LA VARIABILITÀ SPAZIO-TEMPORALE DEL CONTENUTO D’ACQUA NEL SUOLO: UNA STRATEGIA PER OTTIMIZZARE IL CAMPIONAMENTO ALLA SCALA DI BACINO IDROGRAFICO

Il contenuto d’acqua nel suolo è un parametro la cui importanza è riconosciuta da idrologi, meteorologi e scienziati del clima. La sua conoscenza è rilevante in diversi ambiti di ricerca, come il preannuncio delle piene (Koster et al., 2010), la previsione di frane superficiali (Brocca et al., 2012a), il monitoraggio del rischio siccitoso e la produttività agricola (Champagne et al., 2012), per citarne alcuni. È dunque evidente che conoscere l’umidità del suolo con una ragionevole risoluzione spazio-temporale è indispensabile nelle attività di modellazione e previsione idrologica e climatica; tuttavia, misurare accuratamente questa variabile non è affatto semplice, poiché la distribuzione dell’acqua nel suolo è influenzata da una serie di fattori (l’eterogeneità del suolo, il regime climatico, la vegetazione, la geomorfologia, ecc.) che ne determinano una marcata variabilità spazio-temporale. Alcuni studi presenti nella letteratura scientifica dimostrano come la variabilità spazio-temporale del contenuto d’acqua nel suolo si manifesti sia su piccola che su larga scala (Entin et al., 2000). Le variazioni su piccola scala, che si devono principalmente alle proprietà del suolo e alla geomorfologia del territorio, si manifestano nel raggio di qualche decina di metri e in un intervallo temporale di pochi giorni (Western et al., 2004). Le variazioni su larga scala invece, interessano aree ben più estese, come interi bacini idrografici, e sono dovute principalmente alle forzanti atmosferiche. Come conseguenza di ciò, le misure di umidità del suolo effettuate con le tradizionali tecniche in-situ, come la riflettometria nel dominio del tempo, tipicamente differiscono da punto a punto o assumono, in uno stesso sito, valori diversi nel tempo (Hupet and Vanclooster, 2002; Brocca et al., 2007; Penna et al., 2009). L’uso delle tradizionali tecniche di misura puntuali per la stima di valori di contenuto d’acqua del suolo rappresentativi di vaste aree rischia dunque di risultare particolarmente oneroso. Per superare questa difficoltà, negli ultimi anni sta prendendo piede l’uso di sensori a bordo di piattaforme satellitari, che permettono il telerilevamento del contenuto d’acqua nel suolo su un dominio di grandi dimensioni a scapito però di una bassa risoluzione spazio-temporale e della necessità di validazione dei dati tramite misure in-situ. Risulta quindi evidente come le tradizionali tecniche di misura siano ancora preziose e largamente impiegate, ma è necessario individuare degli schemi di ottimizzazione del campionamento per ridurre il più possibile il numero di misure da effettuare, in accordo con l’accuratezza desiderata e con la vastità dell’area indagata. In questa memoria, viene descritto l’iter seguito per identificare una strategia di ottimizzazione del campionamento del contenuto d’acqua nel suolo in un bacino idrografico di medie dimensioni caratterizzato da topografia e destinazione d’uso del suolo variabili.