ProgettodiInteressestrategico–PNR2011-2013

NEXTDATA

Responsabilescientificodelprogetto:AntonelloProvenzale,CNR-IGG

Coordinamentoamministrativo:EnricoBrugnoli,CNR-DTA

DESCRIZIONEDELPROGETTO

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Partnerdelprogetto

ConsiglioNazionaledelleRicerche:Dip.ScienzedelSistemaTerraeTecnologieperl'Ambiente(DTA)

IstitutodiScienzedell'AtmosferaedelClima(ISAC)IstitutodiGeoscienzeeGeorisorse(IGG)

Istitutoperl'AmbienteMarinoCostiero(IAMC)Istitutosull'InquinamentoAtmosferico(IIA)

IstitutodiRicercaperlaProtezioneIdrogeologica(IRPI)IstitutoperlaDinamicadeiProcessiAmbientali(IDPA)IstitutodiBiologiaAgroambientaleeForestale(IBAF)IstitutodiMetodologieperl'AnalisiAmbientale(IMAA)

IstitutoperloStudiodegliEcosistemi(ISE)IstitutoperilRilevamentoElettromagneticodell'Ambiente(IREA)

UniversitàdiMilanoBicocca,

DipartimentodiScienzedell'AmbienteedelTerritorioediScienzedellaTerra

UniversitàdiPisa-DipartimentodiScienzedellaTerra

FondazioneCMCCCentroEuro-MediterraneosuiCambiamentiClimatici

IstitutoNazionalediGeofisicaeVulcanologia

ENEA-Agenzianazionaleperlenuovetecnologie,l'energia

elosviluppoeconomicosostenibile

UniversitàdiTorino,DipartimentodiFisica,DipartimentodiScienzedellaTerra,NatRiskPolitecnicodiTorino,DIST,DIATI

UniversitàdiPadova,DipartimentodiTerritorioeSistemiAgro-ForestaliUniversitàdellaTuscia,DIBAF

UniversitàdelMolise,DipartimentodiBioscienzeeTerritorioUniversitàdiParma,DipartimentodiBioscienze

UniversitàdiVenezia,DipartimentodiScienzeAmbientali,InformaticaeStatistica

CINECA,Bologna,Roma

ARPAValled'Aosta

FondazioneCIMA,Savona

ComitatoGlaciologicoItaliano

ParcoNazionaleGranParadiso

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Indice1.NextData:Sinossidelprogetto____________________________________________________________ 5

2.Contributodelprogettoaprogrammiinternazionali_________________________________ 7

3.BasiscientifichedelprogettoNextData_________________________________________________ 8

4.NextData:temichiave(GrandChallenges)etipologiedidati_______________________ 11

5.Lareteosservativadifondoperilmonitoraggioclimatico-ambientale___________ 13

6.Integrazionefradatiinsitu,osservazionisatellitariesimulazioninumeriche__ 15

7.NextData:organizzazionedelprogetto__________________________________________________ 16

8.NextData:principalirisultatiattesi(highlights)_______________________________________ 18

9.ProgrammadilavoroedescrizionedeiWorkPackages_____________________________ 21

10.Organizzazioneefruibilitàdeidatiedeirisultati.PortaleGeneraleeraccordoconGEO/GEOSS_________________________________________

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11.NextData:cronoprogramma____________________________________________________________ 43

12.ContributodeiprecedentiProgettiSpeciali__________________________________________ 44

13.Sviluppistrumentalietrasferimentotecnologico___________________________________ 46

14.Analisiesuperamentodelmismatchclima-impatto________________________________ 48

15.Ilproblemadegliindicatoriedeimonitoraggibiologici____________________________ 49

16.Esempiodiusodeidati/risultatisullerisorseidriche:modellisticadellarispostadeighiacciaialpini_______________________________________

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17.Esempidiusodeidati/risultatisuecosistemiebiodiversità:(a)modellisticadeicambiamentidellabiodiversitàanimale______________________(b)impattodellavariabilitàclimaticaedellaconcentrazionediozonosuspecievegetali_____________________________________________________________________

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18.Esempidiusodeidati/ricostruzioniclimatiche:curvedendroclimatiche(1610-2008AD)etemperatureestivesulleAlpiinepocapre-strumentale_____

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19.Attivitàdiformazione____________________________________________________________________ 57

20.Attivitàdidivulgazioneerestituzionedeirisultati__________________________________ 58

21.Impattosociale/utilitàsocialedeirisultatidelprogettoNextData_______________ 60

22.ProspettivefuturedelprogettoNextData_____________________________________________ 63

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1.NextData:sinossidelprogettoLeregionimontanefornisconoserviziambientali(ecosistemici,idrici,culturaliedeconomici)essenziali per le società umane, particolarmente in aree a orografia complessa come ilterritorioitaliano.Inparticolare,lemontagnesonoserbatoicrucialidirisorseidricheperlezone circostanti e racchiudono un patrimonio unico di ecosistemi specializzati e ricchi dibiodiversità. E' importante ricordare che ciò che avviene inmontagna non è confinato allezoned'altaquotamainfluenzadirettamenteilbenesseredegliecosisteminaturalieagricoliedelleattivitàumanelocalizzatepiùavalle.Tuttavia, le montagne sono fortemente sensibili ai cambiamenti climatici e di uso delterritorioesonoambientifragilicherisentonopesantementedelleconseguenzenegativedeicambiamenti globali, con il rischio di perdita dei servizi ambientali che attualmenteforniscono.Perquestimotivi,ènecessariosviluppareunaconoscenzaesaustivadellostatoedeicambiamenti,attualiepassati,delleregionimontaneitaliane,perpermetterelosviluppodipolitichedigestioneeconservazionebasatesullaconoscenza.Il Progetto di Interesse NextData ha lo scopo di fornire informazioni quantitative sullostato e sui cambiamenti climatici e ambientalipassati, presenti e futurinelle regionimontane italiane e più in generale sulle ricostruzioni del clima del passato nelterritorio italiano, favorendo un accesso libero e facilitato ai dati, ai risultati e alleconoscenzeprodotte.L'approcciomultidisciplinarecombinamonitoraggi incampo,usodidatisatellitari,ricostruzioniclimatichepergliscorsimillenniesimulazioninumerichedelclimaedellecondizioniambientalinellemontagneitalianeperiprossimidecenni.Unobiettivorilevanteèl’implementazionediunaRete integrataclimaticadialtaquotanellemontagneitaliane.Ilprogettofocalizzaleattivitàsutretemichiave("GrandChallenges"):1.Monitoraggio delle condizioni meteo-climatiche e ambientali, degli ecosistemi e dellerisorseidricheedeicambiamentiattualmenteincorsonell'ambientemontano.

2. RicostruzionedellavariabilitàclimaticaeambientaleinItalianegliultimimillenni.3. Realizzazionediscenarifuturiadaltarisoluzioneperlecondizioniclimaticheeambientalinelleareemontaneitaliane.

Letipologiedidati/informazioniconsiderateriguardano(i)lecondizionimeteo-climaticheelacomposizionedell'atmosfera,(ii)lostatoeicambiamentidellerisorseidrichesuperficialiesotterranee e delle risorse della criosfera (ghiacciai, copertura nevosa), e (iii) lo stato e icambiamenti degli ecosistemi e della biodiversità montana in Italia. Il progetto forniràinformazioniquantitativee coerenti sullo statoe sui cambiamentipassati,presentiefuturidellecondizioniclimatiche,dellerisorseidricheedegliecosisteminaturalinelleareemontaneitalianeeunaricostruzionedellecondizioniclimatichepassateinItalia.Idati,leinformazionieirisultatiottenutisarannoresiapertamenteefacilmenteaccessibili(openacces)medianteunsistemadiarchivitematicieunportalegeneraledelprogetto,inpienasintoniaconl'approccioidealeetecnologicodelGrouponEarthObservations(GEO),cuil'ItaliacontribuiscefortementeancheattraversoilprogettoNextData.GliarchivieiportalisarannomantenutisuiserverdiEntidiRicercaeIstituzionipubbliche,chenegarantisconola continuità anche dopo il termine del progetto, evitando così il rischio, purtroppocomuneamoltiprogetti,didisperdereilpatrimoniodiinformazioniraccolte.

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Unrisultato importantedelprogettoNextDataèche,per laprimavolta inItalia,conquestoprogettolacomunitàdimodellisticaclimaticasiècoordinataperottenereefornirerisultaticoerentiecompatibili,ingradodicompletarsifraloroediessereutilizzatiinmodointegratoper la stima degli impatti dei cambiamenti climatici, rafforzando l'intero sistema nazionaledellaricercasulclima. Inoltre, ilprogettohafavorito,dinuovoper laprimavolta,unaforteintegrazione fra le comunità di modellistica e di monitoraggio, permettendo di validare imodellimedianteidatiosservativiediinserireidatiosservativinelcontestopiùampiodellaricerca sul clima. La costruzione di una comunità integrata di modellistica emonitoraggio climatico a suavolta comportaunamaggiore competitivitàdel sistemadelle ricerca italiano in ambito internazionale, per esempio con il rafforzamento dellapartecipazionequalificataaiprogettieuropeieilcontributoaprogrammiinternazionaliqualiGEO,BelmontForum,FutureEarth,WMO,Copernicus,ealtri.AuspichiamochelacomunitàdiricercaformatasiconilprogettoNextDatapossatrovare,alterminedelprogetto,continuitàeulterioresviluppoinappositeInfrastrutturediRicerca,nazionaliedeuropee.Da un punto di vista concettuale, il progetto NextData espande le nostre conoscenza sulladinamica del clima e dei sistemi a terra (risorse idriche, ecosistemi) che risentono deicambiamenti climatici, favorendo l'integrazione fra aspetti di osservazione emonitoraggioeaspettimodellistici eportandoallo sviluppodinuove conoscenze sulSistema Terra. Il progetto NextData stimola la ricerca sul clima e sul Sistema Terra e siconcentrasull'ambientemontanovistocomeunsistemacomplessoincuigeosferaebiosferainteragisconostrettamente,attraversolamediazionefondamentaledell'acquaintuttelesueforme. Finora,sono stati pubblicati 81 articoli scientifici su riviste internazionali conreferee,chetestimonianoilruolodiinnovazionescientificagiocatodalprogetto.Ilprogettohasvoltounaintensaattivitàdi formazione,checontinueràfinoaltermine,cheincludel'attivazionedi5borsedidottoratoe38fraAssegnidiRicercaeBorsediStudio.Sonostateorganizzateduescuoleestiveinternazionaliesvoltelezionisuitemidelprogettoindiversescuoleestiveecorsididottorato.Poiché laricercanonavviene inmodoavulsodalcontestosocialeedeconomico, ilprogettoNextData ha svolto una intensa opera di "restituzione" ai cittadini dei risultati ottenuti,medianteattività di divulgazione e disseminazione. E' stato realizzato un documentariosugli ecosistemimontani, è stato curato un volume sui cambiamenti climatici e sono statetenuteconferenzepubbliche indiversicontesti,èstatarealizzataunamostra fotograficasuilaghi d'alta quota del Parco Nazionale Gran Paradiso. Per la continuazione del progetto èprevista l'organizzazione di una grande mostra fotografica sugli ecosistemi montani, larealizzazionediunglossariodeiterminiimportantinellaricercasulclimaesugliimpattideicambiamentiglobalielapreparazionediunvolumefinalecheillustriirisultatidelprogetto.Daunpuntodivistaorganizzativo,ilprogetto,acausadicriticitàamministrative,hasubitounritardodiquasitreanni(2014-2016)duranteiqualinonsonostatierogatifinanziamenti.Lacomunità scientifica organizzata intorno al progetto ha continuato a lavorare anche inquestoperiodoutilizzandorisorseinterne,pernoninterrompereleattivitàdiricerca,perilgrande entusiasmo verso il progetto, il primo del suo genere in Italia, e per mantenere ilcontributo italiano alle iniziative internazionali sopra citate. Vi è quindi la volontà diespandere le conoscenze scientifiche e di osservazione al di là della semplice risposta allerichiesteprogettuali.Perconcludereinmodoadeguatoleattivitàdiricerca,vienerichiestaunaprorogadelleattivitàprogettuali,portandolaconclusionedelprogettoNextDataal31dicembre2018.

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2.ContributodelprogettoaprogrammiinternazionaliLeattivitàdelprogettoNextData sostengono il contributo italianoallegrandi tematichedelProgramma Quadro Europeo Horizon 2020, alle priorità strategiche del WMO e dellaEuropeanEnvironmentAgency,esonoinlineaconlariconosciutanecessitàdiaumentarelaconoscenza della risposta degli ambienti montani europei ai cambiamenti climatici eambientali.Leosservazioniin-situdicomposizionedell'atmosferarappresentanouncontributoitalianoalprogrammaGlobalAtmosphereWatchdellaWorldMeteorologicalOrganization (GAW-WMO)attraverso leattivitàcondottepressounaretediOsservatori climaticidistribuitasulterritorio nazionale. L’Osservatorio climatico CNRdiMonte Cimone (unica stazione globaleGAW in Italia) è parte integrante diACTRIS-RI, Infrastruttura di Ricerca Europea ESFRI aguida italiana. NextData permetterà di rafforzare la rete degli Osservatori climatici sulterritorionazionale,supportandoCopernicusel'infrastrutturaeuropeaICOS-RI.Nell'ambitodeglistudisulclimadelMareMediterraneo,NextDatacontribuiscealprogrammaCopernicus ed in particolare alCopernicus Marine Environment Service. Contribuisce alsottoprogetto PALEOMEX-MISTRAL (Paleo Mediterranean Experiment) e al progetto ERCTIMED:Testing theroleofMediterranean thermohalinecirculationasasensorof transientclimateeventsandshakerofNorthAtlanticCirculation.IdaticriosfericicontribuisconoaprogrammiinternazionaliqualiilWorldGlacierInventory(WGI)eilWorldGlacierMonitoringService(WGMS),mentreidatiidrologici(disuperficieerelativialleacquesotterranee)sonoinseritinelleattivitàdellaEuropeanClimateResearchAlliance (ECRA), specialmente nel Collaborative Program "Changes in the HydrologicalCycle", e dellaERA-NET sui Climate Services (ERA4CS). NextData contribuisce aHyMex-MISTRAL(HYdrologicalcycleintheMediterraneanEXperiment)eallaCollaborativeAction"MountainsasSentinelsofChange"delBelmontForum,coordinatadaNSFeCNR.I dati relativi agli ecosistemi e alla biodiversità montana sono un essenziale contributoitaliano all'International Long-Term Ecological Research Network (ILTER) a alla suaversioneeuropea,LTER-Europe.Lemisurediflussidicarboniosonoinseriteneiprogrammiinternazionali Fluxnet e ICOS. Il progetto NextData costituisce un importante contributoitaliano al progetto europeo H2020 "ECOPOTENTIAL: Improving Future EcosystemBenefits through Earth Observations" (2015-2019, 47 partner), coordinato dal CNR ededicato alla stima dei cambiamenti nei servizi ecosistemici nelle aree protette europeemediantel'utilizzodidatisatellitarieinsitu.NextDataestendequesteattivitàaunpiùampioinsiemediareeprotetteitaliane.Il progetto NextData è strettamente legato a Group on Earth Observations (GEO) econtribuisceallarealizzazionedelGlobalEarthObservationsSystemofSystems(GEOSS);il portale generale diNextData sarà compatibile e armonico con i portali di GEO.NextDatacontribuisce alle attività delle GEO Initiatives "GEO GNOME: The GEO Global Network forObservationsandinformationinMountainEnvironments","GEOECO:TheGEOInitiativeforGlobalEcosystemMonitoring"e"GEOBON:TheGlobalBiodiversityObservationNetwork".NextDataavràstretticontatticonlaEuropeanSpaceAgency(ESA),perottimizzarel'usodiprodottisatellitaridiultimagenerazione(Sentinel)perlostudiodell'ambientemontano.

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3.BasiscientifichedelprogettoNextDataLemontagnerivestonounruolocrucialenelladinamicadelclima,dellerisorseidriche,degliecosistemiedellasocietà:ciòcheavvieneinmontagnanonèconfinatonellezoned'altaquotae influenza inmoltimodi il benessere degli ambienti, degli ecosistemi naturali e agricoli edelleattivitàumaneavalledellezonemontane.QuestofattoèparticolarmenteimportanteinItalia, caratterizzata da orografia estremamente complessa e dalla rilevanza delle zonemontane per tutto il territorio nazionale. L’intera catena alpina, e specificamente il settoreitaliano,sitrovaall’internodiunadellemaggioriareeindustrializzatedelPianeta,subendonegli impatti diretti e indiretti.Le montagne sono in grado di fornire servizi ambientali(ecosistemicieidrici)fondamentaliperlesocietàumane,chesonooggimessiarischiodaglieffettipotenzialmentenegativideicambiamentiglobali.Le fluttuazioni e i cambiamenti del clima, in particolare, non sono distribuiti in modoomogeneosulnostropianeta.Questaosservazionehaportatoalladefinizionedeglihotspotdellavariabilitàclimatica,definiticomeleregionidoveicambiamentiattesisonopiùintensiei loro effetti più significativi1. Un hot spot cruciale, non localizzato in una specifica areageograficama definito dalle sue caratteristiche fisiche ed ambientali, è rappresentato dalleregionimontaned'altaquota2.Conaspettichepercertiversiricordano l'ambienteartico, leregionimontane sono soggette a un riscaldamento che è spessopiù intensodi quello delleregioni circostanti, a una rapida fusione dei ghiacciai, a significativi cambiamenti del cicloidrologico e a crescenti minacce per gli ecosistemi e la biodiversità montana. Per la lorosensibilitàaicambiamenticlimatici,leregionimontanesonostatedefinitele"sentinelledelcambiamento climatico" e sono spesso caratterizzate dal fenomeno detto ElevationDependent Warming, che causa un'amplificazione del riscaldamento globale alle quotemaggiori3.Inmolti casi, lezonemontaneagisconodaveriepropriserbatoi di risorse idricheper leregionicircostantieicambiamentinelcicloidrologicomontanopossonoavereconseguenzesignificative per la vita delle popolazioni che da queste risorse dipendono. I possibilicambiamentidellerisorseidrichemontanesonomolteplicieincludonosiaacquesuperficialisiaacquesotterranee(acquiferi), semprepiù importantiper l'approvvigionamentodiacquapotabile e di risorse idriche per l'agricoltura. L'analisi dell'importanza delle zonemontanecome"serbatorid'acqua"perleregioniavallehaindicatochetuttoilnord-ovestelaregionepeninsularedell'Italiadipendonoinmodorilevantedallerisorseidrichegenerateinambientemontano(rispettivamente,Alpinord-occidentalieAppennino)4.Particolarmente importanterisulta, per le Alpi, la stima quantitativa delle condizioni attuali delle risorse glaciali e laproiezionedellaloroevoluzionefutura5.

1M.Turco,E.Palazzi,J.vonHardenberg,A.Provenzale,Observedclimatechangehotspots.GeophysicalResearchLetters42,doi:10.1002/2015GL063891(2015).2M.Beniston,Climaticchangeinmountainregions:areviewofpossibleimpacts.ClimaticChange59,5-31(2003).3MRI-EDWInitiative,Elevation-dependentwarminginmountainregionsoftheworld.NatureClimateChange5,doi:10.1038/NCLIMATE2563(2015).4D.Vivirolietal.,Climatechangeandmountainwaterresources:overviewandrecommendationsforresearch,managementandpolicy.Hydrol.EarthSyst.Sci.15,471-504(2011).5M.Chiarle,G.Nigrelli,A.Provenzale,ASystemforAssessingthePast,PresentandFutureofGlacialResources.EngineeringGeologyforSocietyandTerritory1,69-72(2014).

