Effetti sul bilancio idrico del suolo di esposizione e pendenza: dati di montagna confrontati con GIS e codice SNOWPACK

In this thesis we've analysed the influence of aspect and slope, on snow cover and subsequent melting of the snowpack, and soil moisture. Therefore, ground measures have been taken at the experimental weather station of Gimillan (Cogne, AO), then compared with a whole preceding snowmelt database during different months of the year, in order to quantify the influence of time variability of solar radiation. Afterwards different sun exposures and slopes of this site and of three other stations of the Aosta Valley Functional Center have been represented in a typical alpine valley between 1500m and 2300m of altitude. As the Functional Center stations are instrumented to get only some of our interest meteorological variables, part of the thesis is dedicated to the implementation of the evaluating method of atmospheric humidity hourly values, as well as of sun radiation. The former is estimated by the algorithm of Montana University MTCLIM model and the FAO Paper 56 procedure, while the second one using GRASS GIS r.sun model, which allows exploiting morphological data on the different sites. The experimental data, partly detected and partly evaluated in the Cogne Valley sites, have been exploited to analyse five snowfall events and the following snowmelt between 2010 and 2017, in order to compare the data with the simulation model SNOWPACK results. It is the reference model for the snow cover dynamics on the whole Alps. SNOWPACK is actually a software conceived in 1999 by the Switzerland Federal Institute based in Davos after an intense avalanches period, which is able to reproduce snow mantle natural evolution in all his physical characteristics. SNOWPACK outputs have been namely compared with data about of sun radiation, snow depth, air temperature and ground surface temperature, both in each site and comparing the different sites. Finally, run off software results has been compared with soil moisture and ground temperature values measured at the two stations where they are monitored continuously (Gimillan and Valnontey).

Nella presente tesi si è analizzata l'influenza di esposizione e pendenza sulle dinamiche di copertura e fusione della neve, nonché sul contenuto idrico della superficie del suolo. Sono state quindi svolte misure sul terreno presso la stazione meteorologica sperimentale di Gimillan (Cogne, Ao), poi confrontate con un database di misure precedenti, in modo da avere una casistica di eventi di fusione della neve in diversi mesi dell'anno, quindi con valori di radiazione solare ben diversificati. In seguito le varie esposizioni e pendenze di tale punto di misura e delle altre tre stazioni nivo-meteorologiche del Centro Funzionale della Valle d'Aosta si son trovate rappresentate in una tipica valle alpina a quote comprese fra i 1500 e i 2300 metri di altitudine. Essendo le stazioni del Centro Funzionale non strumentate per misurare solo una parte dei tutti i parametri meteorologici di interesse, parte della tesi ha riguardato l'implementazione di un metodo di stima di valori orari di umidità atmosferica e di radiazione solare. La prima viene stimata tramite algoritmi del modello MTCLIM dell'Università del Montana e la procedura indicata nel Paper 56 della FAO, mentre la seconda con l'utilizzo del modulo r.sun di GRASS GIS, che permette di utilizzare i dati morfologici nei siti delle stazioni. I dati sperimentali, in parte rilevati e in parte quindi stimati, nelle diverse stazioni della Valle di Cogne, sono stati utilizzati per analizzare l'andamento di cinque nevicate e la successiva fusione del manto nevoso tra il 2010 e il 2017, in modo da operare poi un confronto con i dati stimati dal modello di simulazione SNOWPACK, modello che fa da riferimento per la simulazione del manto nevoso sull'intero arco alpino. SNOWPACK è infatti un software che riproduce la naturale evoluzione del manto nevoso in tutte le sue caratteristiche fisiche, ideato nel 1999 dall'Istituto Federale Svizzero per la ricerca su neve e valanghe di Davos in seguito ad un intenso periodo di valanghe. Gli output ottenuti tramite SNOWPACK sono stati confrontati con i valori misurati di radiazione solare, altezza del manto nevoso, temperatura dell'aria e della superficie del suolo, sia a livello di singola stazione, sia operando un confronto tra le diverse stazioni di Cogne. Infine, l'output di run off prodotto dal software è stato confrontato con i valori di contenuto volumetrico d'acqua e di temperatura del suolo delle due stazioni ove vengono monitorati in continuo (Gimillan e Valnontey).