Da Modena alla Costa Rica per studiare la biodiversità e il clima

Nella Repubblica della Costa Rica, il “paese più felice del mondo” e l’unico insieme al Bhutan ad avere presentato intenti di riduzione delle emissioni coerenti con gli accordi di Parigi sul clima, c’è una stazione di ricerca scientifica bioclimatica, “Italia - Costa Rica”, dove si compiono studi su un importante indicatore dei cambiamenti climatici: l'avifauna.
Luca Lombroso, 19 Dicembre 2018


Micron
Meteorologo e divulgatore ambientale

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La Riserva Karen Mogensen si trova nella zona meridionale della Penisola di Nicoya, nel settore ovest della Costa Rica, ovvero il versante dell’Oceano Pacifico. La penisola e la restante parte della Costa Rica sono separate da un golfo in cui affiorano alcune isole. L’area, fino a una ventina di anni fa prevalentemente caratterizzata da pascoli e ampie zone deforestate, è oggi prevalentemente foresta (in primis foresta di transizione da secca ad umida, ma non solo). Ciò è stato possibile grazie a vari progetti, inseriti anche nel quadro delle “compensazioni delle emissioni”, in buona parte tramite fondi e donazioni raccolte dall’Associazione Foreste Per Sempre ONLUS. Fra queste, una parte rilevante anche dalla Provincia di Modena, che fra le altre cose ha consentito l’allestimento di un’aula didattica destinata a progetti di educazione ambientale e di formazione. La Riserva ha un’estensione di circa 1000 ettari, si sviluppa a quote comprese fra 100 e 600 metri circa, e presenta una complessa rete di corsi d’acqua (il principale è il Rio Blanco, che dà origine alla celebre cascata Velo de Novia).
L’area è parte di un importante corridoio ecologico che prosegue nella Penisola di Nicoya. È popolata da numerosissime specie vegetali, fra cui specie arboree di grandi dimensioni, orchidee e altre ancora, così come da funghi. Nella Riserva vivono inoltre molte specie animali, tra cui circa200 di uccelli (Dal Zotto et al., 2017), e numerosi mammiferi, “rettili” e anfibi, oltre che, naturalmente, insetti e altri “invertebrati”; Ad oggi del tutto inesplorata è la componente microbica dell’area. L’identificazione e, in alcuni casi, descrizione, della fauna vertebrata e di parte delle piante superiori presenti è uno degli scopi di lungo periodo degli studi condotti in Riserva.
Il Progetto CLIMBIO si inseriva in questo contesto fornendo un contributo alla conoscenza dell’avifauna dell’area. La Stazione di ricerca e gli altri edifici situati nel cuore della Riserva sono raggiungibili praticamente solo a piedi, con un trekking di circa 2 ore lungo un apposito sentiero, a cavallo o, con molte difficoltà e piogge permettendo, tramite una pista, con mezzi motorizzati fuoristrada. Vi si può anche alloggiare, nel confortevole eco lodge Cerro Escondido, dove i gestori Arnulfo e Meri preparano ottimi piatti per i pasti. I proventi dell’ecoturismo vanno all’Associazione locale ASEPALECO (Asociaciόn Ecolόgica Paquera, Lepanto y Cόbano), con ricadute positive sulla popolazione dell’area, coinvolta in queste attivitàanche per ridurre le forme più impattanti di pascolo, caccia e agricoltura di sussistenza.
Dal punto di vista meteoclimatico, il clima della zona è ovviamente tropicale, caldo umido con marcata piovosità (ma non elevata, in riferimento ad altre zone della Costa Rica).
Più in dettaglio, risente della classica circolazione tropicale degli alisei, ma nella zona, a causa dell’orografia dell’America centrale e fattori di circolazione generale dell’atmosfera, i venti tendono a presentarsi prevalentemente da sudest. A complicare gli effetti locali concorre la complessa orografia della parte continentale della Costa Rica, che presenta montagne e vulcani attivi (Vulcano Poas, Turrialba, Irazu e altri a quote inferiori come Tenorio e Arenal) che superano i 3.000 metri, fino ai 3820 metri del Cierro Chirripo.

La piovosità nella zona è di circa 2.200 mm di pioggia all’anno ed è legata principalmente a fenomeni convettivi, ma con un regime di pioggia caratterizzato da una stagione delle piogge da maggio a novembre e una stagione secca (con precipitazioni comunque non del tutto assenti) da dicembre ad aprile. Durante la stagione delle piogge la piovosità va aumentando progressivamente fino a circa 400 mm medi mensili nel mese di ottobre, statisticamente il più piovoso. In luglio si osserva un temporaneo, relativo calo della piovosità per il cosiddetto veranillo, un periodo di calo dell’attività piovosa durante la stagione delle piogge.