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Gli ecosistemi d'alta quota sono caratterizzati dalla presenza di endemismi e di specieadattate alle difficili condizioni delle montagne e possono essere fortemente influenzatidall'aumentodelletemperatureedaicambiamentinelregimeidrico.Gliambientimontani,acausa dell'eterogeneità delle loro caratteristiche, generano un mosaico di habitat lungo ilgradiente altitudinale che genera un alto livello di biodiversità6. Allo stesso tempo, glihabitatmontani ospitano alcuni dei più rari e fragili ecosistemi delmondo. Le popolazionivegetalieanimalichevivonoallealtequotesonospessoridotteeisolate,compostedaspecieadattateallebassetemperature,conlimitatacapacitàdidispersioneepossonoquindiandareincontroadegradoosparizione.Adesempio,l'aumentodelletemperaturehaindottoalcunespeciemontaneaspostarsiversoquotepiùelevate,nell'analogomontanodellospostamentoverso ilNorddidiversespeciedell'emisferoboreale7.Analogamente, l'immissionedi speciealloctone ha, in alcuni casi, modificato pesantemente gli ecosistemimontani8. Osservazionicontinuativesulungoperiodoinregionimontanepermettonoinoltredianalizzarelarispostadegli ecosistemi montani alle pressioni dirette o indirette legate alla modificazione dellacomposizionedell’atmosfera9.Pergliecosistemimontani,risultainfinecrucialequantificareipossibili cambiamentinei flussidi acquae carbonio fra suolo, vegetazionee atmosfera,perstimarelemodificheambientaliindottedalriscaldamentoglobaleedaicambiamentinell'usodelterritorio.Le montagne sono osservatori privilegiati per il monitoraggio del clima e dellacomposizione dell'atmosfera: per la comprensione degli effetti che le variazioni dellacomposizionedell'atmosferahannosulclima,sononecessarieosservazionidielevataqualità(nel rispetto di standard internazionali) e di lungo periodo in aree rappresentative delsistema climatico. Le aree montane e remote costituiscono piattaforme straordinarie permonitorareicambiamenticlimaticiefornireinformazioni(real-timeedelayeddatadelivery,earlywarning). Lemontagne sonoareenormalmente consideratenon contaminate epuliteper quel che riguarda l’inquinamento atmosferico, perché si trovano lontane dalle sorgentiprincipalidiinquinanti.Perquestomotivolemisuredicomposticlima-alterantieinquinantieseguite inquesteregionipossonocaratterizzare lostatodellacomposizionedell’atmosferasuampiescalespaziali(comeavvieneadesempiopressogliOsservatoridiMaunaLoa-USA,Jungfraujoch-CH,MonteWaliguan-RPC,MonteCimone-I,tuttestazioniglobaliGAW-WMO).I dati raccolti sono essenziali per caratterizzare i trend su lungo periodo e l’occorrenza dieventi“acuti”,fornendounabasedidatiperlavalutazionedimodellidichimicaetrasportoedi prodotti satellitari. Infatti, quando si presentano condizioni meteorologiche favorevoli,qualibrezzadivalle, innalzamentodellostratodirimescolamento, trasportidimassed’ariaregionaliotransfrontalieri,elevateconcentrazionidiinquinantiantropiciocompostinaturali(es. aerosol minerale, ceneri vulcaniche) possono raggiungere le montagne10. Ne sono un

6R.Viterbietal.,PatternsofbiodiversityinthenorthwesternItalianAlps:amulti-taxaapproach.CommunityEcology14,18-30(2013).7C.Parmesan,Ecologicalandevolutionaryresponsestorecentclimatechange.Annu.Rev.Ecol.Evol.Syst.37,637–669(2006).8U.Magnea,R.Sciascia,F.Paparella,R.Tiberti,A.Provenzale,Amodelforhigh-altitudealpinelakeecosystemsandtheeffectofintroducedfish.Ecol.Modelling251,211-220(2013).9T.Abelietal.,Responseofalpineplantflowerproductiontotemperatureandsnowcoverfluctuationatthespeciesrangeboundary,PlantEcology213(1),1-13(2012).10P.Cristofanellietal.,Long-termsurfaceozonevariabilityatMt.CimoneWMO/GAWglobalstation(2165ma.s.l.,Italy).Atmos.Environ.101,23-33(2012).

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esempioglieventiditrasportodaldesertodelSaharaversol’areaalpinaeappenninica11odaregionialtamente inquinatedell’Europaverso leAlpio dal sudAsiaverso l’Himalaya12.Lemontagnerappresentanodunqueun"sensoredinamiconaturale"privilegiatoperlostudiodei cambiamenti climatici e ambientali, e a loro volta vanno studiate e monitorate con isensoritecnologiciimplementatidalprogettoNextData.Infine,leareemontanesonoscrignidiinformazioniperlaricostruzionedelle fluttuazioniclimatichenel passato: icarotaggideighiacciaimontani, l'analisideglianellideglialberi, icarotaggi nelle torbiere e nei sedimenti dei laghi montani, lo studio e l'identificazione deipolliniconservatineisedimenticontinentali13omarini14edeiTephravulcanicidalaghid'altaquotaincentro-sudItaliaodasedimentimarini,sonotutteprimariesorgentidiinformazionesulla variabilità del clima negli ultimi secoli o millenni, di essenziale importanza percaratterizzare le variazioni climatiche naturali con cui confrontare in modo corretto icambiamenti legati all'attività umana diretta osservati negli ultimi decenni (immissione dicomposticlima-alterantiinatmosfera,inquinamento,cambiamentinell'usodelterritorio).Perottenere ricostruzioni climatiche di valore generale, è necessario non limitarsi al soloambiente montano ma combinare i dati e i risultati provenienti da tutti gli archivi(proxy)disponibili,siamontani,siacontinentali,siamarini.Aquestoproposito,lastrettarelazioneclimaticaesistentetraatmosferaemare,evidenteinmodoparticolarmentefortenelsistema mediterraneo, sarà investigata attraverso l’integrazione di dati paleoclimaticimontani,didatiprovenientidallapiattaformacontinentaleitalianaedaricostruzioni/rianalisidella circolazione e caratteristiche del mare Mediterraneo, al fine di ottenere un quadrocompletodellavariabilitàclimaticapassatanelterritorioitaliano.Combinando in modo integrato monitoraggio, ricostruzioni climatiche e modellistica, ilprogetto NextData contribuirà in modo sostanziale allo sviluppo di nuove conoscenzesull'ambiente montano e sulla variabilità climatica, approfondendo la visione degliambientimontanicomesistemidinamicicomplessi,particolarmentesensibiliaicambiamentiglobali,dovegeosferaebiosferainteragisconoinmodostrettoelecaratteristicheestremedelterritorio rendono tali interazioni particolarmente significative. La comprensione delledinamicheclimaticheinambientiestremi,comel'altamontagnaol'Artico,èoggiunodeitemichiavedellaricercasulclimaesuicambiamenticlimatici,cuiNextDatacontribuisceinmodospecificoediretto.

11P.Bonasonietal.,Aerosol-ozonecorrelationsduringdusttransportepisodes.Atmos.Chem.Phys.,4,1201–1215,(2004).12P.Cristofanellietal.Transportofshort-livedclimateforcers/pollutants(SLCF/P)totheHimalayasduringtheSouthAsiansummermonsoononset.EnvironmentalResearchLett.9,084005(2013).13D.Magrietal.,HolocenedynamicsoftreetaxapopulationsinItaly.ReviewofPalaeobotanyandPalynology,10.1016/j.revpalbo.2014.08.012(2014).14MargaritelliG.,VallefuocoM.,DiRitaF.,CapotondiL.,BellucciL.G.,InsingaD.D.,PetrosinoP.,BonomoS.,CachoI.,CascellaA.,FerraroL.,FlorindoF.,LubrittoC.,LurcockP.C.,MagriD.,PelosiN.,RettoriR.,LirerF.,(2016).MarineresponsetoclimatechangesduringthelastfivemillenniainthecentralMediterraneanSea.GlobalandPlanetaryChange.142,53-72.doi:10.1016/j.gloplacha.2016.04.007.

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4.NextData:temichiave(GrandChallenges)etipologiedidatiIl Progetto NextData è dedicato alla stima dei cambiamenti presenti, passati e futuridell'ambientemontanoitaliano,focalizzandoleattivitàsutreaspettiprincipali(figura1):

Figura1.Schemaconcettualedeitemichiave("GrandChallenges")delProgettoNextData.1. Il presente: quantificazionedello statoattuale edei cambiamenti in corsonell'ambientemontano italiano, considerando le condizioni meteo-climatiche e di composizionedell'atmosfera, lo stato delle risorse idriche (superficiali, sotterranee e criosferiche) e lostato degli ecosistemimontani. Questa parte è basata sul recupero dei dati esistenti, sulmantenimento delle misure ottenute grazie all’implementazione della Rete integrataclimatica di alta quota, un’unicità a livello europeo, da campagne ad hoc oltre all'uso einterpretazione dei dati satellitari. Ciò permetterà di costruire una base di dati coerente ecoordinatasull'ambientemontanoitaliano,disponibileattraversounsistemadiarchivididatidifacileconsultazionecollegatiadunportalegeneralediaccesso.Idatisarannolabaseperleanalisistatistiche,l'interpretazioneclimatologicaeambientaleelosviluppodellamodellisticaprevisionale. Essi potranno essere usati anche per la verifica di prodotti da satellite e lavalidazione dei modelli di simulazione. Particolare importanza avrà la parte dideterminazionedell'incertezzaedistimadellaqualitàeaffidabilitàdeidati.2.Ilpassato:ricostruzionedellecondizioniclimaticheinItalianegliultimiduemillenni,conparticolareattenzionealleareemontaneeintegrandolenecessarieinformazioniprovenienti

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dai dati di carotaggi sedimentari marini e ricostruzioni/rianalisi delle condizioni del MareMediterraneo,generandoundatabasecheincludainmodointegratouninsiemedidatiproxy(dativicarianti),provenientidaarchivicontinentaliemontani(carotaggiglaciali,lacustrieditorbiera,distribuzionedeipollini,dendrocronologie),dall'analisideisedimentimariniestrattidalla piattaforma continentale, dalle cronologie dei Tephra e dalla ricostruzione dellacircolazione mediterranea, dalla modellistica delle condizioni climatiche e ambientali nelpassato.Questeattività fornirannounquadrocompletoe innovativo, finoramancante,dellavariabilità climatica e ambientale in Italia negli ultimi millenni, su cui proiettare icambiamentiincorsoeattesiperilfuturo.3. Il futuro: sviluppo di simulazioni numeriche per la stima delle condizioni climatiche eambientali delle regionimontane italiane nei prossimi decenni. Queste attività faranno usodelle simulazioni globali e regionali esistenti, specificandole per le aree montane italianemediante lo sviluppo e l'implementazione di tecniche di downscaling dell'informazioneclimatica e lo sviluppo di modelli di impatto della variabilità climatica e ambientale sullerisorse idriche e sugli ecosistemimontani, per stimare i potenziali cambiamenti futuri neiserviziecosistemicieidrologicifornitidalleareemontane.LeattivitàdelprogettoNextDatafocalizzanol'attenzionesutretipologiediinformazioni/datidiparticolareinteressesociale,economicoeambientale:lecondizionimeteoclimaticheedicomposizione dell'atmosfera, lo stato delle risorse idriche e del ciclo idrologico, e lostatodegliecosistemiedellabiodiversitàmontana.Lafigura2illustraschematicamenteiltipodidatidiinteresseperilprogetto.

Figura2.TipologiedidatiesistemidiinteresseperilprogettoNextData

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5.Lareteosservativadifondoperilmonitoraggioclimatico-ambientale

Il progetto NextData contribuirà alla costruzione di una rete osservativa climatica in areemontane e remote, costituita da un insieme di stazioni di monitoraggio quantitativo dellecondizioni meteo-climatiche e di composizione dell'atmosfera. La rete delle stazioniclimatiche per ilmonitoraggio di fondo della composizione dell’atmosfera è composta da 5osservatori climatici di alta quota: Monte Cimone (unica stazione globale WMO/GAW sulterritorio nazionale; 2165 m), Plateau Rosa (stazione regionale WMO/GAW, 3480 m), ColMargherita(2550m),MontePortella(2912m),MonteCurcio(stazioneregionaleWMO/GAW,1763 m). Ad essi, si aggiungono gli osservatori remoti di Capo Granitola e Lampedusa(entrambistazioniregionaliWMO/GAW).Lafigura3riportal'ubicazionedellestazionidellareteelaTabella1riportalecaratteristichedellestazioni.

Figura 3. Ubicazione e aspetto delle stazioni appartenenti alla rete osservativa di fondo per ilmonitoraggioclimatico-ambientale supportatadalprogettoNextData.Lecaratteristiche tecnichedellestazioniedeglistrumentisonoriportateinTabella1.

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Tabella1.Caratteristichedellestazionicomponentilareteosservativadifondoperilmonitoraggioclimatico-ambientale.InverdelestazionichefannopartedelprogettoNextData.

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6.Integrazionefradatiinsitu,osservazionisatellitariesimulazioninumeriche

Il progettoNextData affronta la tematicadei cambiamenti dell'ambientemontano emarinomediante l'integrazionedelle informazioniprovenientidadati insitu (monitoraggi,datidaretidistazioniecampagnedimisuraadhoc),osservazionisatellitari(includendoidatideinuovisatellitiSentineldellaEuropeanSpaceAgency)esimulazioninumeriche.Seguendol'approcciodelprogettoeuropeoH2020"ECOPOTENTIAL"(coordinatodalCNR),lelineediricercadefinitedallaComunitàEuropeanelprogrammaHorizon2020,isuggerimentielerichiesteprovenientidalprogrammaeuropeoCopernicus, lenuovelineedisviluppodelGrouponEarthObservationssullanecessitàdicomplementaredatisatellitariedatialsuolo,NextData focalizzerà l'attenzione principalmente sui dati in situ come strumento per ilcompletamentoevalidazionedell'informazioneprodottadaidatisatellitari,alfinediottenereunquadrocoerentedeicambiamentiincorsonelleareemontaneitaliane.Iprodottisatellitari,sviluppatidaterzepartioduranteilprogettoECOPOTENTIAL,sarannoparzialmente sviluppati anche nell'ambito di NextData e saranno utilizzati per definire almeglio,concoperturageograficapiùampia, lecaratteristichedellacoperturanevosaedellerisorse glacializzate nelle montagne italiane, la copertura e composizione vegetazionale, icambiamenti nelle caratteristiche del territorio e l'umidità e temperatura superficiale delsuolo.TalisviluppiavverrannoinsinergiaconlaEuropeanSpaceAgencyeconipartnerdeiprogettieuropeichestannolavorandosutalitematiche.Lesimulazioninumeriche,inclusiirisultatidelleproceduredidownscaling,sarannovalidatesu dati in situ e su osservazioni satellitari, e i modelli di impatto su risorse idriche edecosistemisarannovalidatisuidatidisponibiliesarannoingradodiincluderel'informazioneprovenientedaidatiinsituedalleosservazionisatellitari.In questo modo, NextData produrrà un insieme coerente e armonico di approcci aicambiamentidell'ambientemontanoingradodiutilizzarealmeglioidati,leosservazionieleinformazionidisponibili, generandounametodologia esportabile adaltri contesti geograficie/oambientali.

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7.NextData:organizzazionedelprogettoIl progetto NextData organizza le sue attività in un insieme di Work Package (WP) checontribuisconoallarealizzazionedeitemichiavi illustratiprecedentemente.QuestiWPsonoorganizzatiindueSottoprogetti(SP):•IlSottoprogetto1(SP1)èdedicatoallaraccolta,misura,validazioneecontrollodiqualitàdeidati descritti nella figura 4 (dati meteo-climatici, sulla composizione dell'atmosfera, sullerisorse idriche, su ecosistemi e biodiversità, osservazioni satellitari). I dati provengonoprincipalmentedamisureinsitu,completatedaosservazionisatellitariquandoappropriato.•IlSottoprogetto2(SP2)èdedicatoall'analisie interpretazionedeidati,allacostruzionediarchivi e data base e alla loro armonizzazione, alle simulazioni numeriche, allo sviluppo dimodellidiimpattosurisorseidricheedecosistemieallarealizzazionediproiezionifuture.

Figura4.OrganizzazionedelprogettoNextDatainWorkPackage(WP)eSottoprogetti.IcolorideiWPsiriferiscono alle tre Grand Challenge del progetto: in azzurro il monitoraggio delle condizioni e deicambiamenti in corso; in verde la ricostruzione delle condizioni negli ultimi duemillenni; in giallo leproiezionifuture.IlSottoprogetto1sioccupadellaraccoltaemisuradeidatiosservativi,delcontrollodiqualitàdeidatiedellavalidazionedellemisure.IlSottoprogetto2sioccupadell'armonizzazionedeidati,della costruzione di archivi e data base, dell'analisi e interpretazione dei dati, delle simulazioninumericheedelleproiezionifuture.LeattivitàdeiProgettiSpeciali,attivatiinseguitoaibandipubblicidifine2012einizio2013,sonooraincorporateearmonizzateconleattivitàdeiWorkPackage.

1.1Sistemaosserva.voclima.coinaltaquotaestazioniGAW-WMO

2.1Archividellere.dimonitoraggiomontano

2.2Archividellaricostruzione/rianalisi

inMediterraneo

1.2RisorseidrichesoAerraneeinambientemontanoepedemontano

1.6Risorsecriosferichemontane

1.7Ecosistemimontaniebiodiversità

2.5Proiezioniclima.chefutureinregionimontane

1.3Ricostruzione/rianalisidellacircolazioneinMediterraneo

1.4Da.paleoclima.cidaregionimontaneecon.nentali

1.5Da.paleoclima.cidacarotaggisedimentaridipiaAaforma

con.nentale

2.3Archivideida.paleoclima.cidaregionimontaneecon.nentali

2.6Proiezionifuturesurisorseidricheed

ecosistemimontani

2.7Po

rtalegene

ralediaccessoaida.

eairisulta.

SoAoprogeAo1

SoAop

rogeAo2

2.4Archivideida.paleoclima.cidasedimen.marini

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La figura4 illustra lo schemadeiWPedei due Sottoprogetti,mentre laTabella 2 riporta iresponsabilideiWPedeiSottoprogetti.

Coordinatore scientifico del progetto (coordinamento, disseminazione): Antonello Provenzale (CNR-IGG)

Coordinatore amministrativo del progetto: Enrico Brugnoli (CNR-DTA)

Responsabili dei Sottoprogetti:

Sottoprogetto1: Carlo Baroni (DST, Università di Pisa) Sottoprogetto2: Elisa Palazzi (CNR-ISAC)

Responsabili dei Work Package:

WP1.1 Paolo Cristofanelli (CNR-ISAC) WP1.2 Marco Doveri (CNR-IGG) WP1.3 Nadia Pinardi (INGV) WP1.4 Valter Maggi (DISAT-UNIMIB) WP1.5 Fabrizio Lirer (CNR-IAMC) WP1.6 Carlo Baroni (DST, Università di Pisa) WP1.7 Giorgio Matteucci (CNR-ISAFOM)

WP2.1 (ad interim) Antonello Provenzale (CNR-IGG) e Stefano Nativi (CNR-IGG) WP2.2 Claudia Fratianni (INGV) WP2.3 Mattia De Amicis (DISAT-UNIMIB) WP2.4 Luciana Ferraro (CNR-IAMC) WP2.5 Silvio Gualdi (Fondazione CMCC) WP2.6 Elisa Palazzi (CNR-ISAC) WP2.7 Stefano Nativi (CNR-IIA)

Comitato Esecutivo del progetto:

Antonello Provenzale (CNR-IGG, Coordinatore scientifico), Enrico Brugnoli (CNR-DTA, Coordinatore amministrativo),

Carlo Baroni (DST, Università di Pisa, responsabile Sottoprogetto 1), Elisa Palazzi (CNR-ISAC, responsabile Sottoprogetto 2),

Silvio Gualdi (Fondazione CMCC), Nadia Pinardi (INGV),Valter Maggi (DISAT, Università Milano Bicocca)

Tabella 2: Organigramma del progetto NextData. Il Coordinatore scientifico, il Coordinatore amministrativo, i responsabili di Sottoprogetto, il rappresentante della Fondazione CMCC, il rappresentante di INGV e il rappresentante dell'Università Milano Bicocca costituiscono il Comitato Esecutivo del progetto che supporta, con ruolo consultivo, l'attività del Coordinatore scientifico.

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8.NextData:principalirisultatiattesi(highlights)Lecaratteristichespecifichedellezonemontane,descrittenelprecedentecapitolo,richiedonoun'attenzione particolare almonitoraggio e allamodellistica dei complessi processimeteo-climatici, idrologici, ecologici e ambientali che caratterizzano le aree d'alta quota.L'attenzionedelprogettosaràprincipalmenterivoltaalleareemontaneitaliane.1.Temachiave:Monitoraggiodellecondizioniattualiedeicambiamentiincorsodellecondizioni meteo-climatiche, di composizione dell'atmosfera, delle risorse idriche,degliecosistemiedellabiodiversitànelleareemontaneitaliane.Le attività di monitoraggio sono dedicate alla caratterizzazione dello stato presente delsistemaclimaticoedell'ambienteinregionimontaneeincludono:Datimeteo-climatici(a) quantificazionedellavariabilitàdellacomposizionedell’atmosfera(compostiinquinantie

clima-alteranti,sivedaTabella1perl'elencodeicompostimisurati),inregionimontaneitaliane. L’attività è condotta presso l’Osservatorio climatico di Monte Cimone, unica“StazioneGlobale”GAW-WMOepressolaretedistazionidifondosulterritorionazionale.

