfologica (da fotointerpretazione e rilievo sul campo), con la realizzazione di una carta geomorfologica alla scala 1:10000 e una carta dei depositi glaciali. Fase successiva del lavoro è stata l'implementazione in ambiente GIS (QuantumGIS) del modello di distribuzione del permafrost PERMACLIM, al fine di creare un PLUG-IN in software open source, disponibile liberamente per future applicazioni da parte della comunità scientifica. Inoltre, sono stati analizzati qualitativamente e quantitativamente i data input disponibili per la corretta applicazione del modello, utilizzando anche dati satellitari (Landsat). Infine, si è deciso di utilizzare dati indiretti sulla distribuzione del permafrost estrapolati dai modelli PERMAROCK, APMOD (APIM) e Carta della distribuzione del permafrost svizzera (BAFU). In questo modo è stato possibile giungere ad una ragionevole discriminazione tra forme indicatrici di permafrost e forme endemiche dell'ambiente periglaciale localizzate in settori in cui il permafrost è poco probabile o assente. I risultati di questa tesi sono quindi: - analisi climatica dell'area di studio; - approfondimento delle conoscenze sulla distribuzione delle forme periglaciali e dei processi criotici nel bacino analizzato, in relazione all'evoluzione del glacialismo, tramite la realizzazione di una carta geomorfologica e una carta dei depositi glaciali; - implementazione del modello PERMACLIM in ambiente GIS (open source); - valutazione della qualità del dataset di parametri in input nel modello implementato. Tale studio risulta di particolare interesse per comprendere le possibili conseguenze sul paesaggio alpino dell'evoluzione dei ghiacciai e delle aree di futura deglaciazione.