Le temperature medie annuali sono prossime ai 25 °C, oscillando fra 20 °C delle temperature minime e 30 °C delle temperature massime, più basse grazie anche alla quota collinare delle vicine zone costiere. La zona è una delle più soleggiate della Costa Rica (circa 6-7 ore medie di soleggiamento effettivo al giorno). L’attività dei cicloni tropicali (stagione a potenziale rischio da 1° giugno a 30 novembre) non è particolarmente frequente nella zona e in genere anche in Costa Rica, sebbene non siano mancati in passato episodi in cui tempeste tropicali o uragani abbiano influenzato o anche causato danni in alcune zone costiere della Costa Rica. Proprio durante il progetto però, come vedremo in seguito, l’uragano Otto è transitato sulla Costa Rica il 24 novembre 2016, portando notevoli danni nel nord del paese e condizionando anche il programma della spedizione scientifica. Anche la Costa Rica e la zona, ovviamente, risentono dei cambiamenti climatici globali, che si sommano agli effetti della deforestazione (e riforestazione) che influenzano pesantemente il microclima (maggiori informazioni qui e qui). 

Il progetto CLIMBIO (Climate & Biodiversity) si è rivolto in particolare allo studio dell’avifauna della Riserva Karen Mogensen. Questo progetto, finanziato dalla fondazione Cassa di Risparmio di Modena e promosso dal Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università di Modena e Reggio Emilia, ha avuto come responsabile la prof. Aurora Pederzoli e come partner le Associazioni Foreste per Sempre e ASEPALECO (Asociación Ecológica Paquera, Lepanto y Cóbano). Il progetto CLIMBIO ha coinvolto inoltre, in qualità di partner, il Museo di Zoologia e Anatomia comparata dell’Università di Modena e Reggio Emilia, l’Osservatorio Geofisico (DIEF Unimore), l’Istituto Nazionale di Biodiversità della Costa Rica, la Riserva Salse di Nirano (Comune di Fiorano Modenese), il Museo di Storia naturale di Marano sul Panaro e il Museo naturalistico “Ferruccio Minghelli” di Montecuccolo (Pavullo).
CLIMBIO prevedeva ricerca sul campo e diffusione dei risultaticon un’opera di sensibilizzazione verso la tematica dei cambiamenti climatici e della conservazione della biodiversità. Il lavoro sul campo si è svolto proprio presso la Stazione biologica e meteo-climatica “Italia – Costa Rica”, in parte realizzata grazie a fondi di imprese modenesi e dedicata alla memoria della fioranese Augusta Bellei. Questa Stazione di ricerca è situata nella Riserva Karen Mogensen, che è nata e si è estesa nel corso di oltre vent’anni grazie a un partenariato tra enti italiani e costaricensi, tra i quali l’Associazione Foreste per Sempre, GEV Modena, l’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, la Provincia di Modena e ASEPALECO.
Lo studio, il primo effettuato all’interno della Stazione di ricerca inaugurata nel 2014, mirava alla valutazione degli effetti dei cambiamenti climatici sull’avifauna tropicale. Diversi studi sostengono la possibilità di utilizzare gli uccelli come indicatori biologici dei cambiamenti climatici in atto. Infatti, a motivo del metabolismo molto attivo e dell’elevata vagilità, questi organismi risultano assai sensibili alle variazioni meteo-climatiche, le quali influenzano in vario modo i fenomeni rilevanti del loro sviluppo vitale. CLIMBIO si è focalizzato sull’analisi degli uccelli presenti nella Riserva con un numero di specie molto cospicuo, superiore ai 200 (Dal Zotto et al., 2017). Se pensiamo all’estensione della Riserva che è di circa 1.000 ettari, e a quella di un’area come l’Italia, pari a circa 300.000 km2, caratterizzata da una checklist di circa 560 specie (Lepage, 2018), possiamo ben intuire quanta diversità sia racchiusa nella zona oggetto di studio. La Riserva Karen Mogensen costituisce attualmente una parte integrante del corridoio biologico che attraversa la Penisola di Nicoya, grazie all’opera di rigenerazione forestale realizzata mediante l’acquisto di terreni in parte con finanziamenti italiani pubblici e privati, che hanno consentito un ripristino dell’ecosistema naturale e il ritorno a un elevato grado di biodiversità.