(b) implementazione della Rete integrata climatica di alta quota nelle regioni montaneitaliane,partendodallestazioniGAWnazionali;

(c) stimadelfenomenodiElevationDependentWarmingnelleregionimontaneitaliane;(d) ricostruzione della climatologia della temperatura e della precipitazione a risoluzione

spazialedi1kmperleregioniitalianeconaltitudinemaggioredi1500metri;Risorseidriche(e) misureesistematizzazionedelleinformazionisullostatodeighiacciaialpini(estensione

reale con accuratezza del 2% e stima dei volumi),mediantemisure in situ su ghiacciaicampioneeosservazionitelerilevateinclusiisatellitari,alfinediottenereuncensimentoaggiornatodei ghiacciai e undatabasequantitativodelle risorse glaciali italiane edellaloroevoluzionenegliultimidecenni;

(f) stima delle condizioni attuali di copertura nevosa invernale (spessore ed estensione)nelleareemontaneitaliane,medianteanalisididatiinsitu,diosservazionisatellitariedirisultatidimodellisticaclimatica,conrisoluzionespazialedialmeno10km;

(g) misuredelcicloidrologicoedellostatodellerisorseidrichesuperficialiesotterraneeinareemontanecampione,mediante raccoltadidati esistenti edidatiottenutidurante ilprogetto,includendoinformazionigeologicheesull'estensionedegliacquiferi;

Ecosistemiebiodiversità(h) recupero e messa a disposizione di dati sugli ecosistemi montani provenienti dai siti

italiani che contribuiscono a ILTER (International Long-Term Ecological Researchnetwork)eaLTER-Europe.

(i) misure e osservazioni quantitative della biodiversità in regioni d'alta quota, medianteraccoltadidatidibiodiversitàanimale,didistribuzionedispecieanimali,didinamicadipopolazionedispeciesignificative(keystone,flagshipspecies);

(l) stima quantitativa dei flussi biogeochimici (acqua, carbonio) fra suolo, vegetazione eatmosfera in un insieme di siti campione, per determinare la dinamica e il ruolosource/sinkperilcarbonioinalcunitipiprincipalidiecosistemialpini.

(m)analisidelladinamicadelleprateriealpine in condizionidi cambiamentoclimaticoedicambiamento nell'uso del territorio, in particolare, dei cambiamenti nella gestione delpascolodioviniebovinienelleinterazionicongliungulatiselvatici,mediantemisureinsitueosservazionisatellitari;

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Quest'areadiattivitàporteràallacostruzionediunsistemadiarchivitematicidistribuiti,dacui potranno essere scaricati i dati e i risultati prodotti dal progetto (carte tematiche,elaborazioni,indiciclimatici,idrologiciedecosistemici,prodottidellesimulazioninumeriche).Particolare attenzione sarà data alla validazione, controllo di qualità e armonizzazione deidati,spessoprovenientidasorgentidiverse.Idatisarannoanalizzatieinterpretatialfinediottenereunquadroilpiùcompletopossibilesullostatoesuicambiamentiincorsonelleareemontaneitaliane.Principalirisultatiattesi:Variabilitàmeteo-climatica1a: Dati quantitativi in situ e ground based riguardanti i composti clima-alteranti e sullavariabilitàdellacomposizionedell'atmosferaacquisitidallaretedistazionimontaneinItalia,cheincludelestazioniregionalieglobalidellareteGAW-WMO.1b. Dati quantitativi e stima del fenomeno di elevationdependentwarming sullemontagneitaliane.1c:Climatologiaadaltarisoluzioneperilterritorioitaliano.Risorseidriche1d:DatabasesullostatoevariazionirecentideighiacciainelleAlpiitaliane.1e:StimaquantitativadellostatoecambiamentirecentieattesidellacoperturanevosanelleAlpiitaliane(datidicampoinareeselezionate,datisatellitari/grigliatisulleAlpiitaliane).1f: Stima della disponibilità e cambiamenti in corso delle risorse idriche superficiali esotterraneeinareecampionedelleAlpiedegliAppennini.Ecosistemiebiodiversità1g: Controllo di qualità, validazione e messa a disposizione di dati di monitoraggioprovenientidasitimontaniitalianidelnetworkLTER-EuropeeILTER.1h:StimadellabiodiversitàanimalesulleAlpimediantemonitoraggiripetuti,recuperodelleinformazioni da database storici e stima dei cambiamenti nella dinamica di popolazionianimalisignificative(ungulati,micromammiferi,tetraonidi).1i:Stimadeicambiamentiincorsoinspecifichetipologiediecosistemialpini(prateria,laghid'alta quota) e nei principali servizi ecosistemici da loro forniti, in seguito ai cambiamenticlimatici, ai cambiamenti nell'uso del territorio (pascolo) e all'introduzione di speciealloctone.1l: Valutazione dello stato e dei cambiamenti nei flussi di acqua e carbonio fra suolo,vegetazione e atmosfera nelle praterie alpine e, per confronto, in specifici siti montaniboschivi.2. Tema chiave: Stima della variabilità climatica e ambientale in Italia negli ultimimillenni.Leattivitàdi stimae ricostruzionedella variabilità climatica sonodedicate alla valutazionedellecondizioniclimaticheedellalorovariabilitànegliultimimillennisulterritorioitaliano,eincludono:Archivimontaniecontinentali(a)raccolta dei dati esistenti e nuove misure in ambiente montano, con particolare

attenzioneaicarotaggiinghiacciaimontaninonpolarieintorbiera;(b) identificazione e raccolta di informazioni provenienti da dati pollinici, da dati

dendroclimatologiciedasedimentilacustri;(c) ricostruzionedellavariabilitàclimatica inspecificheareemontaneprotetteapartireda

lungheseriestrumentali(temperaturaeprecipitazione).

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Archividasedimentimarinidipiattaformacontinentale(d) raccolta dei dati esistenti e nuove misure in sedimenti marini sulla piattaforma

continentaleitaliana;CronologiedaTephravulcanici(e)misuraeraccoltadelle informazionigeocronologichefornitedaiTephravulcaniciedalle

analisiisotopiche.Ricostruzioni/rianalisidellavariabilitàclimaticadelMareMediterraneo(f) ricostruzione/rianalisidellavariabilitàclimaticanelMediterraneonegliultimi60anni.Principalirisultatiattesi:2a: Armonizzazione, in un quadro cronologico ad alta risoluzione (Tephra e datazioniradiometriche), della stima delle variazioni di temperatura, precipitazione e condizioniambientali in Italia negli ultimi millenni, mediante uso di dati da carotaggi di ghiacciaimontani,disedimentilacustrieditorbiera,dianalisidendrocronologicheepalinologicheedisedimentimarinicostieri.2b:ricostruzione/rianalisiadaltarisoluzionedellecaratteristichedellacircolazionedelMareMediterraneonegliultimi60anni.3. Tema chiave: Realizzazione di scenari futuri per le condizioni climatiche eambientalinelleareemontaneitaliane.Leattivitàdisviluppodiscenariclimaticifuturiincludono:Scenariclimatici(a)proiezionidellavariabilitàclimaticaneiprossimidecenniascalaglobaleeregionaleperleareedi interessedelprogettoconrisoluzionispaziali crescenti (dacirca100a50 finoa11km)erisoluzionetemporalefinoa6ore;(b) simulazioni ad alta risoluzione delle condizioni meteo-climatiche dedicate a specificheareemontaneconrisoluzionespazialedi1kmerisoluzionetemporalea3ore;(c)sviluppoeimplementazionedimetodididownscalingclimatico(statisticoestocastico)alfine di produrre un insieme di scenari climatici per il territorio italiano con risoluzionespazialedi1kmerisoluzionetemporalea6oreogiornaliera;Impattisurisorseidricheedecosistemisviluppoeimplementazionedi:(d)modellidirispostadeighiacciaialpini(MinimalGlacierModels,Flowlinemodels,modelliempirici):fluttuazionedeifrontiglacialiebilancidimassaconrisoluzioneannuale;(e)modellideterministicidettagliatidimantonevosoinsiticampioneingradodidescrivereiprincipaliprocessitermodinamicidelmantonevoso;(f) modelli di riposta idrologica superficiale mediante approcci semi-distribuiti in siticampione(modelliflusso-deflusso);(g)modellidirispostadegliacquiferisotterraneiinsiticampioneconmodellideterministicieascalaregionaleconmodellisemi-empirici,incollaborazioneconAziendedigestioneidrica;(h)modelliempiricidirispostadellabiodiversitàanimalemontanaaicambiamenticlimaticieambientali;(i)modelliempiricididinamicadipopolazioneperspecieanimalicaratteristiche(keystoneeflagship);(l)modellideterministicideiflussidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosferainsitidiprateriaalpinaeinforestemontane;(m)modelli deterministici e di processo della dinamica degli ecosistemi dei laghimontanid'altaquotaingradodidescriverelaretetrofica;(n)modellididistribuzionedispeciecampionenelleareemontaneitaliane.

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Principalirisultatiattesi:Scenariclimatici3a. Sviluppo emessa a disposizione di un insieme di scenari climatici (globali e regionali)disaggregatiarisoluzionispazialicrescenti,dacirca100kmperilmodelliglobalifinoa11kmper i modelli regionali sul bacino del Mediterraneo e sulla Penisola Italiana. Scenari adaltissima risoluzione (fino a 1 km) per selezionate aree montane del territorio italiano,ottenutimediantetecnichedidownscaling(modellidinamiciadaltissimarisoluzione,tecnichestatisticheestocastiche)..Impattisurisorseidricheedecosistemi3b.Sviluppoemessaadisposizionedeirisultatidiscenarididisponibilitàdirisorse idrichesuperficiali (copertura nevosa, ghiacciai, portate fluviali) e sotterranee (acquiferi) inspecificheregioniitaliane,esviluppodimetodologieapplicabiliadaltricontestigeografici.3c. Sviluppo emessa a disposizione dei risultati dimodelli deterministici ed empirici sullarisposta degli ecosistemi, della dinamica di popolazione di specie significative, dellabiodiversitàmontana e dei flussi di acqua e carbonio fra suolo, vegetazione e atmosfera aicambiamenticlimaticieambientali.9.ProgrammadilavoroedescrizionedeiWorkPackagesInquestasezionevieneillustratoilcontributospecificodeiWorkPackageindividualiecomequesticontribuiscanoalleGrandChallengedelprogetto.Lafigura5riportagraficamentecomeidiversiWPcontribuisconoaitretemichiavediNextData.

Figura5.ContributodeidiversiWPaitemichiavedelprogetto.

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1.Monitoraggiodelle condizioni climatichee ambientali in regionid'altaquota(WP1.1,WP1.2,WP1.6,WP1.7,WP2.1)Le diverse attività forniranno un quadro articolato e il più possibile completo dello statoattuale e dei cambiamenti in corso delle condizioni meteo-climatiche, della composizionedell'atmosfera,dellacriosfera,dellerisorseidrichesuperficialiesotterranee,degliecosistemiedellabiodiversitànelleareemontaneitaliane,focalizzandolericerchesuareecampionediparticolareinteresse.Idatiottenutieleanalisieffettuatepermetterannolacaratterizzazionediciòchestaavvenendonelleareemontanee le tecnicheutilizzatecostituirannouncorpusmetodologicoperl'analisideicambiamenticlimaticieambientali,daapplicarepiùingeneralealterritorioitaliano.IdiversiWP/progettispecialicontribuirannocomedescrittonelseguito:Datimeteo-climaticiWP1.1:Sistemaosservativoclimaticoinaltaquotaeretedistazioniclimatiche.Leregionimontanesonorappresentativedellecondizionidifondodell’atmosferaequindiingrado di fornire indicazioni sulla variabilità della sua composizione su ampie scale spazio-temporali. Esse possono inoltre essere influenzate da fenomeni “acuti” di trasporto diinquinantiantropiciocompostidioriginenaturale(es.aerosolminerale,polverivulcaniche,particolato biogenico), in grado di influenzare non solo la composizione dell’atmosfera,maanchequelladell’ambienteelasuabiodiversità.Questaattivitàfornisceinformazionidielevataqualitàsullavariabilitàdicompostiinquinantieclima-alteranti(aerosol,gasserra,gasreattivi)inareemontaneitaliane,attraversoattivitàcontinuativediosservazionesulungo-termineditiponear-surface,armonizzatenell’ambitodiiniziativeinternazionaliqualiGAW-WMO,ACTRIS-RIedICOS-RI.ScopodelWP,attraversoilmonitoraggio meteo-climatico ambientale e l’acquisizione dei dati, è contribuire a unamigliorecomprensionedeiprocessicheinfluenzanolavariabilitàdiquesticompostiequindil’esposizionedegliambientiedecosistemimontaniacondizioniacutediinquinamentoeallavariazionedelfondoatmosferico.Indettaglio,verrannocondotteleseguentiattività:•Task1Implementazioneeottimizzazionedellaretedi stazioniclimaticheper ilmonitoraggiodellacomposizionedell'atmosferainareeremote(PlateauRosa-AlpiOccidentali,MonteCimone–Appennini Settentrionali, Monte Portella - Appennini centrali, Monte Curcio – AppenninoMeridionale),dandoprioritàallaStazioneGlobaleGAW-WMOdiMonteCimone,ovesarannoimplementate osservazioni remote ground-based (LIDAR aerosolico e profili di gas tramiteDOAS) utili per caratterizzare la composizione della media ed alta troposfera duranteparticolarieventidi trasportodi inquinanti. Inquest’ambito,sarannomessi inoperaservizioperativiesperimentaliperearlywarningeperilnear-realtimedatadelivery,rafforzandoilcontributonazionaleaprogrammiqualiCopernicus,SDS-WAS(SandandDustStormWarningAdvisory and Assessment System) delWMO e IG3IS (Integrated Global Greenhouse GasesInformationSystem).Incasodinecessitàsaràpossibileeseguireappositecampagnedimisurainareeremotecaratteristicheperlostudiodellevariazioniclimatiche.•Task2Implementazione di un network di deposimetri in ambiente dolomitico (e più in generalenella Regione Veneto) per il monitoraggio dei rapporti di isotopi stabili e dei principaliparametri geochimici nelle precipitazioni. Si prevede l’installazione di 10 siti lungo un

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transettoaltitudinaletra0e2550ma.s.l.Siprevedel’installazionedell’ElementalAnalyzeredell’interfaccia (EA/MS) per l’analisi degli isotopi stabili in campioni solidi (entrambi glistrumenti acquistati con fondi NextData). Campionamenti mensili di deposizioni, acquesuperficiali,acqueinterstizialiesfagniindiversisititorbosilungountransettoaltitudinale(#4siti).•Task3Raccolta dei dati necessari per valutare gli effetti di Elevation Dependent Warming nelleregionimontaneitaliane.•Task4Definizionedella climatologia ad alta risoluzione (30 secondid'arco )delle regionimontaneitaliane con altitudine superiore a 1500 metri, mediante analisi ed elaborazione di seriestorichestrumentaliditemperaturaeprecipitazione.Risultatiattesi:monitoraggiodellecondizionimeteoclimaticheedicomposizioneatmosfericain specifiche aree montane e remote italiane e informazioni aggiornate sulla variabilità dicomposti clima-alteranti ed inquinanti (aerosol atmosferico, gas serra e gas reattivi).Informazioni quantitative sui processi diElevationDependentWarming nelle areemontaneitaliane.Climatologiaadaltarisoluzionedellemontagneitaliane.DeliverablesD1.1.A (giugno 2017): Implementazione della rete osservativa di fondo: definizione dellastrumentazione da acquisire, dei servizi di real-time data delivery/early warning e loroimplementazione nei programmi internazionali. Definizione di linee guida perl’omogeneizzazionedeiprotocollidimisura,delleanalisiedelleprocedurediQA/QC,inclusoilriferimentodelleosservazioniastandardditaraturaemetodologiediriferimentocomuni(es.GAW-WMO,ICOS,ACTRIS).D1.1.B (dicembre 2017): attivazione della versione prototipale dei servizi di controllo diqualitàdeidatiedinear-realtimedatadelivery/earlywarningpressolaGAWGlobalStationdiMt.Cimone(Task1).D1.1.C(giugno2018):Retedideposimetriinambientedolomitico(Task2).D1.1.D(giugno2018):Databasesulleinformazionirilevantiaifinidellostudiodell'ElevationDependentWarmingsullemontagneitaliane(Task3).D1.1.E (giugno 2018): Carta climatologica con risoluzione spaziale di 30 secondi d'arco ditemperaturaeprecipitazioneperleareemontaneitaliane(altitudine>1500metri)(Task4).D1.1.F (dicembre 2018): Rete osservativa in alta quota: piena operatività dei nuoviprogrammi osservativi, dei servizi di controllo di qualità dei dati e di near-real time datadelivery/earlywarning(Task1).

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RisorseidricheWP1.2: Risorse idriche sotterranee in ambiente montano e pedemontano. Le acquesotterranee rappresentano la principale risorsa in termini di approvvigionamento idrico ascala globale. A scala nazionale, le risorse idriche sotterranee rivestono e rivestiranno unasempre maggiore importanza. Tuttavia, mentre le risorse idriche superficiali sono statestudiateconmaggioredettaglio,lerisorsesotterraneesonoancorascarsamentequantificate.•Task1Per colmare tale lacuna, il Task 1 di questo WP si occupa del monitoraggio e stima delcontenutod'acquaedellecaratteristichechimicheefisichedegliacquiferi(inmezziporosiein roccia) in specifiche aree montane e pedemontane italiane (Apuane, Monte Amiata,Appennino, area piemontese), in collaborazione con aziende di gestione e distribuzionedell'acqua potabile. Particolare attenzione sarà dedicata alla determinazione dei valori difondonaturaledeglielementitossiciedindesideratiedillavorosiarticoleràinfasidedicatealla definizione dei modelli concettuali dei sistemi acquiferi ed allo sviluppo di modellinumerici della risorsa idrica sotterranea. In questo contesto, i modelli di dinamica degliacquiferisarannovalidatisullemisuredisponibiliesueventualimisurenuovedaeffettuareduranteilprogetto.Illavoroporteràanchealladefinizionediunastrategiadicensimentopergliacquiferimontaniitalianieallaraccoltadeidatidisponibili.•Task2QuestoTaskèdedicatoall'analisidell'idrologiasuperficiale,dicontenutoidricodelsuoloedirispostageoidrologicaallevariazionidelleprecipitazioni inareecampionedelleAlpiedegliAppennini.Risultatiattesi:Stimadellerisorseidrichesotterranee(qualitàequantità)inareecampioneesviluppodiproceduredistimadegliacquiferimontaniedellerisorseidrichemontane.DeliverablesD1.2.A (dicembre 2017): Relazione sullo stato, sulle caratteristiche geologiche,idrogeologicheegeochimicheesuidatidisponibilirelativiaisistemiacquiferiselezionatiesuicambiamentiavvenutinegliultimidecenni(Task1).D1.2.B (giugno 2018):Modelli numerici, sia empirici sia fisicamente basati, della dinamicadelleacquesotterraneepergliacquiferiselezionati,validatisuidatiraccolti(D1.2.A)(Task1).D1.2.C (giugno 2018): Metodologie di stima della risposta idrogeologica superficiale(contenutoidriconelsuolo,movimentidelterreno)erelazionesullaloroapplicazioneinsiticampioneappenniniciealpini(Task2).

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RisorsecriosfericheWP1.6: Risorse criosferiche montane. I ghiacciai alpini e la copertura nevosa sonoindicatorimolto sensibili ai cambiamenti climatici, e rappresentano un serbatoio di risorsaidricafondamentale,ingradodirilasciareacquadifusioneneiperiodicaldi,etipicamenteconprecipitazione scarsa. Una riduzione di tali riserve, come in atto ormai da anni, puòcomportaregraviconseguenzesulladisponibilitàdiacquaesulleportatefluviali.QuestoWPèdedicato alla costruzione di un database coerente, temporalmente e cronologicamente, diinformazionisuighiacciaialpininellemontagneitaliane.• Task 1. Monitoraggio e censimento quantitativo dei ghiacciai alpini (dati quantitativi,georiferiti eadatadefinitadi lunghezza, area,bilancidimassa, variazionidellaEquilibriumLine Altitude; raccolta di materiale iconografico e fotografico/ fotogrammetrico) incollaborazioneconilComitatoGlaciologicoItaliano.• Task 2. Sviluppo e validazione di modelli concettuali e/o empirici della dinamica deighiacciai alpini. In particolare, sarà implementato e applicato in maniera massiva unostrumento per definire delle serie e delle equazioni di evoluzione dei vari ghiacciai alpini,suddivisi per macro-aree e geomorfologie specifiche. Saranno sviluppati algoritmi atti atradurre le metodologie sopra descritte in ambito geo-spaziale tramite software GIS“Geographic Information System”. Saranno prodotti moduli fisicamente basati in grado diapplicarefunzionimatematicheperricavaredaunmodellodigitaledelterrenolavariazionespaziale dello spessore del ghiacciaio, input per lo studio della sua evoluzione. Sarà poigenerato unmodulo che permette di interfacciarsi con ilMinimal GlacierModel all'internodella tecnologiaGIS, al finedi ricostruire con risoluzione spaziale l'andamento simulatodelfronte glaciale. Il banco di prova per ricercare lamiglior soluzione di accoppiamentoGIS –MinimalModelèilghiacciaiodelRutor(AreaovestdellaVald’Aosta),delqualesihaunautiledescrizioneelapossibilitàdidividereinsettoridilineediflussodiverseilfrontediritiro.•Task3.Verràeffettuatalastimadellostatoedeicambiamentidellacoperturanevosasullemontagne italiane (profondità e durata del manto nevoso, Snow Water Equivalent,precipitazione solida) mediante raccolta dei dati in situ da stazioni disponibili, immaginiaereeedatisatellitariedirianalisi.Risultati attesi: Database delle risorse glaciali delle Alpi italiane, modelli concettuali e/oempirici della risposta dei ghiacciai alla variabilità climatica. Stima dello stato e variazionidellacoperturanevosasullemontagneitaliane.DeliverablesD1.6.A (giugno2017):Databasesuiparametriglaciologiciquantitativi (numero,ubicazione,estensione,lunghezza,quotemassimaeminima,etc)deighiacciaiitalianinel1988-1989enel2006-2007(Task1).D1.6.B(dicembre2017):DatabasesullemisuredellevariazionifrontaliesuibilancidimassadighiacciaicampionemonitoratiannualmentedalComitatoGlaciologicoItaliano(Task1).D1.6.C(giugno2018):Modellididinamicaedirispostaallavariabilitàclimaticadeighiacciaimontani,ingradodiunireladescrizionedelflussoglacialeconleinformazioniGIS(Task2).D1.6.D (giugno2018):Carteconrisoluzionespazialedialmeno10kmdellavariabilitàdellacopertura nevosa (estensione e profondità) negli ultimi 20 anni sull'arco alpino italiano,ottenutedaimmaginisatellitari,misureinsituesimulazioninumeriche(Task3).D1.6.E(dicembre2018):Databasemulti-temporalecompleto(2012-2014,2006-2007,1988-1989, 1957-1958) dei parametri glaciologici quantitativi dei ghiacciai italiani e relativacartografia(Task1).

