L’erosione del suolo e il cambiamento climatico in Italia: il contributo dei dati e dell’infrastruttura del servizio Copernicus Climate Change su erosività e perdita di suolo

Il progetto SOIL EROSION è un Caso Dimostratore del Servizio Copernicus sui Cambiamenti Climatici (Copernicus Climate Change Service, C3S), parte del programma Copernicus per l’Osservazione della Terra e attuato da European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) per conto della Commissione Europea. Il progetto rilascerà un’Applicazione Web in grado di fornire, per l’Italia, stime sull’erosività e sulla conseguente perdita di suolo indotte dalle piogge, sotto il regime climatico sia attuale che futuro nel medio e lungo termine. Tali stime sono basate su informazioni territoriali e sui dati climatici dal Climate Data Store (CDS) del C3S, elaborati nel corso nel progetto per essere utilizzati nell’approccio empirico Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), che combina l’effetto dell’erosività della pioggia con la suscettibilità del suolo all’erosione, quest’ultima funzione sia delle proprietà intrinseche del terreno e dell’assetto topografico (considerati invariabili) sia della copertura del suolo incluse le pratiche di gestione, su cui l’intervento antropico può avere un ruolo chiave.

Chiara Cagnazzo manager del Sectoral Information System del Copernicus Climate Change Service dell’ECMWF, spiega: “C3S è uno dei sei servizi di Copernicus e mira a dare informazioni sul clima e sui cambiamenti climatici per supportare le decisioni politiche di adattamento e mitigazione. Al cuore del C3S, vi è il Climate Data Store (CDS), una grande infrastruttura che ospita una varierà di dati (si parla di petabyte di dati) di diversa natura e tipologia. Questa grande quantità di dati può essere gestita ed è possibile operare direttamente sui dati attraverso un software che lavorando direttamente sul dato permette di estrarre un’informazione finale: il CDS si presenta come un catalogo di dati, presentato in maniera abbastanza semplice e piuttosto coerente”. “Al C3S ci occupiamo e siamo interessati a dare informazioni in diversi settori. Questo significa partire dal dato climatico e costruire una serie di strumenti che permettano di agire direttamente sul dato e poi settore per settore, è possibile costruire specifici prodotti, indicatori o ulteriori strumenti software”, continua l’esperta.

“Il C3S Demo Case ha lo scopo di promuovere e stimolare idee innovative e creative per dimostrare il potenziale del Climate Data Store in modo da costruire applicazioni molto differenti downstream ma anche ampliare l’utenza e raggiungere comunità più ampie”, conclude Cagnazzo.

Monia Santini (Fondazione CMCC) spiega perché è stata scelta l’erosione del suolo nel Demo Case: “Il suolo è un elemento che fa da intermediario in molti processi, naturali e non, e le dinamiche che lo coinvolgono interessano diversi settori del programma Copernicus. L’erosione del suolo riduce lo spessore e quindi la fertilità dei suoli destinati all’agricoltura, può causare danni fisici alle coltivazioni, può causare il degrado dei corpi idrici e quindi può minacciare le attività economiche relative a questi corpi idrici, può minacciare anche la salute umana e animale per una contaminazione delle acque. Le infrastrutture e i trasporti possono essere interessati negativamente dall’erosione a causa della sedimentazione di bacini ma anche della sedimentazione nei porti, nei fondali marini o anche per l’ostruzione di strade e canali di drenaggio. Anche il settore delle assicurazioni può essere interessato per il recupero dei costi dovuti ai danni. Anche il settore delle foreste può essere interessato perché una buona gestione forestale, soprattutto nei periodi post incendio, può avere un grosso impatto sull’erosione del suolo”.