A livello scientifico, poco è noto in merito alle dinamiche ecologiche in atto e relativamente a dati quali-quantitativi di specie animali e vegetali. Ad oggi non si conosce nulla riguardo alle ricadute sulla biodiversità e sulle attività umane, come l’agricoltura locale, che possono venire alterate dai cambiamenti climatici in atto in Costa Rica come altrove. Il progetto CLIMBIO è consistito in una prima fase di inquadramento della Riserva e raccolta dei dati. In pratica, sono state identificate alcune specie potenziali bioindicatrici nell’ambito di un più vasto piano di monitoraggio che porterà alla completa mappatura della biodiversità dell’area protetta. Inoltre, è stata installata la strumentazione e si è intrapresa la raccolta dei dati meteorologici, inviati all’Osservatorio Geofisico del Dip. di Ingegneria Enzo Ferrari.
Una seconda fase del progetto, successiva al lavoro sul campo e all’elaborazione delle informazioni rinvenute, si è tradotta nella comunicazione dei risultati al tessuto sociale, principalmente del territorio modenese e anche della realtà costaricense limitrofa alla Riserva. Nel corso di una prima spedizione sul campo – effettuata tra febbraio e marzo 2016 – il progetto è stato presentato in una scuola superiore locale nonché a un team di addetti ai lavori operanti nell’area.
Futuri step prevedranno il prosieguo di quest’attività divulgativa in loco, il coinvolgimento di ragazzi in attività di eco-volontariato e la concretizzazione di un gemellaggio tra istituti superiori costaricensi e modenesi.
Base d’appoggio della spedizione CLIMBIO 2016 e delle ricerche tutt’ora in corso in Costa Rica, è la Stazione Biologica e Meteo Climatica di ricerca sperimentale realizzata presso Riserva Karen, che rappresenta l’unica realtà di questo tipo situata nella Penisola di Nicoya. L’Associazione italiana GEV Modena – Foreste per Sempre, coordinata dal prof. Dario Sonetti, biologo e già docente dell’Università di Modena e Reggio Emilia, ha promosso una raccolta fondi tra finanziatori privati per sostenere lo sforzo finanziario condiviso con Asepaleco in vista della realizzazione di questa struttura. L’inaugurazione della stazione BioClimatica è avvenuta alla presenza dell’allora Vice Presidente della Repubblica della Costa Rica Prof. Alfio Piva nel febbraio 2014. Questa base scientifica ha ottenuto un riconoscimento ufficiale da parte del Governo della Costa Rica e della sua ambasciata in Italia, oltre che dell’ambasciata italiana in Costa Rica. Inoltre, il progetto ha ricevuto il patrocinio ufficiale dell’Università di Modena e Reggio Emilia, con l’obiettivo di poter contare sulla partecipazione dei suoi docenti, ricercatori e studenti. Tra gli studi e le ricerche scientifiche nel campo biologico che troveranno realizzazione grazie alla presenza della Stazione vi sono:
– L’inventario completo delle specie animali e vegetali della Riserva, le quali verranno incluse nelle liste nazionali e internazionali della biodiversità e la cui distribuzione sarà inserita in mappe digitalizzate (GIS).
–  Lo studio ecologico del bosco nelle successive fasi di rigenerazione, col fine di individuare i parametri funzionali al ripristino e funzionali anche allo svolgimento di azioni analoghe in altre aree.
–  Il calcolo dell’assorbimento di CO2 finalizzato al calcolo dei gas serra certificabili in base alle direttive del protocollo di Kyoto e dell’Accordo di Parigi sul Clima.
–  Lo studio della eco-etologia di alcune specie indicatrici presenti nella Riserva, in grado di evidenziare in che modo i cambiamenti climatici influenzano la biodiversità.
–  Lo studio degli organismi le cui caratteristiche fisiologiche e biochimiche possono presentare eventuali applicazioni nel campo industriale-farmaceutico-cosmetico.
–  La caratterizzazione meteoclimatica del sito e della riserva Karen Mogensen e le correlazioni coi fenomeni de El Niño – La Niña.