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EcosistemiebiodiversitàWP1.7: Ecosistemi montani e biodiversità. Le montagne ospitano ecosistemi altamentespecializzatiericchissimidibiodiversità,ingradodifornireserviziecosistemiciessenzialisiaperleregionimontanesiaperleareepedemontanecircostantieperlepianure(ariaeacquapulita, materie prime, stabilità dei versanti, regolazione stagionale del ciclo idrologico,turismo, servizi culturali). Gli ecosistemimontani sono tuttavia particolarmente sensibili aicambiamenti climatici e ambientali (introduzione di specie aliene, variazioni nell'uso delterritorio, inquinamento locale e regionale, migrazione ecosistemi esistenti). Questo WP èdedicato al monitoraggio quantitativo di alcune delle principali caratteristiche degliecosistemiedellabiodiversitàmontana, e si sviluppa in sinergia condue iniziative cruciali,concuivièscambiocontinuodidatieinformazioniearricchimentoreciproco:lareteitalianadi ricercheecologichedi lungo termine–LTER Italia - , inseritanellaLong-TermEcologicalResearchnetworkeuropea(LTER-Europe)eilprogettoeuropeoH2020ECOPOTENTIAL,unodei più grandi progetti europei sugli ecosistemi terrestri, coordinato dal CNR. Particolareattenzione verrà anche data alla possibilità di utilizzare le Essential Biodiversity/ClimateVariablesperlacaratterizzazionedell'ambientemontanoitalianoedeisuoicambiamenti.Inparticolare,leattivitàdelWP1.7includonoleseguentitematiche:•Task1DatidastazioniLTERmontane italiane. Raccolta, armonizzazione, validazione e controllo diqualitàdidatieinformazioniprovenientidastazioniLTER(Long-TermEcologicalResearch)montaneitaliane.Varrannosottolineateleconnessioniel'adeguamentoaglistandarddidatiemetadatidelDrupalEcologicalInformationManagementSystem(DEIMS)elerichiestedellarete LTER-Europe (ed eLTER H2020). I siti considerati sono: "Alpi nord-occidentali (IT19-000-T)", "IstitutoMosso(IT19-001-T)", "Torgnon(IT19-005-T)", "Laghimontani(IT09-000-A)", "Appennini: Ecosistemi d'alta quota (IT01)", inclusi i siti di Majella-Matese, Velino-Duchessa e Gran Sasso, "Collelongo-Selva Piana (IT03-001-T)", "Parco Nazionale GranParadiso(IT23)".Idativerrannoanalizzatieinterpretatipersvilupparemodellidescrittividiquestiecosistemi,dautilizzareperproiezionifuturenelWP2.6.•Task2Monitoraggiodellabiodiversitàanimaleinareemontane.Saranno inparticolareconsiderati imonitoraggi di diversi taxa di invertebrati (ragni, farfalle diurne, stafilinidi, carabidi,formiche) e degli uccelli, completati da misure di temperatura e vegetazione/strutturadell'habitatottenutesiadadatiinsitusiadaosservazionisatellitari,indiverseareemontaneprotette (Parco Nazionale Gran Paradiso, Parchi Orsiera-Rocciavré e Veglia-Devero,recentemente estesa ad un insieme di altri parchi nazionali alpini italiani). Le misure dibiodiversitàsarannocompletatedalmonitoraggioeanalisidelladinamicadipopolazionedispecie particolarmente importanti utilizzate come indicatori dell'ambiente (ungulati comestambeccoecamoscio, tetraonidialpini),dalmonitoraggioeanalisidispecifiche interazionirisorsa-consumatore (semi di conifere-scoiattoli) e preda-predatore (mammiferi-rettili), damisure sulla distribuzione di farfalle di montagna (considerate ottimi indicatori dellabiodiversitàanimale),dimammiferiemicromammiferidimontagna(bancadatidaborredeirapaci, distribuzioni areali dei mammiferi di montagna in base alle regioni biogeografichedefinitedallaComunitàEuropea,datiestrattidaCKmap).•Task3Dinamicadelle praterie alpined'alta quota. Le praterie alpine sono un sistema di supportovitalepermoltespeciesimboloqualiglistambecchi,masonoancheunambientecrucialeperil pascolodegli ungulati di allevamento. Lepraterie alpine sono il prodottodell'interazionemillenariafraambientemontanoeattivitàumane,masistannomodificandorapidamenteper

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uninsiemedicausecheincludonol'aumentodelletemperatureel'abbandonodeipascoli inaltaquota.IlWP1.7sioccuperàspecificamentediquantificareeanalizzareicambiamentiincorsonelleprateriealpine,insinergiaconilprogettoH2020ECOPOTENTIAL,analizzandolostatoeicambiamentidellacomposizionevegetazionaleeanimaledellepraterieconosenzapascolodiungulatidiallevamento,ledifferenzenellacomposizionechimico-fisicadelterreno,elamisuradeiflussidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosferaconsiderandolevariazioniannualiinrispostaallavariabilitàclimaticainter-annuale.Sarannoutilizzatidatiinsitu (da torri di eddy covariance e misure con camere a flusso, misure fenologiche) eosservazioni satellitari e saranno sviluppati modelli numerici dei processi in corso nelleprateried'altaquota.Risultatiattesi:caratterizzazionequantitativadellostatoedeicambiamentidegliecosistemiedellabiodiversitàmontanainareecampioneinItalia,considerandoinparticolareisitidellarete LTER italiana e la dinamica delle praterie d'alta quota. Saranno sviluppati modelliquantitativadelladinamicadelleprateriemontane,degliecosistemidialcunisitiLTERedellarispostadellabiodiversitàanimaleaicambiamenticlimaticieambientali.DeliverablesD1.7.A(giugno2017):Versionepreliminaredeldatabasesullabiodiversitàanimalemontanaemodelli empirici di risposta della biodiversità animalemontana ai cambiamenti climatici(Task2).D1.7.B (dicembre 2017): Versione preliminare del database di indicatori e variabiliecologicheeambientalidastazionimontanedellareteLTERitaliana(Task1).D1.7.C (giugno2018):Ensembledimodelli empirici edeterministici per siti LTER specifici(laghi alpini, prateria d'alta quota) e per specie animali campione (ungulati montani,tetraonidialpini)(Task1).D1.7.D(dicembre2018):VersionecompletadeldatabasediindicatorievariabiliecologicheeambientalidastazionimontanedellareteLTERitaliana(Task1).D1.7.E(dicembre2018):Versionecompletadeldatabasesullabiodiversitàanimalemontana(Task2).D1.7.F (dicembre2018):Databasedelle caratteristiche chimiche e fisichedel terreno e deiflussidiacquaecarboniodaisitidiprateriaalpina,inclusiglieffettideicambiamentidiusodel territorio (pascolo) e i modelli numerici di flusso di acqua e carbonio fra suolo,vegetazioneeatmosfera(Task3).

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WP2.1:Archividelleretidimonitoraggiomontano.QuestoWPèdedicatoalcontrollodiqualità, validazione e armonizzazionedeidati, deimetadati edelle informazioni fornitedaiWP1.1,WP1.2,WP1.6eWP1.7.ScopodelWP2.1èpoicostruireunsistemadiarchivitematicifacilmente accessibili, con dati e metadati validati, che possano essere integrati e resiinteroperabili nell'ambito del portale generale di NextData (WP2.7). I dati e i prodottiverrannoresidisponibilisuarchivitematiciinformaticirealizzatieospitatipressoilCNR.Lastruttura CNR permetterà di rendere tutte le informazioni disponibili anche dopo laconclusionedelprogetto.•Task1Definizione delle procedure di controllo di qualità, validazione, standardizzazione e sceltadellatipologiadisoftwaredigestionedatiemetadatiperidiversiarchivi.•Task2Armonizzazione di dati e metadati prodotti con tecniche e metodologie differenti erispondentia standarddiversi, e costruzionedegli archivieportali tematici.Attualmente, ilprogetto considera quattro tipologie principali di dati e metadati: (1) dati meteo-climaticimetadatatiattraversosistemibasatisuGeoNetwork;(2)datidicomposizionedell’atmosfera,organizzati secondo i formati GAW-WMO (e.g. NASA-AMES) e che rispettano procedure dicontrollo di qualità definite; (3) dati criosferici e di risorse idriche, organizzati in base aglistandard definiti dal Comitato Glaciologico Italiano e dalle organizzazioni internazionali diidrologiae idrogeologia; (4)dati sugliecosistemie labiodiversità,abitualmenteorganizzatisecondoglistandarddiLTER-Europe,diILTERediprogettieuropeiqualiENV-Europe.Risultati attesi: Portali/archivi tematici di dati e metadati meteo-climatici; criosferici,idrologici e idrogeologici; di ecosistemi, biodiversità e dinamica di specie campione. I datisarannovalidatiesoggettiacontrollodiqualitàearmonizzazione.DeliverablesD2.1.A (giugno2017):Relazionetecnicasullemetodologiedicontrolloqualitàevalidazionedei dati, sulla struttura, tipologia, contenuto degli archivi/portali dei database dimonitoraggiomontanoesusoftwaredigestionedatiemetadatiutilizzati(Task1).D2.1.B(dicembre2017)Versionepreliminaredelsistemadiquattroarchivieportalitematiciper l'accesso ai databaseprodotti daiWP1.1,WP1.2,WP1.6 eWP1.7, in gradodi gestire lestrutturedeidatiemetadatidefinitedaglistandardinternazionaliperlediversetipologiediinformazioni(Task2).D2.1.C (dicembre2018):Archivi eportali tematici ad accessoaperto e facilitato suidati dimonitoraggio montano (meteo-climatico, composizione dell'atmosfera, acquiferi, daticriosfericierisorseidriche,ecosistemiebiodiversità),ingradodigestireglistandarddidatiemetadati definiti dagli standard internazionali. Gli archivi informatici saranno ospitati daiserverdelCNR,ingradodiassicurarecontinuitànellafruizionedeidatierisultatianchedopolaconclusionedelprogetto(Task2).

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2.StimadellavariabilitàclimaticanegliultimimillenniinItalia(WP1.3,WP1.4,WP1.5,WP2.2,WP2.3,WP2.4)L’acquisizionediseriedidatiproxy,relativialclimapassatoefinalizzatiadunapiùprofondacomprensione del sistema climatico e ad una più precisa previsione della sua evoluzionefutura,rappresentauncompitoprioritarioperlacomunitàscientifica.Inparticolare,l’analisidei dati climatici nel passato rappresenta uno strumento fondamentale di studio delledinamiche del sistema climatico terrestre in condizioni differenti da quelle attuali,insostituibilepertestarelavaliditàdeimodelliprevisionaliamedioelungotermine.Le diverse attività forniranno un nuovo quadro conoscitivo e quantitativo della variabilitàclimaticaeambientaleinItaliapergliultimimillenni,conparticolareriguardoagliultimiduemillenni, attraverso lo studio integrato di archivi fossili e dati strumentali, questi ultimiriferibili all'ultimo secoloper le ricostruzioni ad alta risoluzione spaziale. Lamaggiorpartedelle informazioni saranno fornite da archivimontani (carotaggi glaciali, sedimenti di laghid'alta quota, torbiere, dendrocronologia, analisi polliniche) e saranno completate dainformazioniprovenientidasedimentimariniprelevatiinareeselezionatedellapiattaformacontinentaleitalianaedaricostruzionidellacircolazionemediterranea.Inquestocomplessospettro di dati, lo studio sulla dispersione deiTephra negli ultimimillenni, riconoscibili indiversi contesti ambientali, potrà fornire indicazioni su un possibile forcing vulcanico sulleoscillazioniclimatichericonoscibilinelMediterraneo.Insieme, questo corpus di dati e informazioni permetterà una visione ampia e quantitativadellevariazionidelclimaedellesuepossibiliinterazioniconlosviluppoculturaleinItalianelrecente passato geologico. I dati saranno validati individualmente e saranno soggetti a unacross-validation fradatidiversiecondatidiletteratura.Particolareattenzionesaràdataallastimadell'incertezza e alla costruzionedi funzioni di trasferimentodall'informazioneproxyalle variabili climatiche (temperatura e precipitazione) e alla ricostruzione delle condizioniambientali.Sarannoprodottecartespazio-temporaliquantitativedellavariabilitàclimaticainItalianegliultimimillenni.WP1.3:Ricostruzione/rianalisidellacircolazioneinMediterraneo.Al finedi ricostruire il segnale climaticoda tutte lemisure esistenti insitu e da satellite, sisonosviluppateneipassatianniletecnichedi“rianalisi”checombinanoinmanieraottimalemodellieosservazioni.Talitecnicheriesconoaconsideraretutteleosservazionipuntualiedasatellite integrandole nei modelli numerici di circolazione generale fungendo quindi da“interpolatoridinamici”delleosservazionierestituendouna“ricostruzione”omogeneadelleosservazioni, con relativa stima dell’incertezza. La rianalisi è dunque una ricostruzione delclimadel recente passato almeglio delle conoscenze scientifiche e tecnologiche esistenti, eoffreserietemporaliconsistentidalpuntodivistadinamico,sugriglieregolarinellospazioenel tempo, mantenendo l’informazione delle misure ovunque queste siano disponibili, mainterpolando con metodi dinamici nei punti spazio-temporali senza dati osservativi. Atutt’oggi esistono poche rianalisi a livello globale e ancora meno a livello regionale, inquest’ultimocasoacausadell’altarisoluzionenumericarichiestaedellanecessitàdiavereunnumero rilevante di osservazioni. Per ilMediterraneo, il gruppo di Oceanografia Operativadell’INGVhasviluppatoiprimiprototipidirianalisiperilMareMediterraneorelativamenteaipassativentianni.In questo WP ci si propone verificare la fattibilità e possibilmente di realizzare la primaricostruzioneadaltarisoluzionespazio-temporaledelclimadelMareMediterraneotramiteletecniche di rianalisi, e di progettare e realizzare il sistema informatico che le metta a

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disposizionedella comunità scientifica e istituzionale, nonchéquella privata. La risoluzioneattesadellaricostruzionesaràdi circacinquechilometriper tutto ilMediterraneoe lezoneadiacentidell’OceanoAtlantico,mentrelarisoluzionetemporalesaràdipocheore,risolvendoil ciclo diurno. Il sistema di accesso e rilascio dati ricostruiti deve essere concepito per larapida scoperta e analisi di enormi quantità di dati, dell’ordine delle decine di tTerabytes,analogamentealledimensionideidatidamodello, equindioffreuna sfidanon indifferenteperl’attualetecnologiainformatica.•Task1Aggiornamento e controllo di qualità specifico delle banche dati disponibili a livellointernazionale (SeaDataNet, GMES) e miglioramento dei modelli di circolazione e delletecnichediassimilazionedati.•Task2Produzione di una “Ricostruzione-Rianalisi (RR)” dei passati sessanta anni del MarMediterraneo,combinandoinmanieraottimaleirisultatidellesimulazioninumericheconlemisure in situ e da satellite tramite avanzate e sofisticate tecniche di assimilazione,includendo l'analisi dell'incertezza; messa a disposizione della RR e dei flussi calcolatiall’interfacciaaria-marearisoluzionespazialedi5km,allamassimafrequenzatemporale(6ore),alfinedirisolvereilciclodiurno;•Task3Analisidellavariabilitàannuale,interannualeeinterdecadaleperquantoriguardaillivellodelmare, la temperatura e la salinità;messa a disposizione di adeguata documentazione sullaqualitàdeiprodottiderivatiforniti.Risultatiattesi: Produzionedi un insiemediRicostruzioni/rianalisi ad alta risoluzionedellacircolazionemarinainMediterraneonegliscorsi60anni.DeliverablesD1.3.A (giugno 2017): Relazione tecnica sulle variabili di input e le caratteristiche dellaRicostruzione/Rianalisi(Task1).D1.3.B (dicembre 2017): Ricostruzione/Rianalisi (validata su dati osservativi e con stimadell'incertezza) della circolazione nel mare Mediterraneo per gli ultimi 60 anni, conrisoluzionespaziale5kmerisoluzionetemporaledi3-6ore(Task2).D1.3.C (giugno2018):Relazionetecnica finalesullecaratteristichedellevariabiliclimaticheessenziali edeiprodottiderivati associati allaRicostruzione/Rianalisidella circolazionedelMareMediterraneonegliultimisessantaanni(Task3).

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WP2.2:ArchividellaRicostruzione/Rianalisi inMediterraneo.ObiettividelWP2.2sonol’esecuzionedicontrollidiqualitàdeidatistoricimariniedeidatidiforzantiatmosfericheelarealizzazionediarchivideidativalidatidaassimilarenelleRicostruzioni/Rianalisi(RR).Saràcostruitounportalespecificoper l’accessoalleRRdelMarMediterraneoadaltarisoluzionespaziale e temporale negli ultimi sessanta anni (1953-2014), in grado di fornire accessofacilitatoaidaticlimaticiessenziali,agliindicidiqualitàdeldatoeaiprodottiderivatiditipofisicoestatistico.L’INGVharealizzatonelpassatovarie interfaccediaccessodirettoaidatichepermettonolaconsultazionediuncatalogoeildownloadingimmediatoconprotocollidiaccessowebeftp.Larisoluzionetemporaledeidatidirianalisièstataforzatamenteridottainmancanza di un finanziamento specifico. In NextData l’archivio delle RR sarà organizzatotramiteunosviluppodimetadatietramiteformatispecificideidaticongruiconglistandardinternazionali e i dati resi disponibili alla massima risoluzione spazio-temporale possibile.L’archiviosaràaccessibileinmanierasempliceepotràesseresotto-campionatoevisualizzatointerattivamente. L’archivio sarà studiato secondo le più recenti indicazioni della direttivaeuropea INSPIRE e della direttiva sulla Politica Marittima Integrata. Saranno sviluppate leinterfacce e la trasformazione delle serie temporali al fine dimettere a disposizione ancheprodottiavaloreaggiuntoqualitrendestatistichesuidatiarchiviati.Risultatiattesi:DisponibilitàdiarchivididativalidatiesottopostiacontrollodiqualitàedelleRicostruzioni/rianalisidelMarMediterraneo.DeliverablesD2.2.A (giugno2017):Relazione tecnica sul disegno, caratteristiche e implementazionedelportaletematicoconfunzionalitàdidownloading interattiveperlaselezionedisotto-areediinteressedelleRicostruzione/RianalisidelMareMediterraneo.D2.2.B(giugno2018):PortalediaccessoalleRicostruzioni/RianalisidelMareMediterraneo,comprendente la descrizione caratteristiche di dati emetadati delle RR, delle specifiche diaccesso al portale tematico e l'introduzione di pagine statiche con documentazione per gliindicidiqualitàedellequantitàderivate.

