Le ondate di calore nei fiumi aumentano quattro volte più velocemente di quelle atmosferiche

Come ben sanno gli abitanti di Saragozza, Orense e, in misura minore, Siviglia, e chiunque viva nelle vicinanze, quando il caldo colpisce, il fiume funge da rifugio climatico. Tuttavia, le cose stanno iniziando a cambiare. Studiando l'impatto delle ondate di calore dal 1980 su oltre 1.400 fiumi, i ricercatori americani hanno scoperto che questi eventi estremi stanno aumentando a un ritmo quattro volte superiore a quello atmosferico. Il lavoro, pubblicato sulla rivista PNAS , si basa su dati provenienti dagli Stati Uniti, ma gli esperti europei ritengono che il fenomeno sia globale. L'impatto di queste ondate non rimane limitato al fiume.

Le ondate di calore stanno diventando più frequenti, intense e durature . Allo stesso tempo, gli scienziati stanno confermando che il cambiamento climatico sta riscaldando grandi masse d'acqua, come gli oceani . Ma cosa succede ai fiumi durante un'ondata di calore? In linea di principio, questi corsi d'acqua, alimentati dallo scioglimento delle nevi o da afflussi sotterranei, tamponano la temperatura delle loro immediate vicinanze. Anche nell'attuale contesto di riscaldamento globale, vengono descritti come isole climatiche o rifugi. Ma i dati contraddicono queste ipotesi.

"I fiumi mescolano costantemente calore attraverso l'acqua in movimento. Questa miscelazione attenua i picchi di temperatura, quindi i fiumi in genere non si riscaldano tanto quanto l'aria circostante", afferma il professore della Pennsylvania State University e coautore di questa ricerca. "Ma il rovescio della medaglia è che una volta che un fiume si riscalda, l'intero sistema tende a rimanere caldo, prolungando la durata dell'ondata di calore", aggiunge Li, a capo di un laboratorio che studia lo stato dei sistemi acquatici . Questo è il primo risultato ottenuto dalle misurazioni della temperatura di 1.471 corsi d'acqua dolce negli Stati Uniti.

Nello specifico, tra il 1980 e il 2022, la durata delle ondate di calore atmosferiche convenzionali è aumentata fino a una media di quattro giorni. Ma nei fiumi, gli eventi termici estremi durano ora in media 7,2 giorni. "L'acqua ha una memoria termica maggiore dell'aria. Ciò significa che una volta che un fiume si riscalda, tende a rimanere caldo per giorni perché l'acqua trattiene il calore. L'aria, d'altra parte, può riscaldarsi e raffreddarsi rapidamente da un giorno all'altro", spiega Li.

La stragrande maggioranza degli abitanti dei fiumi, in particolare i pesci, è ectotermica , ovvero a sangue freddo . E anche gli abitanti delle acque fredde. Nell'emisfero settentrionale, specie elementari come la trota iniziano a soffrire di stress termico a temperature dell'acqua di 15 °C. Gli autori hanno fissato la soglia per lo stress termico critico a 20 °C. Dal 1980, il numero di giorni con temperature superiori a queste è aumentato in media di 11,6 giorni, sebbene in alcuni bacini, come quello degli Appalachi, sia ora di 13,8. In totale, gli episodi di stress termico sono aumentati nell'82% dei fiumi, raggiungendo il livello critico nel 74% di essi.

Oltre alla durata, come quella estremamente lunga che ha colpito gran parte della Spagna quest'estate, le ondate di calore hanno altre due dimensioni rilevanti: l'intensità e la frequenza. Qui, i fiumi devono ancora eguagliare il calore atmosferico: gli eventi estremi non sono così torridi in acqua (un aumento di 2,6 °C rispetto ai 7,7 °C esterni) né così frequenti (2,3 ondate all'anno, rispetto a 4,6). Ma in entrambi i casi, il divario si sta riducendo, poiché crescono (anche in durata) da due a quattro volte più velocemente di quelle atmosferiche.

In linea di principio, la causa principale del peggioramento delle ondate di calore nei fiumi sarebbe la stessa delle ondate d'aria: il cambiamento climatico . Tuttavia, la rete idrografica ha i suoi fattori, anch'essi legati al clima: "Le falde acquifere fredde o lo scioglimento delle nevi possono contribuire ad attutire l'impatto dell'aria calda", sottolinea il ricercatore. Il problema è che nevica sempre meno frequentemente. Inoltre, anche lo sfruttamento eccessivo delle falde acquifere non aiuta. "Con la diminuzione della copertura nevosa e degli apporti di acque sotterranee, a causa del cambiamento climatico, i fiumi non riescono a raffreddarsi altrettanto rapidamente", conclude Li.