–  L’individuazione di impatti locali dei cambiamenti climatici e la valutazione degli scenari futuri

La stazione meteo-climatica consentirà il monitoraggio in tempo reale e a lungo termine dei fenomeni atmosferici in atto e, in prospettiva, connessa alla rete meteoclimatica nazionale, potrà fornire supporto agli stessi agricoltori locali e alla popolazione relativamente alle attività di previsione e prevenzione degli eventi meteorologici estremi. Infine, la stazione costituirà un importante supporto alla didattica, a stage e ad attività formative promosse da istituti scolastici e università nazionali e internazionali, alla popolazione locale e a gruppi di persone in visita eco-turistica e scientifica, importante per i benefici economici che ne derivano per la Riserva stessa e la sua gestione.
Un gruppo di ricercatori e tecnici dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia si è recato in Costa Rica nel novembre 2016. La spedizione scientifica ha avuto come base logistica d’appoggio la stazione di ricerca «Italia-Costa-Rica», situata nelle foreste della Riserva Karen Mogensen, nella Penisola di Nicoya, dove si stanno tutt’ora svolgendo ricerche sulla fauna tropicale, volto ad indagare gli effetti dei cambiamenti climatici sulla biodiversità. Del gruppo di ricerca, tutt’ora attivo, fanno parte il prof. Dario Sonetti, già docente Unimore e coordinatore della spedizione, il dott. Matteo Dal Zotto del Dipartimento di Scienze della Vita, il dott. Giuseppe Romeo e chi scrive, tecnico meteorologo certificato del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” – DIEF. La spedizione è stata organizzata in collaborazione con l’Associazione Foreste per Sempre-GEV Modena, nell’ambito del progetto CLIMBIO (Climate & Biodiversity), precedentemente descritto. «Questo progetto – afferma il prof. Dario Sonetti, coordinatore della spedizione – è il coronamento di una lunga attività dell’Ateneo svolta in Costa Rica con la partecipazione negli anni scorsi di studenti di Biologia e Scienze Naturali che insieme ai loro docenti si sono recati nel Paese centroamericano, grazie ad un accordo ufficiale con il prestigioso Istituto Nazionale di Biodiversità (InBio), per svolgere attività di ricerca e preparare le proprie tesi di laurea e dottorato. Il risultato più importante di questi trascorsi, che ci proietta già nel futuro, è stata la realizzazione di una stazione Biologica Meteoclimatica con i fondi raccolti da Foreste per Sempre, la quale ha avuto anche il patrocinio di Unimore ed è già entrata in funzione con un richiamo internazionale. Permetterà, come in questo caso, a studenti e ricercatori di poter svolgere ricerche sul campo avendo una fondamentale base d’appoggio e di lavoro». Scopo della spedizione, l’inquadramento della Riserva e la raccolta di dati biologici. In pratica, verranno identificate alcune specie che possono fungere da bioindicatrici nell’ambito di un più vasto piano di monitoraggio che porterà alla completa mappatura della biodiversità dell’area protetta. I dati meteorologici verranno raccolti mediante una stazione meteorologica e una webcam che, una volta installate e messe a punto, invieranno i dati alla rete meteo dell’Osservatorio Geofisico del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” di Unimore. Come noto, il clima rappresenta le condizioni meteorologiche medie sul lungo periodo, trent’anni secondo la definizione dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale.
È ovvio dunque che quella spedizione ha rappresentato un po’ la posa della prima pietra di una serie di dati meteoclimatica che si potrà costituire solo col tempo, giorno dopo giorno, mese dopo mese e con anni di osservazione continuativa.
La spedizione è stata testimone di fenomeni meteorologici stagionali tipici dei tropici, ma con qualche peculiarità. Il 19 novembre durante un forte temporale con molti fulmini, uno di questi si è abbattuto a poche decine di metri dalla stazione, per fortuna senza danni alla stessa e ai ricercatori, ed è stato ben documentato grazie alla webcam appena messa in funzione. Si è invece danneggiato irreparabilmente il collegamento wi fi della zona degli alloggi. Il concomitante forte nubifragio, che ha scaricato circa 50 mm di pioggia in breve tempo (dato stimato manualmente in quanto la stazione meteo non era ancora operativa) ha anche causato un repentino ingrossamento dei torrenti che si trovano nella riserva, rendendo inagibile per alcune ore il sentiero di accesso. Questo evento, ben documentato, conferma una delle criticità – fulmini e scariche elettriche, appunto – per le misure e soprattutto per la sicurezza delle persone.
Per quanto riguarda la sicurezza, molto si può fare con le normali norme di auto protezione, di cui i frequentatori dovranno essere ben a conoscenza. In affiancamento, come in alcuni parchi americani si valuterà di distribuire materiale informativo ai visitatori e di posizionare alcuni cartelli informativi sulle norme di comportamento in caso di temporale.