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WP1.4:Datipaleoclimaticidaregionimontaneecontinentali.•Task1.Raccoltaecontrollodiqualitàdeidatipaleoclimatici.Dati da carotaggi inghiaccio: Completamento dei record climatici e ambientali provenientidalle carote del Ghiacciaio del Lys e dell'Ortles, e confronto con i dati provenienti da altreperforazionialpine.Laghi e torbiere: Estrusione carote di sedimento lacustre ed esecuzione analisi XRF-CS, eprelievo campioniper ladatazione (210Pbe 14C).Estrusioneedatazione (14C) sezionibasalidellacarotaditorbadiDantadiCadore.Calibrazionetrarapportiisotopiciinprecipitazionienegli sfagni di torbiere d’alta quota, in funzione delle maggiori variabili meteoclimatiche.Definizionediunadatazionedefinitivaperle2caroteditorba(DantadiCadoreeColtrondo),lacarotadighiacciodell’Ortlesele4carotedisedimentolacustre.Datipollinici:Ildatabasestratigraficoepollinicoverràpopolatoconidatieimetadatiraccolti.Si procederà quindi all’elaborazione dei dati pollinici finalizzata a una ricostruzione dellastoria della vegetazione a scala nord italiana per gli ultimi 3000 anni. Verrà effettuata laprosecuzionedelleanalisipollinichenellecaroteditorbadiDantadiCadoreeColtrondo.Perlaprimasilavoreràprincipalmentesucampionirelativiagliultimi2000anni,perlasecondasia aumentando la risoluzione relativa agli strati più superficiali che stendendo lemisure astratiantichi(>2000anni).Dendrocronologie: Saranno condotte attività relative alla raccolta dati da nuovi partner el'aggiornamento del database di NextData con nuovi metadati o nuove cronologie. Per lenuovecronologiemasterdegliaccrescimentiedeglialtriparametrimisurati(densità,isotopistabili) sarà testata laqualitàdel segnaledendroclimaticoevalutato il loro inserimentoneldatabase. Le ricostruzioni del clima proseguiranno anche per quelle porzioni di territorioAlpinoper le quali si hauna coperturadi datodendrocronologico e climaticononottimale(p.es.zonealpineremote),eperl'AppenninoeperlezoneMediterranee.Inparticolareperilcentro-sud Italia, data la maggior complessità delle interazioni tra clima e accrescimentiarborei, la fase di analisi del tipo di segnale registrato sarà il più approfondito possibile.Costruzionedicronologieisotopichepersitisignificativiedatronchisub-fossilidatatialfinedivalutare il tipodisegnaleregistratoascalasecolareedieffettuareulterioriricostruzionidelclima.Estensioneneltempodicronologiedatronchisubfossilireperiti,incollaborazioneconl'UniversitàdiMilanoeconl'UniversitàdiPisa.•Task2.Definizionedellefunzioniditrasferimento.Estensione nel passato delle ricostruzioni climatiche decennali e confronto dei dati con leserie climatologiche strumentali o da modello per la definizione delle funzioni ditrasferimento proxy-clima. Ricostruzione di paleo-temperature nelle carote di Coltrondo eDanta di Cadore. Ricostruzioni di dati termici e pluviometrici da informazionidendrocronologiche. Valutazione della coerenza con le ricostruzioni già effettuate e con laclimatologiaadaltarisoluzioneperlemontagneitaliane(D1.1.C).•Task3.Costruzionedellecartepaleoclimatichepergliultimi2000anni.Realizzazione di una sintesi climatica dell’area alpina completata dalla costruzione di carteclimatiche degli ultimi 2000 anni dell’Italia Settentrionale derivate dall’integrazione di datiprovenienti da serie proxy selezionate nell’abito del progetto NextData. Verranno svolte lericostruzioni paleoclimatiche mediante applicazione delle funzioni di trasferimentopaleoclimaticoalleseriepollinicheselezionatenelprogettoNextData(Task2).Idatielaborativerranno quindi confrontati e integrati con gli altri proxy climatici disponibili al fine digiungereaunaricostruzionepaleoclimaticamultiproxy.Risultatiattesi:caratterizzazionedellavariabilitàditemperatura,precipitazioneecondizioniambientaliinItalianegliultimimillenni,apartiredavariabiliproxy.

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DeliverablesD1.4.A (dicembre 2017)Database dei datiproxy (isotopici, pollinici, dendrocronologici) dacarote di ghiacciomontano (Lys, Ortles, Monte Bianco), torbiere (Danta di Cadore, Rutor),sedimenti lacustrialpiniealbericampionati inprossimitàdella treeline e inaltri siti chiaveitaliani(Task1).D1.4.B (giugno 2018): Funzioni di trasferimento per la definizione di variabilità ditemperatura e precipitazione ricostruita dai dati proxy (D1.4.A) e relazione tecnica suirisultati quantitativi ottenuti, con l'inclusione di tabelle, grafici e rappresentazionicartografiche(Task2).D1.4.C (dicembre 2018): Carte climatiche (temperatura, precipitazione, caratteristichevegetazionali, indici ambientali) per gli ultimi2000anni in Italia, derivatedall’integrazionedeidatiproxyraccoltinell’ambitodelProgettoNextData(D1.4.A)edall'utilizzodellefunzioniditrasferimento(D1.4.B)(Task3).

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WP2.3:Archivideidatipaleoclimaticidaregionimontaneecontinentali.Costruzioneemessa a disposizione degli archivi di dati paleoclimatici da regionimontane e continentali(carotaggi glaciali, laghi e torbiere, dati pollinici, dendrocronologie). Verranno effettuaticontrollidiqualitàsuidatipaleoclimatici,siamedianteanalisideisingolirecord,siamedianteconfrontiincrociati.•Task1Realizzazione di un unico archivio/portale tematico per l'accesso ai dati paleoclimatici daregionicontinentali (WP1.4)e l'accesso liberoe facilitatoaiprodottidell'analisieallecartepaleoclimatiche.•Task2AllestimentodiunWEBGISdedicatoall’archivioglacialenonpolare. Inquestoambito,saràcompiuto un approfondito lavoro di ricerca d’archivio e di letteratura scientifica perindividuaretuttiisitinonpolaridovesonostateestrattecarote.Daquestisarannoricavatiimetadati indispensabili per la caratterizzazione del sito, in particolare quelli riguardanti leanalisi e le elaborazioni effettuate. Verrà applicato un sistema a supporto delle decisioni(Decision Support System, DSS) per analizzare tutti i parametri che porteranno alla sceltadelleareeglacializzatepotenzialmenteperforabili.Sianalizzeranno,inquestoambito,aspettiglaciologici,diricercainternazionale,politicielogistici.Siotterràquindilacostruzionediunabanca dati delle perforazioni e dei dati acquisiti tramite sistemi radar. Tutti i dati sarannocorredati dimetadati compatibili con i principali standard europei emondiali. Sarà quindicuratalapubblicazionedituttiidati,cartograficienon,supiattaformaweb,econapplicazionidiWebmapping.•Task3Allestimento di un centro di crioconservazione dei campioni glaciali raccolti durante ilprogetto NextData (WP 1.4). I campioni avranno le informazioni di base ad essi correlate,fruibilion linegraziealWEBGIS,epotrannovenireutilizzatidallacomunitàscientificaperstudidedicati.Risultatiattesi:Costruzioneemessaadisposizionediarchivididatipaleoclimaticivalidatiecon controllo di qualità, con cronologie determinate, e costruzione di un archivio fisico dicarotaggiglaciali,chepotràcostituireunabasedipartenzaperlafondazionediun"Museodelpaleoclimaitaliano".DeliverablesD2.3.A (dicembre 2017): Archivio/portale per l'accesso ai dati e metadati da carote dighiaccio,sedimentilacustri,torbiere,seriepollinicheecurvedendrocronologiche,contenentepaginestatichedidescrizionedellecaratteristichetecniche(Task1).D2.3.B (giugno2018):Relazionesullemetodologiequantitativedivalutazionedisitiglacialiidoneiallaperforazione,contenentemappediidoneitàallaperforazioneperlacatenaalpinaealtrisitimontanieinformazionisutecnologiediperforazioneinnovative(Task2).D2.3.C (dicembre 2018): Archivio/portale per l'accesso aperto e facilitato alle carteclimaticheepaleoclimaticheinItaliapergliultimi2000anni(Task1).D2.4.D (dicembre2018):Archivio fisicodi carotedighiaccio,presso l'EuroColdLaboratorydell'UniversitàdiMilanoBicocca(Task3).

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WP1.5:Datipaleoclimaticidacarotaggisedimentaridipiattaformacontinentale.Negliultimi decenni, numerosi gruppi di ricerca nazionali e internazionali hanno focalizzato lapropria attenzione sullo studiodell’evoluzione climaticadell’Olocene in sedimenti prelevatinell’areamediterranea.Inparticolare,ilbacinodelMediterraneo,inragionedellasuastrettarelazione con le masse continentali influenzate da processi climatici diversi, permette didocumentarefenomenievolutividelclimasiaascalaglobalesianell’emisferosettentrionale.Infine,vaprecisatocheisettorimarinidimarebasso(piattaformacontinentale)sonoarchivinaturali per il monitoraggio dei cambiamenti climatici a breve termine (decennale e/osecolare)eperilmonitoraggiodell’impattoantropogenicosulsistemamare.•Task1Per rendere disponibili le informazioni sulla storia climatica e ambientale contenute neisedimentimarini, questo Task sarà dedicato a raccogliere e analizzare carote di sedimentimarini, con particolare attenzione a quelle prelevate in ambiente di mare basso efocalizzandosi sulle dinamiche climatiche del Mediterraneo negli ultimi due millenni. Lapossibilità di potenziare l’archivio di dati per questo intervallo temporale (estremamentelimitatoperilMediterraneo)potràfornirenuoveipotesidilavoroperl’implementazionedeimodelli numerici che si propongono di simulare come il Mediterraneo, e in particolare ilsettoremarino-costiero, abbia risposto alle passate dinamiche climatiche. Questo Task è inlineaconquantodescrittoneiReportdell’IPCC.•Task2Verranno studiate le carote marine campionate durante le campagne oceanograficheNEXTDATA-2014 e NEXTDATA-2016 condotte nei mari Adriatico e Tirreno. Questo studiosarà rivolto all’identificazione, in un quadro cronologico ad alta risoluzione (Tephra, 210Pb,137Cs e 14C), delle principali oscillazioni paleoclimatiche (a scala da decennale a secolare)riconosciutenegliultimi2000anninelMareAdriaticoenelMarTirreno.Lasuccessionedeglieventipaleoclimatici identificati attraverso l’interpretazionedella rispostabiotica (planctoncalcareo e pollini), associata ad analisi geochimiche (condotte su specie selezionate diforaminiferi) e degli alchenoni, finalizzate alle ricostruzioni della Sea Surface Temperature(SST), verrà confrontata con i dati ottenuti dallo studio delle carote prelevate durante lecampagne oceanografiche precedenti in altri settori del Mediterraneo. Questo confrontopermetterà di verificare l'eventuale sincronia fra oscillazioni climatiche a breve e lungoterminenelMediterraneoelevariazionidellaSST.L'analisideidatipermetteràanchel’individuazionedipossibiliperiodicità(ascaledecennalie/osecolari)neiproxypaleoclimatici,riconducibiliafrequenzenotedioscillazioneclimatica.Ilconfrontotraiproxycontinentali(contenutopollinico)equellimarini(planctoncalcareo)consentiràdi comprendere lepossibili interazioni traquestidiversi ambienti edi rilevare ipotenziali effetti sull’ecosistema marino e quello continentale riconducibili alle rapideoscillazioniclimatiche,registratenegliultimiduemillenni. Particolareattenzionesaràattribuitaallaricerca,neikeysitesdelBacinodelMediterraneo,dieventipaleoclimaticiriconducibilisiaaforzantiregionali(effettodiimpattiantropogenici)siaaforzantiglobalieallerelazionitracambiamenticulturalieoscillazioniclimatichenegliultimiduemillenni.•Task3RealizzazionediundatabasedellecronologieottenibilidailivelliTephradasedimentimariniedalaghid'altaquotainItaliacentraleemeridionale.Risultatiattesi: Ricostruzionedelle informazioni sulla storia climatica e ambientale in Italianegli ultimimillenni, ottenutedallamisura e analisi di archivi sedimentarimariniprelevatinellapiattaformacontinentaleitaliana.

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DeliverablesD1.5.A (giugno 2017): Relazione tecnica sulle campagne oceanografiche di carotaggio disedimenti marini e sull'analisi dei dati raccolti (sedimentologia, microfossili, isotopi),contenentegrafici,tabelleeladescrizionedeimetodiutilizzati(Task1).D1.5.B (giugno 2018): Database delle informazioni paleoclimatiche (proxy e funzioni ditrasferimento)dacarotedisedimentimariniraccoltesupiattaformacontinentaleneikeysitesdelprogetto(Task2).D1.5.C (dicembre 2018): Relazione tecnico-scientifica, contenente serie temporali e cartepaleoclimatiche,sullarispostadelMediterraneoallevariazionidelleforzanticlimatichenegliultimimillenni,comederivatadall'analisideidatidicarotaggimarini(D1.5.B)(Task2).D1.5.D (dicembre 2018): Database numerico delle informazioni geocronologiche egeochimiche ottenute dall'analisi dei livelli di Tephra individuati nelle carote di sedimentimarini raccolteneikeysites delprogettoe recuperatedadatidi letteratura siadi sedimentimarini che lacustri. Archivio fisico dei campioni di Tephra individuati nelle carote disedimentimarini raccolteneikeysites delprogetto, chepotràessere implementato condatimarinielacustriconilcontributodialtriistitutidelCNR(Task3).

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WP2.4: Archivi dei dati paleoclimatici da sedimentimarini.QuestoWPèdedicato allacostruzione emessa a disposizione degli archivi di dati di carote di sedimentimarini a cuiverranno associati, ove disponibili, anche i dati chimico-biologici. I dati saranno validati esoggettiacontrollodiqualità,siaindividualmente,siamediantecross-validationconaltridatiproxy.•Task1AllestimentodiunWEBGISdedicatoall’archiviodellecarotedisedimentimariniconsideratenel Progetto, provenienti dalMediterraneo. Questa fase prevede un approfondito lavoro diricercadidatidadiversesorgentiquali:databaseinternazionali,corerepository italianiedaletteraturascientifica,perindividuaretuttiisitidovesonostateprelevatecarotedisedimentimarini(siadiambientedipiattaformacontinentalechedibacino).QuestaprimaattivitàdelWP produrrà i metadati indispensabili per la caratterizzazione del sito, che poi dovrannoconfluirenelWEBGISaggiornabilechecostituiràl’archiviodibasedeicarotaggimarini.Sarannoancheraccolteeresedisponibili inarchivio,sepossibile, le informazionie idatidianalisidispecifichecaroteprovenientidaalcunisettorichiavedell’OceanoAtlantico(StrettodiGibilterra).Saràquindirealizzatounarchivio informaticoeunportaledeimetadatiedeidati ottenuti dalle analisi dei carotaggi marini realizzati durante il progetto. Sarà quindirealizzatounarchivioinformaticoeunportaledeidatiottenutidaicarotaggimarinieffettuatiduranteilprogettoedeidatiottenutidalleanalisidicarotaggiesistenti.•Task2Realizzazione di un archivio numerico e fisico dei dati, metadati e relativi livelli Tephraolocenici identificati e analizzati durante il progetto. L’archivio fisico è disponibile perl'inclusionedidatimessiadisposizionedaaltriIstitutidelCNR.•Task3Contributo all’implementazione di un centro di conservazione delle carote sedimentariemarine, incluse quelle ottenute nel corso del progetto, che dovrà essere strettamenteconnessoconglialtricore-repository sparsinelMediterraneo,al finedicostruireunabancadati integrata per il Bacino del Mediterraneo. Tutti dati ottenuti dalle analisi delle caroteconsiderate nel Progetto NextData potranno essere fruibili on line grazie al WEB GIS epotranno venire utilizzati dalla comunità scientifica per studi dedicati. Infine, il sito distoccaggiodelle carotedi sedimentimarinipotrebbeessere labaseper la fondazionediun"Museodelpaleoclimaitaliano".Risultatiattesi:Costruzionediunsistemadiarchivididativalidatiesottopostiacontrollidiqualità,suicarotaggimarinidipiattaformacontinentaleinMediterraneoeinselezionateareedell’Oceano Atlantico. Contributo all'implementazione di un archivio fisico di carotesedimentariemarineeallarealizzazionediun"Museodelpaleoclimaitaliano".DeliverablesD2.4.A (dicembre2017):Archivio/portaleper l'accesso liberoe facilitatoaidatabaseeallericostruzionipaleoclimatichedacarotaggidisedimentimarini(Task1).D2.4.B (giugno 2018): Archivio/portale di accesso ai dati e metadati sui livelli Tephraolocenici(Task2).D2.4.C (dicembre 2018): Archivio fisico delle carote sedimentarie marine e dei campionirelativiai livellidiTephraottenutiduranteilprogetto,comprendenteleregolediaccessoaicampioni(Task3).

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3.Scenariclimaticifuturiperl'ambientemontanoitaliano(WP2.5,WP2.6)Lediverseattivitàfornirannouninsiemediscenariclimaticidisaggregati,adaltarisoluzione,per l'ambiente montano italiano. Le condizioni meteo-climatiche ottenute da tali scenarisaranno utilizzate per proiezioni future sulle risorse idriche montane e sullo stato degliecosistemiedellabiodiversitàmontana.WP2.5: Proiezioni climatiche future in regioni montane. La disponibilità di risultatiprodotti da simulazioni numeriche climatiche è un elemento essenziale per completare einterpretare le informazioni fornite dai dati misurati e per sviluppare metodologie diprevisioneestimadegliimpatti.•Task1Costruzionediunarchiviodeirisultatidisimulazioniclimaticheglobali,regionalielocali,siagià esistenti, sia effettuate durante il progetto. A livello di condizioni climatiche globali,verrannocostruitiarchivideirisultatidellesimulazionirelativealperiodoindustriale(1850-2005)eaproiezionifuture(RCP4.5,RCP8.5,RCP3-PD)perilperiodo2006-2100,ottenuteutilizzando idiversimodelli climatici globalidisponibilipressogliEntipartecipanti, quali ilmodello del CMCC e il modello EC-Earth in uso presso il CNR. Alcune delle simulazioniverranno effettuate ed archiviate presso i centri di calcolo del CMCCmentre altre sarannoeffettuate e rese disponibili presso il CINECA e l'ENEA. Queste simulazioni forniranno unensemble di risultati modellistici che costituiranno una base di dati globali per lacaratterizzazione delle condizioni climatiche a grande scala. I risultati dei modelli globalisarannoutilizzaticomecondizionialcontornoperlesimulazioniascalaregionaleelocale.Lesimulazioni globali saranno integrate con quelle disponibili nell’ambito di programmiinternazionaliqualiCMIP5elesimulazionidelconsorzioEC-Earth.L’archiviorenderàdisponibiliirisultatidellesimulazioniidrostaticheascalaregionaleperleregioni strategiche considerate nel progetto, includendo sia i risultati di simulazionipuramente atmosferiche, sia simulazioni accoppiate mare-atmosfera per il Bacino delMediterraneo.LesimulazioniregionaliidrostatichesarannosvoltepressoCMCC,ENEAeICTPe saranno rese disponibili presso gli archivi e i portali numerici costruiti nel corso delProgetto. Le simulazioni saranno confrontate e completate dalle simulazioni dell'iniziativainternazionale CORDEX. L’archivio comprenderà anche una casistica dei risultati disimulazioninon-idrostaticheadaltarisoluzione(1-10km)inareemontane,incuil’orografiacomplessa richiederà lo sviluppo di particolari soluzioni modellistiche. In queste aree, ilconfronto fra i risultati numerici e i dati raccolti dalle reti dimisura sarà essenziale per lacalibrazioneelavalidazionedeimodelliascalalocale.Questimodellisarannoinnestatinellesimulazioniglobaliperottenereunarchiviodiscenarifuturiadaltarisoluzionespazialenelleregionimontanediinteresse.•Task2Sviluppoeimplementazionedimetodididownscalingstatisticoestocasticopertemperaturae precipitazione, in grado di rappresentare gli effetti orografici, per le regioni montaneitaliane. Tutte le simulazioni e gli scenari disaggregati saranno resi disponibili sui portalitematicidelprogetto.Risultati attesi: scenari climatici ad alta risoluzione spaziale per le regioni montane, dautilizzarecomeforzantiinmodellidelcicloidrologico,dellerisorseidricheedegliecosistemi.