“L’erosione del suolo può essere dovuta a diverse cause: pioggia, vento, scioglimento di neve e ghiacciai. Le stime ci dicono che più del 75% dell’erosione è dovuto alla pioggia e si stima che il potenziale produttivo del suolo subisca una perdita fino al 10% entro il 2050. Il suolo è una risorsa estremamente a rischio perché il tasso di erosione è molto più elevato tasso di formazione. Le strategie di riduzione dell’erosione possono avere un ruolo fondamentale nelle azioni integrate per combattere i cambiamenti climatici, sia dal punto di vista della mitigazione che dell’adattamento. L’azione di riduzione dell’erosione del suolo può avere benefici che riguardano i servizi ecosistemici (habitat, qualità dell’aria, qualità e quantità dell’acqua) ma anche a livello degli obiettivi di sviluppo sostenibile (sicurezza alimentare, vita sulla Terra), obiettivi relativi alla povertà, alla sostenibilità in generale, alle azioni climatiche e infine anche alla salute e al benessere umano”, continua l’esperta.

“Per il nostro Demo Case abbiamo scelto di lavorare sull’erosione dovuta alle piogge e sull’Italia, in quanto nel nostro Paese, le superfici esposte ad erosione idrica sono più del doppio delle superfici interessate da erosione di altro tipo. L’Italia rappresenta quasi il 25% delle terre erose in Europa, il 42% se guardiamo solo i terreni agricoli. Questo si riflette in circa il 50% dei costi di produzione delle colture, l’85% dei costi netti del settore agricolo, il 24% dei costi interni di prodotto interno lordo rispetto ai costi europei. Il Demo Case si base su RUSLE, un modello empirico per quantificare l’erosione potenziale del suolo dovuta alle piogge”, spiega Santini. Questa equazione include 4 fattori di suscettibilità del suolo all’erosione che “vengono combinati con il fattore scatenante, ossia l’erosività della pioggia (fattore r). Si tratta di fare una media sul lungo termine dell’erosività degli eventi erosivi che ci sono in un anno e quindi fare una media su più anni dell’erosività degli eventi erosivi che fanno parte del periodo di riferimento. Per ogni evento erosivo, viene considerata l’intensità della pioggia e il cumulato di pioggia e poi viene sommata l’erosività dei vari intervalli dell’evento, anche durante l’anno”, spiega Santini.

Il periodo di analisi scelto è stato 1981-2010 e sono stati definiti i potenziali periodi futuri di maggiore interesse per i decisori politici (ossia nel breve termine 2021-2050 e nel lungo termine 2051-2080). “Abbiamo deciso di fornire un’analisi per il futuro sotto diversi scenari di concentrazione di gas serra RCP (2.6, 4.5 e 8.5) e aggiungere anche indicatori considerati proxy, cioè buoni rappresentanti dell’erosività della pioggia”, conclude Santini.

Guido Rianna (Fondazione CMCC) illustra i 3 prodotti: “I 3 prodotti principali sviluppati e rilasciati nelle prossime settimane saranno: il dataset “Soil erosion indicators for Italy, l’applicazione di base “Soil Erosion Explorer for Italy”, l’applicazione avanzata “What-if analysis tool for soil erosion in Italy”. Una volta approvati, saranno inclusi e liberamente disponibili nel Climate Data Store. Il dataset “Soil erosion indicators for Italy” include diverse tipologie di dati: 6 indicatori di precipitazione, fattore r, perdita di suolo. L’Applicazione “Soil Erosion Explorer for Italy” è un visualizzatore di mappe e statistiche spaziali di perdita del suolo ed erosività della pioggia per unità territoriali selezionate dell’utente, sia sul periodo di riferimento presente che per i due periodi futuri sotto diversi scenari di concentrazione. È sufficiente selezionare la variabile, selezionare lo scenario e selezionare l’area d’interesse. Per selezionare l’area di interesse è possibile navigare su una live map: incrementando lo zoom, sarà possibile visualizzare via via le diverse unità territoriali a più grande risoluzione. Viene restituita una mappa di dettaglio per i diversi periodi e i diversi scenari e soprattutto la distribuzione spaziale del dato”.

“L’applicazione avanzata “What-if analysis tool for soil erosion in Italy” permette un’analisi di scenario per stimare come la variazione nella gestione del suolo può influenzare la quantità di perdita di suolo. Viene utilizzata l’equazione RUSLE e in più permettiamo all’utente di agire per l’analisi di scenario su due fattori: il fattore c (cover and management, in particolare seminativi) e il fattore p (pratiche di conservazione)”, conclude Rianna.