Per quanto riguarda la strumentazione, nelle prossime spedizioni si valuterà l’inserimento di adeguate protezioni dalle scariche atmosferiche. Gli ultimi giorni della spedizione poi sono stati condizionati dal passaggio dell’uragano Otto che ha raggiunto CAT. 3 della scala Saffir-Simpson e ha attraversato la Costa Rica in modo anomalo come mai era avvenuto in passato, in base alle informazioni raccolte, da est a ovest, toccando terra il giorno 23 sulle coste caraibiche al confine col Nicaragua e passando poi tutto il Paese il giorno 24 per esaurirsi nell’oceano Pacifico. La riserva è stata interessata solo marginalmente dal suo passaggio, con precipitazioni moderate. Nessun danno alla riserva e nessun pericolo per i partecipanti, ma ingenti danni e vittime si sono registrati nella zona nord della Costa Rica. A causa dell’uragano tuttavia la spedizione ha dovuto modificare il crono programma, rientrando prima dalla riserva verso la più sicura capitale San Josè e annullando la visita ad altri siti oggetto di progetti, in particolare all’isola di Mancarroncito. Problemi anche coi voli di rientro, per le ripercussioni del violento uragano sul traffico aereo internazionale e intercontinentale.
Alla conclusione del progetto CLIMBIO, l’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia ha rilasciato un apposito comunicato, che qui riportiamo integralmente.
Giunto a conclusione il progetto CLIMBIO (Climate & Biodiversity), promosso dal Dipartimento di Scienze della Vita (DSV) e finanziato dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Modena, nel corso di alcune spedizioni scientifiche ha consentito di effettuare uno studio sull’avifauna presente nella Riserva Karen Mogensen, da cui si sono tratte interessanti osservazioni indicatrici dei cambiamenti climatici che hanno interessato quell’area. Quest’area protetta è situata in una regione del nord-ovest della Costa Rica, caratterizzata da alcuni tra gli ecosistemi forestali più minacciati dell’America Centrale, ma poco studiata sotto il profilo faunistico. La Riserva è nata grazie a un partenariato tra l’Asociación Ecológica Paquera, Lepanto y Cóbano (ASEPALECO), un’associazione costaricense, e l’associazione modenese Foreste per Sempre, che hanno entrambe collaborato nello svolgimento del progetto Climbio, insieme al DIEF- Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” di Unimore, che sta curando la parte meteoclimatica. Lo studio si è tradotto in una prima pubblicazione, effettuata sulla rivista scientifica ZooKeys (Dal Zotto et al., 2017), in cui viene evidenziata l’elevata ricchezza dell’area, con oltre 200 specie di uccelli, più della metà dei quali nidificanti. “Alcune di queste specie – spiega la prof.ssa Aurora Pederzoli di Unimore, responsabile del Progetto Climbio – sono minacciate a livello globale; altre sono state osservate per la prima volta in questa regione della Costa Rica; altre ancora sono endemiche o presentano popolazioni isolate rispetto a quelle principali”.
La ricerca ha evidenziato che un elevato numero di specie nidificanti raggiunge il limite meridionale del proprio areale nell’area della Riserva e, pertanto, risulta fortemente esposta alle alterazioni ambientali globali come il cambiamento climatico. Lo studio del DSV di Unimore ha portato alla caratterizzazione ecologica dell’avifauna residente nell’area, rilevando che il 65% delle specie è strettamente associato ad ambienti di foresta, e particolarmente al sottobosco e al livello arboreo intermedio, quindi più vulnerabili nei confronti dei cambiamenti ambientali e potenzialmente suscettibili di estinzioni locali. «I risultati conseguiti – commenta la prof.ssa Aurora Pederzoli di Unimore – sottolineano l’importanza della Riserva per la conservazione della fauna all’interno di un contesto ambientale vulnerabile e spronano la continuazione di indagini faunistiche, eventualmente includenti analisi molecolari, e il miglioramento di misure di conservazione locali». La dovizia di dati raccolti rappresenta uno strumento essenziale per studi futuri volti a valutare le conseguenze della frammentazione degli habitat e a monitorare gli effetti dei cambiamenti climatici sull’avifauna. Più in generale, questo studio è un importante base per la creazione di programmi che integrino monitoraggi faunistici, ricerca in campo ecologico, iniziative di conservazione e il coinvolgimento delle comunità locali, mediante la promozione di educazione ambientale, capacity-building e generazione di reddito. Sotto questo profilo, la Riserva Karen Mogensen e le attività promosse dal DSV-Unimore in Costa Rica potrebbero rappresentare un modello convincente e un valido esempio da applicare in analoghi contesti neotropicaliQui l’articolo (Open Access).