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DeliverablesD2.5.A(giugno2017):Versionepreliminaredell'archivioeportalidiaccessoallesimulazioniglobalieregionalieffettuateinambitoNextData,conrisoluzionespazialerispettivamentedacirca 70 a 120 km per le simulazioni globali e da circa 4 a circa 50 km per le simulazioniregionali,periperiodidiriferimento1950-2005(storico)e2006-2050pergliscenarifuturiRCP4.5eRCP8.5.D2.5.B(giugno2018):Archivioeportalediaccessoalsoftwareeaicampiditemperaturaeprecipitazionedisaggregaticontecnichedidownscalingstatisticoestocastico,conrisoluzionespazialefinoa1kmetemporalefinoa6oresulleareemontaneitalianenelperiodostorico(1950-2005)enegliscenarifuturi.D2.5.C(dicembre2018):Versionecompletadell'archivioeportalidiaccessoallesimulazioniglobalieregionalieffettuateinambitoNextData(Task1).WP2.6:Proiezionifuturesurisorseidricheedecosistemimontani.Perlacorrettastimadegliimpattiedeirischiassociatiaicambiamenticlimaticieambientali,ènecessariosimularecomelevariazionimeteo-climaticheprevistedaimodelliclimatici(WP2.5)siriflettononeicambiamentidei"sistemiaterra",sianoessirisorseidrichesuperficialiosotterranee,risorsecriosferiche,oecosisteminaturali.Leproiezionisibasanosullosviluppoeimplementazionedimodellideterministici("diprocesso")oempiricidellarispostadellarisorsainquestione,forzatidagliscenariclimaticiattesi.Inquestomodo,risultapossibileforniredellestimeneipossibilicambiamentideiserviziambientali(idrici,ecosistemici)fornitidalleregionimontaneinseguitoaicambiamentiglobaliincorso.QuestoWPsvilupperà.implementeràedutilizzeràmodelliempiricie/odeterministiciperleseguentitipologiediserviziambientali:•Task1.RisorseidricheModelli di risposta dei ghiacciai alpini (Minimal Glacier Models, Flowline models, modelliempirici,utilizzandoleinformazioniprovenientidaiWP1.1eWP1.6);Modelli deterministici dettagliati di manto nevoso in siti campione (utilizzando leinformazioniprovenientidaiWP1.1eWP1.6);Modellidiripostaidrologicasuperficialemedianteapproccisemi-distribuiti insiticampione(utilizzandoleinformazionifornitedaiWP1.1eWP1.2);Modellidirispostadegliacquiferisotterraneiinsiticampioneconmodellideterministicieascala regionale conmodelli semi-empirici, in collaborazione con Aziende di gestione idrica(utilizzandoleinformazionifornitedaiWP1.1eWP1.2).•Task2.EcosistemiebiodiversitàModelli empirici di risposta della biodiversità animalemontana ai cambiamenti climatici eambientali(utilizzandoleinformazionifornitedaiWP1.1eWP1.7);Modelliempiricididinamicadipopolazioneperspecieanimalicaratteristiche(utilizzandoleinformazioniprovenientidaiWP1.1,WP1.6eWP1.7);Modellideterministicideiflussidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosferainsitimontani(utilizzandoleinformazioniprovenientidaiWP1.1,WP1.2eWP1.7);Modellideterministiciediprocessodelladinamicadegliecosistemidei laghimontanid'altaquota(utilizzandoleinformazioniprovenientidaiWP1.1,WP1.6eWP1.7);Modelli di distribuzione di specie campione nelle aree montane italiane (utilizzando leinformazioniprovenientidaiWP1.1,WP1.6eWP1.7).Risultatiattesi:Stimaquantitativadegli impattideicambiamentiglobalisullerisorse idriche(glacializzate,superficialiesotterranee)fornitedallezonemontaneepedemontaneitalianeindiversi scenari di cambiamento climatico e ambientale. Stima dei cambiamenti attesi degli

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ecosistemi e della biodiversità montana in Italia in seguito ai cambiamenti climatici eambientali.DeliverablesD2.6.A (giugno 2018): Archivio con accesso libero e facilitato (i) ai modelli (software) dirisposta delle risorse idriche montane (ghiacciai, neve, acque sotterranee) sviluppati neiWP1.6eWP1.2e(ii)alleproiezionisullarispostadellerisorseidricheagliscenariprodottinelWP2.5(Task1).D2.6.B: (giugno 2018): Archivio con accesso libero e facilitato (i) ai modelli (software)sviluppatinelWP1.7dellabiodiversitàanimalemontanaedelladinamicadipopolazionedispecie significative (ungulati montani, tetraonidi alpini) e (ii) alle proiezioni della rispostadellabiodiversitàanimalemontananeidiversiscenariprodottinelWP2.5(Task2).D2.6.C (dicembre 2018): Archivio con accesso libero e facilitato (i) aimodelli dei flussi diacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosferainsitimontanisviluppatinelWP1.7e(ii)alleproiezionisuicambiamentiattesinellecaratteristicheditaliflussi(Task2).D2.6.D (dicembre2018):Archivioconaccesso liberoe facilitato(i)aimodelli (software)dirispostadispecificiecosistemi(laghimontanid'altaquota,prateriealpine)inclusinellareteLTERmontanaitalianaesviluppatinelWP1.7e(ii)alleproiezionifuturesullarispostaditaliecosistemi agli scenari prodotti nel WP2.5 e ai cambiamenti nell'uso del territorio eall'introduzionedispeciealloctone(Task2).

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10.Organizzazioneefruibilitàdeidatierisultati.PortalegeneraleeraccordoconGEO/GEOSS(WP2.7)

Idatierisultatiraccoltie/oottenutidaNextDatasarannoorganizzatiinuninsiemediarchivitematicidistribuiti,ospitatidalleIstituzionipartecipanti,cherispettanolespecificheeuropeee internazionali sulla struttura di dati emetadati e le richieste di GEO/GEOSS. La figura 6illustra il sistema di archivi e portali tematici del progetto. I dati deimonitoraggi sarannoospitati da server al CNR, basati sia sulle tecnologie GeoNetwork sia su altri sistemi didistribuzione/archiviazione. I dati delle ricostruzioni/rianalisi del Mediterraneo sarannoospitatisuiserverdiINGVebasatisuserverTHREDDS.Irisultatidelleproiezionifuture,siameteo-climatichesiadegliimpattisurisorseidricheedecosistemi,sarannoospitatisuiserverTHREDDSdiCMCCeCINECA,quest'ultimocheraccoglieirisultatidiCNR,ENEAeICTP.

Figura6.SistemadiarchividelprogettoNextData.

Al momento, tutti questi archivi sono raggiungibili dal sito web del progetto NextData,www.nextdataproject.it.E'incostruzioneilportalegeneraledelprogetto,chepermetteràunaccessoaperto,facilitatoe interoperabile al sistema di archivi ed è il prodotto principale delWP2.7 (che include ilprogettospecialeP1).TaleportalegeneralesaràultimatoafineprogettoecostituiràilpuntodicontattofrailprogettoNextDataeilsistemadiarchivi/portalidiGEOSS.Lacostruzionedel

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portale generale, gestita dal CNR in collaborazione con CINECA, è coordinata dallo stessogruppoCNRchesioccupadellacostruzionedelGEOSSDataCoreedeiportalidiGEO/GEOSS,con questo assicurando la piena compatibilità fra NextData e GEO/GEOSS e fornendo uncontributo essenziale dell'Italia a GEO/GEOSS. La versione di test del portale generale èraggiungibile attualmente dal sito web del progetto NextData. La figura 7 illustraschematicamentelastrutturadelportalegeneralediNextData.

Figura7.StrutturaschematicadelportalegeneraledelprogettoNextData

Il legame conGEO/GEOSS è reso ancorapiù strettodal contributo specifico che il progettoNextDatafornisceadueimportantiGEOInitiatives:GEO-GNOME,theGEOGlobalNetworkforObservations and information in Mountain Environments, coordinato da MRI (Svizzera) eCNR, e GEO-ECO, the GEO Global Ecosystem Monitoring Initiative, coordinato dal CNR edall'UniversitàdiBayreuth(Germania).

DeliverablesdelWP2.7(portalegenerale)D2.7.A(giugno2017):RelazionesullastrutturageneraleecaratteristichetecnichedelportalegeneraledelprogettoNextData,inclusalapoliticadiaccessoaidatielescelteoperativesiahardwaresiasoftware.D2.7.B(dicembre2017):Versionepreliminaredelportalegenerale,apertoallacomunitàscientificadiNextData.D2.7.C(dicembre2018):VersionecompletadelportalegeneraledelprogettoNextData.

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11.NextData:cronoprogramma

SP WP Task giugno2017

dicembre2017

giugno2018

dicembre2018

SP1

WP1.1

Task1 D1.1.A D1.1.B D1.1.FTask2 D1.1.C Task3 D1.1.D Task4 D1.1.E

WP1.2 Task1 D1.2.A D1.2.B Task2 D1.2.C

WP1.3Task1 D1.3.A Task2 D1.3.B Task3 D1.3.C

WP1.4Task1 D1.4.A Task2 D1.4.B Task3 D1.4.C

WP1.5Task1 D1.5.A Task2 D1.5.B D1.5.CTask3 D1.5.D

WP1.6Task1 D1.6.A D1.6.B D1.6.ETask2 D1.6.C Task3 D1.6.D

WP1.7Task1 D1.7.B D1.7.DTask2 D1.7.A D1.7.C D1.7.ETask3 D1.7.F

SP2

WP2.1 Task1 D2.1.A Task2 D2.1.B D2.1.C

WP2.2 Task1 D2.2.A D2.2.B

WP2.3Task1 D2.3.A D2.3.CTask2 D2.3.B Task3 D2.3.D

WP2.4Task1 D2.4.A Task2 D2.4.B Task3 D2.4.C

WP2.5 Task1 D2.5.A D2.5.CTask2 D2.5.B

WP2.6 Task1 D2.6.A D2.6.CTask2 D2.6.B D2.6.D

WP2.7 Task1 D2.7.A D2.7.B D2.7.C

CronoprogrammadelprogettoNextDataedatediconsegnadeideliverables.

inverde,ilperiododiduratadelleattivitàdeiTaskeWP

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12.ContributodeiprecedentiProgettiSpecialiParallelamentealleattività svoltedaipartner chehannosviluppato ilprogetto, alla finedelprimoanno(2012)eainiziosecondoanno(2013)sonostatipredispostideibandiapertipersvolgereattivitàritenutediparticolare interesseecomplementarialleattivitàgiàsvoltedaipartner. Questi bandi hanno permesso di coinvolgere in modo più ampio la comunitàscientifica, sviluppando dei "progetti speciali" che contribuiscono al raggiungimento degliobiettividiNextData,approfondendolericerchesullerisorseidriche,sugliecosistemiesullericostruzionidelclimadelpassato.Conlarimodulazionedelprogetto,leattivitàdeiProgettiSpeciali sono state inseritee armonizzate con le attività svolteneidiversiWP,di cuisono diventate parte integrante e indistinguibile. I Progetti Speciali come tali, dunque,sono stati fusi con le attività progettuali al fine di ottenere un approccio più coerente. Percompletezza,siriportaoveglioriginariProgettiSpecialisonostatiinseritiearmonizzati:P1. Infrastruttura/portale generale di NextData (ND-SoS-Ina). Riguarda la costruzione delPortaleGeneraledelprogettoehadatooriginealWP2.7.P2. NextSnow. Riguardava il monitoraggio/modellistica della neve e delle precipitazioninevosenelleAlpi occidentali, comeprogettopilota per unpiù completomonitoraggiodellaneveascalanazionale.E'diventatoparteintegrantedelWP1.6.Tipologiadidati:risorseidriche.Temachiave:Monitoraggioattuale.P3.Censimentoquantitativodeighiacciaiitalianiericostruzionedellalorodinamicarecentenegli ultimi 100 anni (DATAGRALP). Riguarda la realizzazione di un censimento/databasequantitativoecoerentedeighiacciaimontaniitaliani.E'diventatopartecrucialedelWP1.6.Tipologiadidati:risorseidricheecriosferiche.Temichiave:Monitoraggioattuale.P4.Sviluppodiuninsiemediscenaridicambiamentoclimaticoinareeadorografiacomplessa(RECCO,REgionalClimateinComplexOrography).Riguardalamodellisticaadaltarisoluzionedellecondizionimeteo-climaticheinspecificheareed'altaquota,èdiventatoparteintegrantedelWP2.5.Tipologiadidati:condizionimeteo-climaticheeatmosfera.Temachiave:proiezionifuture.P5. Proxy sedimentari in laghi d'alta quota per la ricostruzione climatica dell'Olocene.Riguardalaraccolta,analisie interpretazionedeiproxyclimaticifornitidacarotaggi lacustriin alta quota. E' diventato parte integrante del WP1.4. Tipologia di dati: condizionimeteoclimatiche,statodell'ecosistema.Temachiave:ricostruzioniclimaticheperilpassato.P6. Ricostruzione multi-proxy delle condizioni climatiche nelle Alpi orientali nell'Olocene.Riguarda lamisura e l'analisi diproxy delle fluttuazioni climatiche negli ultimimillenni dacarotaggidighiacciaimontanieditorbiera.E'diventatoparteintegrantedelWP1.4.Tipologiadidati:condizionimeteoclimatiche,statodell'ecosistema.Temachiave:ricostruzioniclimaticheperilpassato.P7.Informazioneclimaticaadaltarisoluzioneperlemontagneitaliane(HR-CIMA).Riguardaladefinizionediunaclimatologiaadaltarisoluzioneper leareemontane italianee lastimadellavariabilitàclimatica,adaltarisoluzionespaziale,inspecificheareeprotettemontane.E'stato inserito nel WP1.1. Tipologia di dati: condizioni meteoclimatiche (temperatura eprecipitazione).Temachiave:monitoraggioattuale.

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PP1.Armonizzazioneeraccoltadeidatiesistentieconduzionedinuovemisuresullostatoeicambiamentidegliecosistemimontani italiani, sviluppodiunsistemadiarchivie servizidiaccessoaidatierisultatidellaricercasugliecosistemimontanidel territorionazionale,conparticolare attenzione ai siti di ricerche ecologiche a lungo termine (LTER). Riguarda lasistematizzazionee l'usodeidati fornitidallestazioniLTER.E'diventatoparte integranteecruciale del WP1.7. Tipologia di dati: stato dell'ecosistema, biodiversità. Tema chiave:monitoraggioattuale.PP2. Armonizzazione dei dati esistenti e conduzione di nuovemisure dei flussi di CO2 e divapored'acquainecosistemimontani insitipilota,per lastimadegliscambigassosiedelladinamicavegetazione-atmosferainambientemontano.Riguardalamisuradiscambidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosferainsitiforestaliediprateria.E'diventatoparteintegrante del WP1.7. Tipologia di dati: stato dell'ecosistema, flussi biogeochimici. Temachiave:monitoraggioattuale.PP3.Armonizzazionedeidatirelativiallabiodiversitàanimaleealleretitroficheinecosistemimontani, e messa a disposizione dei relativi dati. Permette il recupero di dati storici sullabiodiversità da collezionimuseali e da raccolte sul campo. In versione ridotta, è diventatopartedelWP1.7.Tipologiadidati:statodell'ecosistema,biodiversità.Temachiave:monitoraggioattuale.PP4.Armonizzazionedeidatiesistentiedeventualeconduzionedinuovemisurediparametriidro-meteorologiciedideflussi inbacinimontaniappenninici, concentrando l'attenzionesusiticampione.Riguardalastimadellerisorseidrichesuperficialiinspecificisitiappenninici,alfine di sviluppare una metodologia esportabile. In versione ridotta, è diventato parte delWP1.2.Tipologiadidati:risorseidriche.Temachiave:monitoraggioattuale.PP5.Ricostruzionediseriestorichedideformazionidelsuolopersiticampioneinambientemontano e correlazione con serie di precipitazione.Riguarda la relazione fra variazioni delciclo idrologico e risposta del suolo (deformazioni, fenomeni franosi) in specifici siticampione.Inversioneridotta,èdiventatopartedelWP1.2.Tipologiadidati:risorseidriche,cicloidrologico.Temachiave:monitoraggioattuale

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13.SviluppistrumentalietrasferimentotecnologicoIlprogettoNextData,dedicatoallaricercascientificasulladinamicadelclimaesull'ambientemontanoitalianoeall'analisidellarispostadellerisorsemontane(ecosistemi,risorseidriche)ai cambiamenti climatici, include una parte di sviluppo strumentale e di trasferimentotecnologico, necessariaperottimizzare imonitoraggi in ambienti con condizioni ambientaliestreme.Per quanto riguarda la rete nazionale di monitoraggio climatico-ambientale di fondo, lacapacità di ottimizzare la frequenza temporale e ridurre l’incertezza delle misure eseguitepresso le stazioni sarà acquisita promuovendo l’uso di strumentazione basata su tecnicheinnovativeper lamisuradi gas inquinati e clima-alteranti (CO2,CH4, CO,H2O,N2O,O3,NO2,SO2,BrOeOClO).Questistrumenti,applicandotecnichequaliCavityRingDownSpectroscopy,Off-AxisIntegratedCavityOutputSpectroscopy,DifferentialOpticalAbsorptionSpectroscopy,possono sostituire quelli che utilizzano tecniche tradizionali (es. gas-cromatografia,assorbimento differenziale nell’infrarosso). Poiché la strumentazione basata su questetecniche innovative ha una maggiore facilità d’impiego e in generale minori costi difunzionamento rispetto a quella tradizionale (sia in termini di manutenzioni sia di tempouomo impiegato), l’implementazione delle stazioni con tali sistemi produrràun’ottimizzazionecomplessivadellagestionedeiprogrammidimisuraediricercainambientid'altaquota.Nel casodelle ricercheglaciologiche inaltaquota, il progetto sviluppaunnuovo strumento(HyperIce) di misura delle caratteristiche spettrali di riflettanza delle carote di ghiaccio,attraversol’acquisizionediimmaginiiperspettralinelvisibileenell’infrarossovicino.QuestostrumentoècompostodalloscannerHeadWallHyperspectVNIR©con frequenzada380a1000nm (visibile+infrarossovicino) euna risoluzionedi immagine (pixel)di100x100nm.Illuminato da una lampada alogena stabilizzata ad alta efficienza, tutto il sistema diacquisizione si muove su una slitta costruita ad-hoc per ospitare le carote di ghiaccio condiametrida8a10cm.Vengonoacquisiteimmaginidellacarotafinoadunalunghezzadi150cm, che vengono registrate su server dedicati. Con la parte hardware è stato sviluppato ilsistemadimovimentazione,incollaborazioneconilDipartimentodiFisicadell’UniversitàdiMilano Bicocca e con la sezione INFN di Milano Bicocca, e il software di gestione dellostrumentoediacquisizionedelleimmagini.Dopounaserieditestsumaterialidallarispostaspettrale nota, è stata effettuata presso l’Eurocold Lab dell’Università di Milano-Bicocca lamisuradicarotedighiaccioprovenientidall’Adamello,prelevatenell’ambitodiunprogettodiricercacon laFondazioneMach(TR),ProvinciaAutonomadiTrento,ed ilMuseodiScienze(MUSE) di Trento. Lo strumento permette di ricostruire l’impronta della riflettanza dellecarotedighiaccio, conparticolareriguardoalcontenutoeallanaturadellepolverimineralifinicontenute(PM10,PM2.5)andandoadunarisoluzionetalechenessunmetodoanaliticoditipo chimico hamai raggiunto finora. Inoltre, trattandosi di misure non-distruttive, questepermettono di riutilizzare il ghiaccio analizzato per altre misure. Su questo progetto sonostateutilizzateleforzediduedottoratidiricerca(unoperlosviluppodellostrumentoedunoperilcalcolonumericodeimodellidiriflettanza).Un ulteriore sviluppo riguarda la tenda ColdDrill: la necessità di effettuare perforazioni inghiaccio in condizioni fredde o disagiate (ghiacciai polari o di alta montagna) hanno resonecessariosviluppareunatendagonfiabileconspecifichepolarichepermettadicostruireuncamporemotodiperforazionesughiacciaiintempibrevi.AvallediunacollaborazioneconilDipartimentodiFisicadell’UniversitàdiMilanoedelladittaPMEngeeneringèstatacostruita

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unastrutturagonfiabiledi5mdidiametro,dedicataadospitarelasondadiperforazioneeleattrezzature per la gestione delle carote di ghiaccio, che permettesse di esseremontata intempibrevi(circa15minutidigonfiaggio)ediproteggere ilpersonaleeglistrumentidallepossibili condizioni meteorologiche avverse, senza però riscaldare l’ambiente che devemantenere temperature inferiori allo zero Celsius. Testata prima nell’Eurocold Labdell’Università di Milano Bicocca, la tenda è stata poi testata sul terreno sul Ghiacciaiodell’Adamello a 3400 m di quota. Si tratta di una soluzione che permette di operare insicurezza, senza sacrificare spazi emodularità nel trasporto. La versione utilizzata, ancoraprototipo, pesa circa 80 kg ed è facilmente elitrasportabile. Lo sviluppo futuro sarà diutilizzaremateriali più performanti e leggeri con una riduzione del peso anche dellametà(nella stessaconfigurazione)eutilizzare l’esperienza fattaper sviluppare tendepiùpiccole,personali,dausareincondizionidiemergenzainmontagna.Infine, è stato sviluppato un sistema di definizione della perforabilità. La necessità diprogrammare le perforazioni in ghiacciai che abbiano la potenzialità per essere studiatipresenta molte criticità nel caso di aree poco conosciute o particolarmente remote.Escludendo le grandi calotte glaciali, studiate in modo diverso, le catene montuose dellemedie latitudini presentanounapotenzialità di ricostruzione climatica e ambientale spessolimitata dalla topografia e dalle complesse caratteristiche geometriche dei ghiacciai vallivi.Nellafondamentalenecessitàdicapirequalighiacciaiabbianounarealepotenzialitàdistudioèstatosviluppato,nell’ambitodiundottoratofinanziatodaNextData,unprodottosoftwaredianalisi delle immagini satellitari e dei modelli digitali di terreno che portano a definire lemigliori condizioni (geometriche e ambientali) di perforabilità delle aree glacializzate.Partendodasituazioninoteegiàstudiate(comeisitidelleAlpi)peraddestrare ilsoftware,sono state ricavate come caso di studio delle carte di perforabilità dell’area Himalaya-Karakorum, andando poi a verificare se le perforazioni pregresse rientrassero nelle classipreviste.Questosistemaharestituitounachiaravisionedellecaratteristichediperforabilitàeverràimplementatoedutilizzatoingeneraleperleareemontane.