Ci sono altri fattori umani che influenzano il riscaldamento dei fiumi. Uno di questi sono le dighe, che prolungano la durata degli estremi termici. Gli autori dello studio lo hanno confermato collegando un numero maggiore di bacini artificiali e barriere in determinati bacini alla durata di questi eventi. L'altro fattore, questa volta mitigante, è l'agricoltura. "Ha mitigato le ondate di calore ripariali attraverso aria e acqua più fredde grazie all'irrigazione, come indicato dalla tendenza al ribasso nella frequenza, durata e intensità delle ondate di calore ripariali nelle aree coltivate", afferma Kayalvizhi Sadayappan, coautore dello studio, in una nota della Pennsylvania State University. Ciò implica che il progressivo abbandono dei terreni agricoli (molto meno negli Stati Uniti che in Europa) potrebbe amplificare l'impatto del calore sui sistemi fluviali.

Sadayappan e Li hanno potuto studiare la situazione dei fiumi americani perché l' U.S. Geological Survey registra la temperatura della rete fluviale del Paese da decenni. Ma sono convinti che le ondate di calore fluviali siano in aumento in tutto il mondo. In Europa non esiste un database unico, né un'unica rete di monitoraggio per i suoi fiumi, ma esistono alcuni studi parziali che seguono una linea simile.

Alcuni anni fa, ricercatori italiani, olandesi e svizzeri hanno studiato lo stress termico subito da 19 fiumi svizzeri durante le tre ondate di calore più intense che l'Europa centrale abbia mai registrato dall'inizio delle rilevazioni: quelle del 2003, 2006 e 2015. Lo studio è stato pubblicato nel 2018 , quindi non include le ondate più recenti, che le hanno superate quasi tutte. La peggiore si è verificata tra fine luglio e metà agosto 2003, causando nella sola Spagna migliaia di morti . Lo studio mostra come i fiumi di pianura abbiano perso buona parte della loro portata d'acqua, ma non quelli alimentati dalla neve, che, sciogliendosi rapidamente, ha avuto l'effetto opposto. L'aspetto peggiore è stata la deviazione termica osservata. Nunzio Seviglia, ricercatore del Politecnico Federale Svizzero di Zurigo, la stima in "quasi quattro gradi" rispetto alla media registrata dal 1984.

L'impatto delle ondate di calore fluviali non colpisce gli esseri umani, almeno non direttamente. È la vita del fiume a soffrirne. Uno studio sulle popolazioni di molluschi nella Saona (Francia) mostra come diverse specie del genere Pisidium , minuscole vongole, siano praticamente scomparse dopo l'estate del 2003. Più di un decennio dopo, nel 2015 , un nuovo censimento in vari punti lungo il fiume ha mostrato che non si erano ancora riprese. Ma al di là di qualche vongola in meno, Seviglia ricorda le conclusioni del suo lavoro sui fiumi svizzeri: "L'effetto di un'ondata di calore estrema come perturbazione a impulsi ha una maggiore probabilità di causare un cambiamento nello stato degli ecosistemi, fornendo loro l'impulso per oltrepassare le soglie ecologiche verso stati ecosistemici nuovi e potenzialmente irreversibili".

Luz Boyero, ricercatrice e co-responsabile del Gruppo di Ecologia Fluviale presso l'Università dei Paesi Baschi, non ha studiato le ondate di calore in sé, ma piuttosto l'impatto del calore estremo sul ciclo vitale del fiume : la decomposizione della materia organica. Per Boyero, che considera i risultati ottenuti dai suoi colleghi americani "generalizzabili e globali", l'aspetto interessante del loro lavoro è che "nel caso dei fiumi o degli ecosistemi acquatici in generale, oltre al cambiamento climatico in sé , le modifiche umane, come le dighe, svolgono un ruolo importante nelle ondate di alte temperature".

In un esperimento con foglie di tre specie raccolte sulle rive del fiume Agüera (Cantabria e Vizcaya), il gruppo di Boyero le ha esposte a temperature fino a 40º per vedere come il calore in eccesso influisse sia sulla velocità che sulla qualità del processo di decomposizione dei loro nutrienti essenziali, che sono alla base degli organismi detritivori (per detrito), che a loro volta sono fondamentali per altri organismi che servono da cibo per pesci più piccoli che, a loro volta, danno vita a pesci più grandi che...