I laghi alle medie altitudini sono sotto pressione

I laghi sono soggetti a forti cicli stagionali. In molti laghi svizzeri ad altitudini medie e alte, l'acqua si mescola dalla superficie al fondo in primavera e in autunno. Questo scambio verticale influenza molti processi chimici ed ecologici. L'acqua superficiale ricca di ossigeno e povera di nutrienti si mescola con l'acqua povera di ossigeno e ricca di nutrienti del fondo del lago. Allo stesso tempo, la temperatura del lago è equilibrata su tutta la profondità. In inverno e in estate, tuttavia, l'acqua profonda è separata dai processi di superficie da una stratificazione stabile. Gli ecosistemi lacustri e l'intera rete alimentare, dal plancton ai pesci, sono adattati a queste fluttuazioni stagionali.

Il cambiamento climatico altera i cicli stagionali

Come mostra ora un nuovo studio su modelli informatici dell'istituto di ricerca sull'acqua Eawag, il cambiamento climatico sta avendo un effetto profondo su questi cicli nei laghi svizzeri. "La forza con cui la circolazione dei laghi reagisce al cambiamento climatico dipende in particolare dalla loro altitudine e dalle loro dimensioni. I laghi ad altitudini medie sono particolarmente sensibili", dice Love Råman Vinnå del dipartimento di ricerca sulle acque superficiali.

Per questo studio, un team di ricercatori guidato da Råman Vinnå ha esaminato 29 laghi svizzeri lungo un gradiente altitudinale da 193 m a 1797 m sul livello del mare. Hanno simulato i processi dinamici dei laghi con il modello fisico di lago unidimensionale Simstrat. Per la prima volta, Råman Vinnå e il suo team sono stati anche in grado di utilizzare i nuovi scenari climatici svizzeri (CH2018), che tengono conto della complessa topografia delle Alpi e quindi rappresentano il clima locale in modo più dettagliato. Gli effetti del cambiamento climatico sulla dinamica dei laghi possono quindi essere simulati più accuratamente che negli studi precedenti. Sono stati utilizzati tre scenari futuri: lo scenario peggiore presuppone emissioni di gas serra in continuo aumento, in uno scenario medio le emissioni raggiungono il picco intorno al 2050, e lo scenario più rigoroso limita il riscaldamento globale a 2° C.

La miscelazione dei laghi ad altitudini medie è fortemente cambiata

I risultati della simulazione dipingono un quadro chiaro: se il clima si riscalda di più di 2° C, molti laghi di media altitudine rischiano di perdere la loro copertura di ghiaccio nel corso del 21° secolo, come il Lac de Joux o il lago Klöntal. Meno ghiaccio significa un maggiore scambio verticale tra le acque superficiali e quelle profonde. Questo contrasta l'accumulo di stratificazione stabile in inverno e quindi ne accorcia la durata. In estate, invece, la durata della stratificazione stabile è prolungata, aumentando il rischio di carenza di ossigeno nelle acque profonde. La stratificazione più lunga in estate favorisce anche la crescita algale di cianobatteri tossici.

Alle medie altitudini, molti laghi potrebbero quindi passare da un regime di mescolamento dimittico con mescolamento biennale dell'acqua di fondo a un regime monomittico con un solo mescolamento all'anno. Questi spostamenti di regime hanno conseguenze fondamentali per l'immagazzinamento di calore dei laghi e per la distribuzione dell'ossigeno e dei nutrienti. Gli habitat di molti abitanti acquatici potrebbero cambiare considerevolmente quando l'acqua si riscalda dall'alto e l'ossigeno diventa scarso più in basso. "Ma se riusciamo a limitare il riscaldamento del clima, possiamo preservare la copertura di ghiaccio e quindi prevenire lo spostamento del regime di miscelazione per la maggior parte dei laghi", dice Råman Vinnå.

I laghi di montagna e i grandi laghi dell'altopiano centrale mantengono il loro regime di miscelazione

I laghi d'alta quota come il lago di St. Moritz a 1768 metri, d'altra parte, rimangono dimittici sotto tutti gli scenari climatici secondo lo studio del modello, almeno nel 21° secolo. È interessante notare che lì l'acqua del lago si riscalda più fortemente e la durata della copertura di ghiaccio e della stratificazione stabile si accorcia più rapidamente in inverno che ad altitudini inferiori. Tuttavia, è improbabile che il ribaltamento del lago si verifichi nel secolo in corso. Sui laghi d'alta quota, uno strato di ghiaccio continuerà a formarsi in inverno, in modo da mantenere una miscelazione verticale semestrale. I grandi laghi dell'altopiano svizzero, come il lago di Zurigo o il lago di Ginevra, che hanno già un regime monomittico, manterranno probabilmente i loro cicli di mescolamento secondo lo studio del modello.

"I laghi svizzeri cambieranno nel corso del 21° secolo a causa del cambiamento climatico. Tuttavia, il nostro studio mostra che la maggior parte degli impatti può essere limitata attraverso una protezione coerente del clima. Solo alcuni laghi passerebbero un punto critico e sperimenterebbero drastici cambiamenti nel loro funzionamento", dice Råman Vinnå.

Pubblicazione originale: Love Råman Vinnå et al. (2021): La vulnerabilità dei laghi ai cambiamenti climatici lungo un gradiente altitudinale Nature; Nature Communications Earth & Environment ; DOI: 10.1038/s43247-021-00106-w 

Fonte: Eawag