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14.Analisiesuperamentodelmismatchclima-impattoLe proiezioni climatiche a scala globale disponibili ad esempio negli archivi CMIP5 hanno,attualmente, risoluzione spaziale non superiore a 40-100 km e le proiezioni regionalidisponibilinegliarchiviCORDEXhannorisoluzionespazialenonsuperiorea10-30km.Tuttavia, per lo studio degli effetti della variabilità climatica sulle risorse idriche e sugliecosistemi,maanchepermoltialtristudidiimpatto,ènecessario,specialmentenelcasodelleareemontane,disporrediunarisoluzionespazialemoltopiùelevata,chescendaallascaladelkilometrooaddiritturaascaleinferiori.E',questo,ilbennotoproblemadelmismatch(oiato)fralescalerisoltedaimodelliclimaticiequelledegliimpattialsuolo.Il progetto NextData affronta e contribuisce a superare questo problema mediantel'implementazione di un insieme di tecniche di downscaling (disaggregazione)dell'informazioneclimatica,secondoleseguentitipologie:1. Disaggregazionedinamica,mediante l'implementazionedimodelli climatici locali ad altarisoluzione.Inquestoambito,sarannoutilizzatimodelliadattiall'orografiacomplessadelterritorio montano (per esempio, RAMS e WRF) per specifiche aree campione, conrisoluzionefinoacircaunkilometro.SaràancheimplementatoilmodelloWRF-Hydro(ingradodiriprodurrelarispostaidrologicasuperficiale)peralcunibaciniappenninici,esaràutilizzato il modelloWRF con risoluzione da 3 a 4 km su specifiche aree del territoriomontano e pedemontano italiano. Simulazioni a 4 km per gli ultimi trenta anni su tuttaEuropasonogiàdisponibilisuiserverdelprogetto.

2.Disaggregazione statistica,basata sul confronto fra serie climatiche locali e risultatidellesimulazioni a scala più grande, e costruzione di modelli correlativi che permettono diestrapolarel'informazioneagrandescalaallasituazionelocale,ipotizzandolastazionarietàdelle relazioni statistiche fra comportamento a grande e piccola scala. La più sempliceversione di questa procedura, utilizzata per la temperatura, è la correzione delletemperature mediante l'applicazione di un adiabatic lapse rate su un DEM ad altarisoluzione.

3.Disaggregazione stocastica della precipitazione,mediante generazionedi un ensemble dipossibilirealizzazionideicampidiprecipitazioneapiccolascalaapartiredallaconoscenzadelleproprietàstatistichedelcampodiprecipitazioneagrandescale(spettrodipotenza,distribuzione inampiezza).Unaversionediquestometodo(RainFARM),originariamentesviluppatoperleprevisionimeteorologiche,èstatoestesoalcasoclimatico15edèincorsol'estensioneperpoterincluderel'effettoorograficoapiccolascala.

Insieme, questimetodi permettono di superare lo iato di scale fra proiezioni climatiche edesigenzedeglistudidi impatto. IlprogettoNextDatahasviluppato/migliorato le tecnichedidisaggregazione spaziale dell'informazione climatica e implementato gli algoritmi relativi,rendendoli disponibili. Un insieme di campi disaggregati per le zonemontane di interessesaràresodisponibilesulportalegeneraledelprogetto(unaprimaversioneègiàdisponibilesui serveTHREDDS raggiungibili dal sitoweb) e gli algoritmi di disaggregazione stocasticaverrannoulteriormenteraffinati,conl'inclusionedeglieffettiorograficisotto-griglia.

15D.D'Onofrio,E.Palazzi,J.vonHardenberg,A.Provenzale,S.Calmanti,StochasticRainfallDownscalingofClimateModels.J.Hydrometeorology,doi:10.1175/JHM-D-13-096.1(2014)

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15.IlproblemadegliindicatoriedeimonitoraggibiologiciNel monitoraggio di ecosistemi e biodiversità è sostanzialmente impossibile, a causa dellagrandecomplessitàdelle interazioniedei sistemi considerati, ottenere informazionidirettesu tutte le componenti biotiche e abiotiche degli ecosistemi. E' quindi necessario definireindicatori (biologici e non) che condensino l'informazione rilevante. Questi possono essereforniti siadalmonitoraggiodi "keystone species", siadallabiodiversitàdi taxa significativi,anche nell'ambito degli sviluppi legati alle Essential (Climate o Biodiversity) Variables. Inparticolare,NextDatacontribuirà,perquantoriguardaleregionimontane,alladefinizioneeall'usodelleEssentialClimateVariablesedEssentialBiodiversityVariablesrilevantiperl'ambiente montano italiano, in collaborazione con GCOS, GEO BON ed il progettoECOPOTENTIAL.In questo ambito, si preferisce trattare in modo approfondito tre specifiche tematicheprincipali, di grande rilevanza per gli ecosistemimontani italiani, piuttosto che spaziare inmodoampiomanecessariamentepiùsuperficiale.Talitematichesono:1.Recupero,armonizzazioneecontrollodiqualitàdeidati insituprovenientidaisitimontanidelLongTermEcologicalResearchnetworkinItalia,elorocompletamentoconosservazionisatellitari ingradodi fornire informazionisullecaratteristichee icambiamentidelterritoriomontano(inclusalacoperturavegetale, ilLandUse-LandCover, l'umiditàdelterreno, le caratteristiche della copertura nevosa). In questo ambito, saranno definite qualiEssential Variables siano più adatte ad essere utilizzate come indicatori ambientali edecosistemici, saranno costruite delle Mind Maps di alcuni specifici ecosistemi e sarannosviluppati modelli concettuali, empirici o deterministici, dei principali ecosistemi, dautilizzareperottenereproiezionifuturesullostatodegliecosistemiedeiserviziecosistemiciinscenaridicambiamentoclimaticoeambientale.2.Analisi della biodiversità animale montana, mediantemonitoraggi, analisi dei dati emodelli di risposta a scenari climatici. Sarà verificata l'ipotesi, emersa dalle analisi dei datidisponibilifinora,chegliindicatorilegatiafarfalleeragniforniscanoindicatoriottimaliperlastimadellabiodiversitàtotale,esarannodefinitimetodidicensimentochesianoeconomiciedesportabiliinaltresituazioni.Analogamente,verrannodefinitelespeciepiùimportantidicuiseguire la dinamica spaziale e temporale, per ottenere informazioni utili per lacaratterizzazionedell'interoecosistema.3.Dinamicadelleprateried'altaquota,considerandoglieffettideicambiamenticlimaticiel'abbandonodeipascoliinquota,misurando,analizzandoemodellando(1)ladinamicadellavegetazione,inclusaladefinizionediindicidifenologia(unodeipiùimportantiindicatoridicambiamentoclimatico)damisurelocaliinsitipilotaedaosservazionisatellitari;(2)iflussidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosfera(sarannoutilizzatiisitistrumentatidiTorgnon, prateria; Brocon, prateria; Gimillan, prateria; Levionaz, prateria; e altri siticampionati con camere a flusso); (3) la dinamica di popolazione di camoscio, stambecco,fagianodimonteepernicebiancaqualispeciesimbolodiquestiambienti.Qui,gli indicatoridadefinire/verificaresono leproprietàchimichedel terreno, i flussidiacquaecarbonio, lastrutturadellavegetazione, lespeciedierbivoridamonitorare.Particolarmente importantesaràl'usodidatisatellitariel'analisideglieffettidelpascolodiungulatidomestici.I risultati ottenuti forniranno informazioni specifiche su temi di cruciale interesse percaratterizzare i cambiamenti degli ecosistemi e dei servizi ecosistemici delle montagneitaliane,epermetterannodidefiniremetodologieesportabileadaltricontesti.

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16.Esempiodiusodeidati/risultatisullerisorseidriche:modellisticadellarispostadeighiacciaialpini

Lastimadellarispostadeighiacciaialpiniallevariazioniclimatichepassateefuturerichiedelosviluppodimodellidiflussoglaciale.Nellamaggiorpartedeicasi,tuttavia,leinformazionisuighiacciaisonoscarseedèopportunocostruiremodelliminimalicheleganolavariabilitàdelle condizioni meteoclimatiche (temperatura estiva, precipitazione invernale) allavariazione della lunghezza del ghiacciaio, in generemisuratamediante la valutazione deglispostamenti dei fronti glaciali. Tali modelli possono essere sia empirici (correlativi), siadeterministici,basatisullastimadelbilanciodimassa.NelcorsodelprogettoNextDatasonostatiutilizzatiidatidighiacciaiomisuratidalComitatoGlaciologicoItaliano(CGI,partnerdelprogetto)eidatimeteoclimaticidiuninsiemedistazioniregionalipercostruireunmodelloempiricodellarispostaglaciale,cheèstatoquindiutilizzatopervalutarelostatofuturodiuninsieme di ghiacciai delle Alpi occidentali in risposta a diversi scenari climatici prodottiduranteilprogetto16.Lafigura8riportalarispostadellalunghezzamediadiquestighiacciaiaicambiamenticlimaticiattesi.

Figura 8. sinistra: Fluttuazioni annuali medie standardizzate della fronte glaciale di diversi grandighiacciaidelleAlpioccidentaliitaliane.Posizionemediadellafronteglaciale(rispettoallaposizionenel1970)deglistessighiacciai.Incolore,irisultatidelleleproiezionifutureperloscenarioRCP8.5generatodalmodelloEC-Earth.UtilizzandoidatidelGCIeidatimeteo-climatici,completatidaunaseriedidatiGISelaboratiduranteilprogetto,èstatoinoltremostratocomeimodellideterministiciforniscanorisultatidecisamentemiglioriquandoviene incorporata l'informazioneGISsuighiacciai (definizioneprecisa della linea di flusso)17. La figura 9 riporta il confronto fra i risultati ottenuti con esenza l'inserimentodelle informazioniGISper ilghiacciaiodelRutor. Ilvantaggiodiquestometodoèlapossibilitàdiapplicarloaighiacciaiindividuali.

16R.Bonanno,C.Ronchi,B.Cagnazzi,A.Provenzale,GlacierresponsetocurrentclimatechangeandfuturescenariosinthenorthwesternItalianAlps.RegionalEnviron.Change,DOI10.1007/s10113-013-0523-6(2013).17D.Strigaro,M.Moretti,M.Mattavelli,M.DeAmicis,V.Maggi,A.Provenzale,DevelopmentofGISmethodstoassessglaciersresponsetoclimaticfluctuations:aMinimalModelapproach.In:GeomorphometryforGeosciences,JasiewiczJ.,ZwolińskiZb.,MitasovaH.,HenglT.(eds),2015.AdamMickiewiczUniversityinPoznań,InstituteofGeoecologyandGeoinformation,InternationalSocietyforGeomorphometry,Poznań.

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Figura9.GhiacciaiodelRutor:Confrontofrailmodellominimalestandard(rosso), ilmodellominimalecheincorporal'informazioneGIS(inblu)eipuntidimisuraottenutidalDEM.Illavorocontinueràconilraffinamentodeimodellideterministicidellarispostaglaciale,persviluppare un quadro completo ed esauriente dell'evoluzione futura delle risorseglacialidelleAlpiitalianeneiprossimidecenni.

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17.Esempidiusodeidati/risultatisuecosistemiebiodiversità:

(17a)modellisticadeicambiamentidellabiodiversitàanimaleNegli scorsi anni, il ParcoNazionaleGranParadiso (partnerdiNextData), in collaborazioneconilParcoOrsiera-Rocciavré,ilParcoVeglia-Deveroe,dal2013,ilParcoNazionaleStelvio,ParcoNazionaleValGrande,ParcoNazionaleDolomitiBellunesi,hacoordinatocampagnedimonitoraggio della biodiversità (2006-2007-2008, 2012-2013-2014) di sette taxa animali(Coleoptera Carabidae, Coleoptera Staphylinidae, Hymenoptera Formicidae, Araneae,Lepidoptera Rhopalocera, Orthoptera, Aves), con l'inclusione di informazioni relative allavegetazioneeallacoperturadelsuolo(analisifloristiche,foto-intepretazione)edidatimicro-climatici(dataloggeriButtonDS1922).Idatisonostatiraccolticonprocedurestandardizzateeperciascunsetdidatisonostaticompilatigliappropriatimetadati,seguendoglistandarddiGEO/GEOSSeLTER-DEIMS. Idati sonoora ingranpartedisponibilie fornisconounastima(puntozero)dellabiodiversitàanimalenelleAlpiitaliane18.L'analisi dei dati 2006-2008 ha rivelato che la proporzione di specie endemiche e/ovulnerabiliaumentasignificativamenteconlaquota,comemostratoinfigura10.Taleanalisihaanchepermessodiidentificareleprincipalivariabiliclimatiche/fisichecheparametrizzanolabiodiversità,permettendoquindidicostruiremodelliempiricidellivellodibiodiversitàinfunzione dei parametri climatici e geografici (Tabella 3). Infine, l'analisi in componentiprincipalideirisultatihamostratocomelefarfalle(LepidopteraRhopalocera)sianoindicatoriottimali della biodiversità degli invertebrati montani. Pertanto, futuri sforzi annuali dimonitoraggio saranno rivolti alle farfalle,mentre ilmonitoraggio completo sarà svoltoognicinqueanni.

Figura10.Proporzionedispecieendemiche(a)evulnerabili(b)neitreorizzontimontano,subalpinoealpino(l'orizzontealpinoèquelloamaggiorealtitudine).

18R.Viterbi,C.Cerrato,B.Bassano,R.Bionda,A.vonHardenberg,A.Provenzale,G.Bogliani,PatternsofbiodiversityinthenorthwesternItalianAlps:amulti-taxaapproach.CommunityEcology14,18-30(2013)

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Tabella3.RisultatideitestdiMantelsemplicieparzialisu62plotdimonitoraggio.Peritestsemplici(ingrigio),lecorrelazionisonopresentatecomer-values.Lasiglan.s.significanonsignificativo;*=p<0.01;**=p<0.001,***=p<0.0001.Nella continuazione di NextData, i dati raccolti saranno utilizzati per analizzare econfrontarelesituazionimisurateneltriennio2012-2014rispettoaquelle2006-2008,e saranno sviluppati modelli predittivi della biodiversità in diversi scenari dicambiamenticlimaticoeambientale.

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(17b)impattodellavariabilitàclimaticaedellaconcentrazionediozonosuspecievegetali

Nelperiodo2012–2016,sonostati condotti studi, con l’ausiliodelleosservazionicondottepresso la Stazione Globale GAW-WMO di Monte Cimone, per investigare l’impatto dellavariabilitàdiparametrimeteo-climatici(temperatura,coperturanevosa,occorrenzadiondatedi calore) sulla fioritura di specie alpine (Carex foetida, Leucanthemopsis alpina, Senecioincanus, Silene suecica) e di popolazioni orotrofiche isolate (A. alpinus and V. cusnae)nell’Appenninosettentrionale.Apartiredalleosservazionicondottepresso lastazione,sonostati effettuati studidi laboratoriopervalutare l’effettodell’esposizionea concentrazionidiozono tipiche delle ondate di calore sulla capacità di germinazionedi pianteAlpine tipichedell’Appenninosettentrionale.Talistudihannomostratocomeidatirelativialleosservazioniatmosferiche ed ai campionamenti botanici possano fornire informazioni per valutarel’impattodeicambiamenticlimaticiedellavariabilitàdellacomposizionedell’atmosferasullespecie alpine e sulla loro risposta di adattamento alle variazioni climatiche in ambientemontano.

Figura11.Confrontofrailnumerodisteliconfioritura(NFS)nel2003(ondatadicalore)enelrestodellaserietemporaleper(a)NFSofAlopecurusalpinus,(b)NFSofViciacusnae.

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18.Esempidiusodeidati/risultatisuricostruzioniclimatiche:curvedendroclimatiche(1610-2008AD)etemperatureestive

sulleAlpiinepocapre-strumentaleLe caratteristiche degli anelli di accrescimento degli alberi dipendono strettamentedall’ambiente in cui le piante hanno vissuto. Gli anelli di accrescimento forniscono lungheserie di dati ad alta risoluzione, utilizzabili per l'elaborazione e validazione di modelliclimatici; sonoquindidatiproxyampiamenteutilizzatiascalasia localesiaregionaleper lostudio del cambiamento climatico19. La sensitività di alcune specie arboree alle condizioniclimatiche è particolarmente evidente negli ambienti estremi, laddove i parametri climaticidiventano i principali fattori limitanti l’accrescimento20. Nella parte superiore della fasciaarborea subalpina, in corrispondenza della treeline, le temperature estive giocano un ruoloprimario nell’accrescimento e gli alberi situati in questo ambiente sono utilizzabili per laricostruzionedelletemperaturemedieestiveanchenelperiodopre-strumentale.Nel Gruppo Adamello-Presanella sono state costruite cinque cronologie di larice (LarixdeciduaMill.)(riferiteadaltrettantisettoridelmassiccio)chesiestendononelpassatofinoal1550 AD (i dati sono liberamente scaricabili dal sito: https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/paleoclimatology-data/datasets/tree-ring21).Sullabasediquestecronologiesonostatecondotteanalisidendroclimatiche,utilizzandoperconfrontoildatasetHISTALP22(http://www.zamg.ac.at/histalp).I risultati ottenuti hanno confermato che le temperature di giugno, luglio e agosto sono ilfattore climatico limitante l’accrescimento del larice alla treeline anche nelle Alpi Retiche(figura12).

Figura12.Coefficientidi correlazione (r) calcolati tra le cinque cronologie, la cronologiamedia totale(ALL) e le temperaturemediemensili e stagionali durante il periodo 1878–2004. Sonomostrati solo irisultatistatisticamentesignificativi(significancetest:95%percentilerange,pb0.05),daCoppolaetal.2012,modificato.19Fritts,H.C.,1976.TreeRingsandClimate.AcademicPress,London;Fritts,H.C.,1991.ReconstructingLarge-ScaleClimatePatternsfromTree-RingData.UniversityofArizonaPress,Tucson.20Schweingruber,F.H.1996.Treeringsandenvironment.Dendroecology.SwissFederalInstituteforForests,SnowandLandscapeResearchBirmensdorfandPaulHaupt-Verlag,Bern,Stuttgart,Vienna.21Coppola,A.,Leonelli,G.,Salvatore,M.C.,Pelfini,M.,Baroni,C.:Weakeningclimaticsignalsincemid-20thcenturyinEuropeanlarchtree-ringchronologiesatdifferentaltitudesfromtheAdamello-PresanellaMassif(ItalianAlps),QuaternaryRes.,77,344–354,doi:10.1016/j.yqres.2012.01.004,2012.22Auer,I.,etal.,2007.HISTALP—historicalinstrumentalclimatologicalsurfacetimeseriesoftheGreaterAlpineRegion.InternationalJournalofClimatology27,1–46.

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IldatasetdendrocronologicodellariceperilGruppoAdamello-Presanellaharivelatoottimepotenzialità per il suo successivo utilizzo come proxy climatico. Infatti, è stato possibilericostruirelevariazionidelletemperaturemedieestiveperilperiodocompresotrail1610eil200823.LaseriedelletemperaturericostruitetracciainmodoevidentegliepisodipiùfreddidellaPiccolaEtàGlaciale(1813,1816e1821AD)eregistrailrecentetrenddicrescitadelletemperature,cheseguonofedelmenteleregistrazionistrumentali(figura13).

