Impatto dei cambiamenti climatici sugli allagamenti in aree urbane - Development of Hydrodynamic Models for integrated river basin mAnagement

Le attività di ricerca sono orientate a diversi ambiti di interesse pratico che comportano l’accoppiamento di analisi climatiche e modellistica degli allagamenti in aree urbane. Da un lato, l’attenzione è rivolta ad approcci basati su un intero ensemble di proiezioni climatiche (riflettendo l'uso di un ampio insieme di esperimenti climatici derivati da diversi GCM/ESM accoppiati con diversi RCM sotto diversi scenari RCP), dove i singoli membri sono stati considerati equiprobabili. L'obiettivo principale della ricerca è quello di comprendere come la variabilità nell'input delle precipitazioni si propagasse all'interno del sistema e si riflettesse sull'ambiente urbano e sui relativi sottosistemi.

Workflow e modellistica utilizzata. Il modulo Clima (in azzurro) identifica gli scenari di pioggia utilizzati come input per il modulo Inondazione (in verde), i cui risultati vengono usati per valutare metriche, modelli e indicatori selezionati nel modulo Rischio (in giallo). I risultati delle singole fasi possono essere utilizzati per mappare e visualizzare la propagazione della variabilità: ogni linea del grafico radar rappresenta gli esiti di ciascuna simulazione, partendo dall’intensità della pioggia fino alla stima del rischio.
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Esempio di output per il caso studio del quartiere Fuorigrotta, Napoli (Italia). Mappe di pericolosità per lo scenario T2/RCP 8.5 della proiezione climatica n.13: modello di pericolosità basato sulla portata unitaria (in alto), modello di pericolosità basato sulla profondità dell’acqua (al centro), modello di pericolosità basato sull’energia totale (in basso).
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Propagazione della variabilità nelle proiezioni climatiche attraverso l’approccio modellistico sviluppato per la valutazione degli impatti per tutti gli scenari simulati. Ogni linea rappresenta una singola simulazione, partendo dall’intensità delle precipitazioni (asse verticale), proseguendo in senso orario attraverso le caratteristiche grezze dell’alluvione e terminando con i risultati del modello di pericolosità. Tutte le variabili sono normalizzate rispetto ai corrispondenti valori di riferimento. Le simulazioni di riferimento sono rappresentate da cerchi neri con valori unitari per tutte le variabili normalizzate.
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Successivamente si è spostato il focus sullo sviluppo di approcci “bottom-up”, in cui la componente di modellazione delle inondazioni simula gli impatti delle inondazioni dovuti a eventi di pioggia estrema associati a determinati livelli di probabilità nelle condizioni climatiche attuali, mentre la componente di modellazione del cambiamento climatico assegna nuove frequenze a quegli eventi tenendo conto degli effetti dei cambiamenti climatici.

Workflow dell’approccio proposto per l’analisi degli scenari. La caratteristica “bottom-up” consiste nel fatto che il cambiamento climatico non viene utilizzato come input per l’alluvione, ma è considerato solo nell’analisi dei risultati della modellazione delle alluvioni.
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Approccio “bottom-up” per l’analisi degli scenari, contrapposto ai più comuni approcci “top-down”. Secondo la visione bottom-up, la stima del cambiamento climatico viene effettuata successivamente alla modellazione delle alluvioni. Inoltre, le analisi risultano semplificate poiché vengono eseguite solo simulazioni di alluvione sotto scenari climatici attuali.
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Flood Area Index (FAI) e Runoff Volume Index (RVI) in condizioni di picco per tutti gli scenari di precipitazione, sia in condizioni climatiche osservate che future.
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*Esempio di output prodotto dalla metodologia sviluppata.*

Altri istituti coinvolti nella ricerca:

Regional Models and geo-Hydrological Impacts Division, Fondazione Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici, Caserta, Italy;
Department of Civil, Architectural and Environmental Engineering, University of Naples “Federico II”, Italy