Figura 13. La ricostruzione delle anomalie delle temperature medie estive per il Gruppo Adamello-Presanelladal1610al2008.L’andamentogeneraleèrappresentatodaunfiltropassobassoa20anni,daCoppolaetal2013.La prosecuzione delle ricerche prevede l’utilizzo di ulteriori tecniche d’indaginedendroclimatica, basate sia sull’acquisizionedistinta delle ampiezzedel legnoprimaticcio edel legno tardivo (early- & late-wood) sia di misure di densità (blue intensity), al fine diottenereunsegnaledendroclimaticodifferenziatorelativo,rispettivamente,aimesidiavviodella fase vegetativa e a quelli immediatamente precedenti alla fase di quiescenza. Questoapproccio consentirà una maggiore risoluzione del dato dendrocronologico e, grazie allemisuredidensità,ancheunamaggioreaccuratezzadellericostruzionidendroclimatiche.Ulteriori campionamenti consentiranno di estendere indietro nel tempo le curvedendroclimatiche,almenofinoadabbracciareleprimefasidellaPiccolaEtàGlaciale.CurvedendrocronologicheAdamello-Presanella(ITRDB,internationaltreeringsdatabase):https://www.ncdc.noaa.gov/data-access/paleoclimatology-data/datasets/tree-ringaccessodirettoalle4curve(singolarmente):https://www.ncdc.noaa.gov/cdo/f?p=519:1:::::P1_STUDY_ID:19878https://www.ncdc.noaa.gov/cdo/f?p=519:1:0::::P1_STUDY_ID:19877https://www.ncdc.noaa.gov/cdo/f?p=519:1:::::P1_STUDY_ID:19875https://www.ncdc.noaa.gov/cdo/f?p=519:1:::::P1_STUDY_ID:19876

23Coppola,A.,Leonelli,G.,Salvatore,M.C.,Pelfini,M.,Baroni,C.Tree-ring-BasedsummermeantemperaturevariationsintheAdamello-PresanellaGroup(ItalianCentralAlps),1610-2008AD(2013)ClimateofthePast,9(1),pp.211-221.

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19.Attivitàdiformazione

IlprogettoNextDatahasvoltonegliscorsianniecontinueràasvolgereattivitàdiformazionesuitemidelmonitoraggioedellamisurainregionimontane,sull’archiviazioneefruibilitàdeidati,sullamodellisticanumerica,sullaricercasull'ambientemontanoesullacomprensioneecaratterizzazione dei cambiamenti climatici e dei relativi impatti su ciclo idrologico edecosistemi.SonostateesarannoattivateBorsediStudioeAssegnidiRicerca,pressoilCNR,l’Universitàegli altri Enti coinvolti, che permetteranno la formazione di giovani ricercatori sui temi delprogetto. Sono state sia attivate borse di Dottorato di Ricerca, finanziate da NextDatamediante convenzioni con le Università, sia borse di Dottorato di Ricerca finanziatedirettamentedalleUniversità..SonostatiesarannosvoltisvolticorsidiIIlivelloperlaLaureaMagistrale,ecorsidiIIIlivelloperilDottoratodiRicerca,cheincluderannoalcunideitemidelprogettoNextData.SonostatesvolteesonoincorsoTesidiLaureaMagistraleediDottoratopressogliEntipartecipantialprogetto.Intotale,finorailprogettohafinanziato(suifondi2012e2013):•5BorsediDottoratodiRicerca•10BorsediStudio•28AssegnidiRicercaParticolare importanzaavràanche losvolgimentodi corsi intensivi,di tiporesidenziale, suitemidelprogettoedestinatiadottorandi,post-docegiovaniricercatori.Icorsisarannotenutidaricercatoricoinvoltinelprogettoedadocentiesterni,concompetenzedieccellenzanelletematichedi interessedelprogettoNextData. Inquestocontesto, sonostateorganizzate trescuole estive di perfezionamento scientifico nell'ambito della scuola internazionale"Fundamental Processes in Geophysical Fluid Dynamics and the Climate System" aValsavarenche (AO), intitolate "Climate change and the mountain environment" (2013),"Dynamics, Stochastics and Predictability of the Climate System” (2014) e "Cross-scaleinteractionsinthecoupledgeosphere-biospheresystem"(2016).Negli ultimi due anni di progetto saranno poste le basi per la realizzazione di una scuolainternazionale di ricerca sull’ambientemontano, che terrà corsi periodici residenziali sugliargomentiscientificiaffrontatiinNextData.Questascuolaavràunastrutturacompostadauncoordinatore e da un consiglio scientifico, composto da ricercatori con competenze dieccellenza,siapartecipantialprogettosiaprovenientidaEntiesterniedaistituzionidialtrenazioni.

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20.Attivitàdidivulgazioneerestituzionedeirisultati

Qualunque progetto scientifico finanziato con fondi pubblici deve essere in grado di"restituire" i risultati e le informazioni ai cittadini, mediante attività di disseminazione edivulgazionealivellidiversiecontipologiedifferenziateinbaseall'uditorio.ParallelamenteallericerchescientificheeallepubblicazionitecnichespecializzateilprogettoNextData sviluppaun insiemedi strategie di disseminazione delle tematiche e dei risultati,attraversoseminaripubblicipressomusei,associazionidicittadinienell'ambitodieventididivulgazione, attraverso articoli divulgativi su riviste per il grande pubblico e medianteun'areadedicata,aggiornatacontinuamente,delsitowebdelprogetto.Sonoancheorganizzatiseminari didattici presso le scuole secondarie. Inoltre il Progetto NextData ha patrocinatoimportanticongressinazionali:• Congresso dell’Associazione Italiana per lo Studio del Quaternario (AIQUA) 2013.L’Ambiente Marino Costiero del Mediterraneo oggi e nel recente passato geologico:conoscerepercomprendere.Napoli19-21Giugno2013.

• LavariabilitàclimaticainItalianegliultimi2000anni-Italy2k.AccademiaNazionaledeiLincei1-2Dicembre2014,Roma.

E' stato realizzato, insiemeall'AccademiadelleScienzediTorino,unvolumesuimutamenticlimaticicheraccoglieicontributidiungrandenumerodiricercatori24.E'statorealizzatoundocumentariosugliecosistemid'altaquota,visibilesulsitoweb,èstatarealizzataunamostrafotograficasuilaghid'altaquotadelParcoNazionaleGranParadisoedèinpreparazioneunagrandemostrafotograficasugliecosistemimontaniitaliani,checircolerànelleprincipalisedimusealiedespositiveitaliane.E' stata organizzata una giornata sui cambiamenti dell'ambiente montano presso ilParlamentoEuropeoaBruxelles,incollaborazioneconlaEuropeanClimateResearchAlliance,eduesideeventssullaricercainmontagnaesulfenomenodell'ElevationDependentWarmingduranteleAssembleeGeneralidellaEuropeanGeosciencesUnion.Il progettoNextData ha contribuito alla realizzazione della prima edizione dell’iniziativa dicitizen science “Cammini LTER” (2015), nella quale ricercatori dei siti della rete LTER ecittadinihannopercorsoitineraritrasitidiricercaecologicaa lungotermine,conattivitàdisensibilizzazioneericerca.Taliiniziativecontinuerannoneiprossimidueanni.Negliultimidueannidelprogetto,oltreallacontinuazionedelleattivitàdiseminaripubbliciearticolidivulgativi,sonoprevisteleseguentiattivitàdidisseminazione:• Costruzione di un'area dedicata al "glossario del clima e dell'ambientemontano" sul sitoweb del progetto, per fornire informazioni precise, rigorose ma comprensibili delleterminologie e dei concetti utilizzati nella ricerca sul clima (cose è il clima? cosa significa"sicurezza climatica"? cosa è unmodello climatico e come è costruito? cosa sono i "serviziecosistemici"?ecosìvia).

24A.Provenzale(curatore),Ilmutamentoclimatico.Processinaturalieinterventoumano.SocietàeditriceIlMulino,Bologna(2013)

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• Preparazione di un volume divulgativo sull'ambiente e sugli ecosistemi montani, cheincorporiimmaginidialtaqualitàetestisemplicimarigorosi.• Realizzazione di un "Museo virtuale del Paleoclima", che permetta la fruizione delleinformazioniedeirisultatiinambientevirtualenavigabile,comecontributoallarealizzazionediunMuseoVirtualedelleScienzedellaTerraedell'Ambiente,collegatoagliarchivi fisicidicarotedighiaccioedicarotaggisedimentari.

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21.Impattosociale/utilitàsocialedeirisultatidelprogettoNextData

GliargomentiaffrontatidaNextDataeidati,irisultatieleinformazioniprodottesonocrucialiperstimarelostatoeicambiamentipassati,presentiefuturinelleareemontaneitaliane,conparticolareattenzioneper i temi centralidelle risorse idriche,degli ecosistemiedei serviziecosistemici e idrici forniti dalle regioni montane, fra i più rilevanti dal punto di vistaambientale, sociale ed economico. I risultati di NextData costituiranno una base diinformazioni essenziali per lo sviluppo di efficaci politiche di gestione e conservazionedell'ambientemontano,perlacorrettastimadeicambiamenticlimatici inattoeperlosviluppodistrategiediadattamentoemitigazionedelrischioinareemontane.Alcuniesempispecificiincludono:1.Monitoraggioeproiezionifuturedellacoperturanevosaedeighiacciai:lacoperturanevosa e l'estensione dei ghiacciai sulle Alpi sono in costante diminuzione. Questo fatto,unitamente all'aumento delle temperature, che è spesso più intenso e accelerato alle altequote rispetto alle regioni circostanti, comporta effetti significativi sulla fenologia dellavegetazione, sulla dinamica degli ecosistemi, sulla stagionalità e disponibilità delle risorseidriche,ecomportapotenzialiconseguenzenegativesulturismo.IlprogettoNextDataforniràundatabasedicoperturanevosaediestensionedeighiacciaisulleAlpi,sia insiticampionesia, a risoluzione minore, sull'intero arco alpino, che permetterà di valutare le miglioristrategie di gestionedelle risorse ambientali. Queste ricerche sono svolte in collaborazioneconenti territoriali (p.es.ARPA), con il ComitatoGlaciologico Italiano, con laGEO InitiativeGEO-GNOMEe con ilBelmontForumperottenere risultati di interessepratico edi respirointernazionale.2.Monitoraggio e proiezioni future della disponibilità di risorse idriche sotterranee:già attualmente, e ancora di più ci si aspetta in futuro, le risorse idriche per uso potabileverranno inmassimapartedalle acque sotterranee (falde, acquiferi porosi e in roccia), chesono peraltromolto sensibili agli inquinamenti provenienti dalla superficie e alle possibilecontaminazioni in seguitoademungimentieccessivi (intrusioni salinesulla costa, risalitadiacque idrotermali profonde). E' pertanto essenziale valutare i cambiamenti in corso (comequantità e qualità) delle risorse idriche sotterranee e sviluppare scenari futuri sulla lorodisponibilità. Tali ricerche sono svolte utilizzando i dati raccolti e i modelli implementatiduranteilprogettoe incollaborazioneconentiterritorialidigestionedelleacquepotabilieconlaEuropeanClimateResearchAlliance,insinergiaconleattivitàdelWorkingGroup"TheFutureofWater"delProgettoInterdipartimentaleCNR"ScienceandTechnologyForesight".3.Monitoraggiodiindicatoribiologiciperiserviziecosistemicielabiodiversitàinareeprotetteselezionate:Irisultatideimonitoraggidellabiodiversitàmontanaedeicensimentidipopolazionianimalievegetali,nonchédeiflussidiacquaecarboniofrasuolo,vegetazioneeatmosfera negli ambienti montani, forniscono un quadro continuamente aggiornato dellostatodeiserviziecosistemicimontani,ovverodiqueibeneficiambientali,economici,culturalie ricreativi che gli ecosistemi montani in condizioni integre sono in grado di fornire allasocietà. Lo sviluppo di modelli di ecosistema, di dinamica di popolazione e di serviziecosistemici per specifici ambienti montani permette di avere proiezioni sullo stato degliecosistemi in scenari futuri di cambiamento climatico e ambientale (includendo anchel'effettodell'introduzionedispeciealloctone).Taliricerchesonocondotteinstrettocontattocon i gestoridelleareeprotettemontane (inprimis, ilParcoNazionaleGranParadiso), con

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programmi internazionaliquali laGEO InitiativeGEO-ECOecon ilprogettoeuropeoH2020ECOPOTENTIAL.Irisultatipermetterannodimegliodefinireeaffinarelestrategiedigestioneeconservazioneperl'ambientemontanoeperleareeprotettemontane.4. Monitoraggio della composizione dell'atmosfera e delle variazioni climatiche conuna rete di stazioni remote: laStazioneGlobaleGAW-WMOdiMonteCimonee la retedistazioni climatiche montane forniscono informazioni aggiornate sulla composizionedell'atmosfera, sull'inquinamento e sui rischi per la salute in specifiche regionirappresentative del territorio nazionale e del bacino del Mediterraneo. Questi dati, ed inparticolarequellirelativiaicomposticlima-alterantiacquisitinellestazioniGAW-WMO,sonoparteintegrantedeiDataCentresdelGAW-WMO.L’implementazionediquestemisurerisultaunpatrimoniounicodasalvaguardareedintegrareperpromuovere:(i)analisidelletendenzedei composti clima-alteranti ed inquinanti, (ii) stima delle loro emissioni, (iii) verifica deitrattati internazionali, (vi) servizi di early-warning, (v) supporto ad attività di verifica dimodelli atmosferici e di interpretazione di dati da satellite. Attraverso il monitoraggiocontinuativo,taliosservazionipermettonodicaratterizzarelecondizionidifondoatmosfericoe la variabilità di numerosi composti inquinanti e clima-alteranti. In particolare, leinformazioni inerenti i gas serra, rappresentano un contributo nazionale al programma“Integrated Global GHG Information System (IG3IS)” definito dal WMO come azione disupporto alla UNFCC (United Nations Framework Convention on Climate Change) perquantificareiprogressidegliaccordidiriduzionedelleemissioni,ridurrele incertezzedegliattualiinventaridiemissioneesuggerireulterioriazionidimitigazione.Insinergiaconstudimodellisticiedosservazionidasatellite,taliinformazionipossonoinoltrecontribuireamegliodefinire l’impatto delle variazioni su lungo termine e durante eventi “acuti” (es. ondate dicalore)dicompostiinquinanti/clima-alteranti(es.ozono,blackcarbon)sullabiodiversitàediserviziecosistemiciinambientemontanoesullacoperturanevosaeglaciale.Inoltre, il monitoraggio di SLCF/P (short‐lived climate forcers / pollutants) eseguito dallaRete climatica integrata in alta quota potrà supportare la definizione di strategie dimitigazione per ridurre i cambiamenti climatico a scala regionale e globale nei prossimidecenni,comesuggeritodalProgrammaAmbientaledelleNazioniUnite(UNEP).5. Disponibilità di scenari climatici disaggregati per le aree montane: poiché non èpossibile includere nel progetto tutte le possibili tipologie di impatto dei cambiamenticlimatici, il progettoNextData forniràun insiemedi scenari climatici, a risoluzione spazialefinoa1km,ditemperaturaeprecipitazioneperleareemontaneitaliane,utilizzandodiversetecniche(dinamiche,statistiche,stocastiche)didisaggregazionedelleproiezioniclimatiche.Inquestomodo,verràcostruitoundatabasechepotràessereutilizzatodagliutenti (comunitàscientifica,decisori,gruppidiinteressepubblicoeprivato)pervalutarespecifichetipologiediimpatto e di conseguenza sviluppare le migliori strategie di adattamento e mitigazione aicambiamenticlimatici.Ilprogettoprodurràancheunglossario,ausodelpubblico,cheillustrain modo semplice ma rigoroso i principali concetti della dinamica del clima, dei modelliclimaticiedellavalutazionedegliimpattideicambiamenticlimatici.6. Ricostruzioni climatiche in Italia per gli ultimi millenni: Scopo di questa parteimportante del progetto NextData è la definizione della variabilità climatica in Italia negliultimi millenni, fornendo una stima delle variazioni di temperatura, precipitazione ecaratteristiche ambientali del recente passato geologico. Il confronto tra proxy (dativicarianti)provenientidasorgentidiverse,mainunquadrocronologicoadaltarisoluzione,permetterà di fornire un nuovo quadro conoscitivo sulla storia climatica dell’Italia nelcontesto delMediterraneo. La carta della variabilità climatica in Italia negli ultimi duemila

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annipermetteràdivalutare inmodocorretto i cambiamenti incorsoeattesiper iprossimidecenni, inserendolinelcontestodellavariabilitàclimaticanaturale inItalia.Questirisultatiforniranno importanti informazioni sugli eventi climatici estremi degli ultimi secoli epermetteranno ai decisori politici e ai gestori del territorio di avere a disposizione unamigliore stimadegli effetti antropici diretti, al finedi sviluppare strategiedi adattamento emitigazionedelrischiopiùappropriate.7. Ricostruzioni della variabilità della circolazione del Mare Mediterraneo tramitetecniche di rianalisi per i passati 60 anni. Tale serie temporale permetterà di controllare icambiamenti del livello del mare, della temperatura e della salinità su tutto il MareMediterraneo, individuando indicatori marini del cambiamento a sostegnodell’implementazione della Direttiva Europea sulla Strategia per l’ambiente Marino daimplementarsientroil2020.In generale, le attività scientifiche del progetto NextData sono svolte in collaborazione econtattoconilpersonaledientidigestione(ARPA,Regioni,entidigestionedelleacque,areeprotette), alcuni dei quali sono partner progettuali, per poter sempre verificare l'utilitàconcretadeirisultatiottenutiedellelineediricercaperseguite.

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22.ProspettivefuturedelProgettoNextDataI risultati del progetto NextData saranno incorporati in altri programmi/progettiinternazionalienazionali,quali leGEOInitiativesGEO-GNOMEeGEO-ECO,nelGEOSSDataCore e GEO Common Infrastructure, in ECRA, nel Belmont Forum, nel progetto europeoH2020 ECOPOTENTIAL, nella ERA-NET sui Climate Services ERA4CS, nel progetto ERCTIMED,nelleattivitàGAW-WMO,nelSDS-WASWMO,inACTRIS-RIedinIG3IS,nelprogrammaHYdrologicalcycle intheMediterraneanEXperiment(HyMeX)enelprogetto "Science andTechnologyForesight"delCNR.LeattivitàsvolteduranteilprogettoNextDatapermettonodi rafforzare la comunità scientifica italiana che si occupa di cambiamenti dell'ambientemontano e di variazioni climatiche nell'Olocene, fornendo una base per futuri progettinazionali e internazionali, inclusiPAGES-2k sulle ricostruzionipaleoclimatiche e iprogetticlusterdelMIURe le infrastrutturediricercanazionaliedeuropee.Specificiesempiditematiche da sviluppare grazie ai risultati del progetto NextData, che potranno portare afutureproposteprogettualidedicate,sono:1. Lo studio a tutto campo (geologico, ambientale, climatico) di supersite vulcanici quali ilMonte Etna, i vulcani islandesi e i vulcani della Azzorre. Questa idea, da sviluppare in unacollaborazionefraCNReINGVediverseUniversità,saràdedicataallostudiodelladinamicageologica, idrologica,ecologica,ambientaleeclimaticadegliambientimontanipiùsimiliallecondizionedellaTerraprimigenia.2. La definizione di nuovi e più precisi indicatori biologici e ambientali per l'analisi deicambiamenti negli ecosistemi e nella biodiversitàmontana, conparticolare riferimento allapraterie d'alta quota, alle popolazioni di erbivori selvatici e alla interazioni domestici-selvatici, basati sull'utilizzodel concettodiEssentialVariables (EssentialClimateVariables eEssentialBiodiversityVariables)esull'analisididatisatellitariadaltarisoluzione(Sentinel),insinergiaconGEO-ECO,conGEOBONeconilprogettoH2020ECOPOTENTIAL.3.LastimadeicambiamentidelcicloidrologicoedellerisorseidricheattualiefutureinItalia.Questo progetto potrà fornire informazioni sui possibili rischi idrogeologici eidrometeorologiciesulladisponibilitàdirisorseidricheinrelazioneaicambiamentiglobaliincorso e attesi per i prossimi decenni, identificare le opportunità e favorire lo sviluppo ditecnologie e metodologie innovative per la previsione, la prevenzione e la mitigazione deirischi,fornendosupportoalladefinizionedistrategiedigestione,adattamentoesviluppo.4.Lerelazionitravegetazione(polliniedendrocronologiainprimis, integrateconaltreseriedi alta montagna) e clima ottenute nel progetto NextData potranno essere utilizzate perottenere scenari della vegetazione, in aree con dati limitati, discontinui o mancanti, e perriempirepossibilimancanzenelleseriedidatiproxy,aumentandocosìlarisoluzionespazialeetemporaledellericostruzioniclimaticheedambientaliitaliane.5. La definizione di progetti di sviluppo di prodotti satellitari specificamente dedicatiall'ambientemontanoe in gradodi incorporare le informazioni fornitedei satelliti Sentineldella European Space Agency, da condurre in sinergia con ESA e con il programmaCopernicus. Significative risultano le attività dimonitoraggio continuative su lungoperiododella composizione dell’atmosfera in aree montane. Tali informazioni possono essereutilizzati per la verifica dimodelli previsionali e per attività di verifica (ground-truthing) ointerpretazionedidatisatellitari.