Concentriamo ora l’attenzione di questo articolo sugli aspetti meteoclimatici e sui primi dati raccolti. Prima ancora però è opportuna una descrizione del sito di misura e della strumentazione installata. L’area presso la stazione bioclimatica Italia Costa Rica è, dal punto di vista delle normative dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale, un ottimo compromesso per poter iniziare le misure, valutare le potenzialità del sito e quindi eventualmente pensare a una installazione più consona alle stringenti normative WMO n.8 – Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation.
Il punto di misura infatti è buono per le misure di temperatura e umidità relativa, dato che è su terreno erboso e in una piccola radura, ai piedi di un piccolo pendio, rappresentativo delle condizioni medie del territorio, come hanno testimoniato alcune misure effettuate con strumenti portatili. Buone anche le condizioni di misura delle precipitazioni, dato che il pluviometro non ha ombreggiamenti o ostacoli vicini. Discrete le condizioni di misura per la radiazione solare, tenendo presente che nella zona, con orografia complessa, è difficile trovare un punto con pieno soleggiamento dall’alba al tramonto. Insufficienti invece la collocazione per quanto riguarda le misure di vento, che sebbene venga rilevato non è rappresentativo in quanto l’anemometro si trova a soli 2 metri dal suolo anziché ai 10 standard delle normative WMO. La strumentazione scelta è una stazione meteorologica compatta di categoria low cost ma di buon rapporto qualità prezzo, una Davis Vantage pro plus II, completa di sensori di pressione, temperatura, umidità relativa, velocità e direzione vento, precipitazioni nonché gli importanti dati di radiazioe solare e radiazione ultravioletta.
La stazione è collegata alla rete internet, disponibile presso la stazione grazie a un ponte radio, e attraverso il software e datalogger “Weatherlink” invia i dati all’’Osservatorio Geofisico del Dipartimento di Ingegneria Enzo Ferrari dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia (DIEF UNIMORE). L’acquisizione dei dati avviene con una cadenza di 5 minuti, così da ottenere informazioni abbastanza dettagliate degli andamenti dei vari parametri meteo, soprattutto anche per analizzare i casi di precipitazioni intense in breve tempo o eventuali repentine variazioni di parametri meteo. I dati meteo sono consultabili, live in tempo reale sul sito  mentre l’archivio e le elaborazioni sono gestite nella rete meteo dell’Osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE di Modena.
La nuova stazione, acquistata dall’Associazione Foreste Per Sempre e gestita appunto dall’Osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE, è operativa dal 20 febbraio 2017. Precedentemente si sono raccolti i primi dati tramite una stazione meteorologica obsoleta e ora appunto sostituita dalla nuova stazione. Oltre agli strumenti meteo, è stata installata e tutt’ora funzionante una webcam Mobotix mod. M24, con inquadratura di parte di un colle, dove si trova anche l’aula didattica e di parte del cielo, così a avere informazioni sia sullo stato degli alberi e della foresta, sia sulla presenza e tipologia di nubi. La webcam non ha solo scopi visivi e informativi, incluso quelli turistici, ma è un valido strumento appunto di monitoraggio atmosferico e, quando vi sarà un data set sufficiente, potrà anche essere utile per valutare modelli di analisi informatica e automatica (computer vision) anche con tecnologie di intelligenza artificiale.
L’analisi dei dati meteoclimatici richiede di raccogliere almeno un anno di dati completi per trarre le prime considerazioni sugli andamenti mensili e stagionali completi. Volendo definire nel dettaglio il clima ed osservare gli effetti dei cambiamenti climatici, occorreranno poi almeno 30 anni di osservazioni continuative.
I dati fin qui raccolti insomma sono un po’ le fondamenta di futuri studi più dettagliati. Le stazioni meteo poi richiedono frequenti controlli e manutenzioni nonché sono soggette loro stesse agli effetti e talora danni dei fenomeni atmosferici che devono misurare. Non ultimo, i fattori ambientali, biologici e naturali spesso influenzano le misure, pensiamo alle foglie che possono intasare il pluviometro, o agli animali e insetti che trovano per esempio nelle alette dei sensori di temperature un ottimo rifugio. Se non altro, la Riserva Karen, molto distante da città e sorgenti inquinanti antropiche, gode di un’ottima qualità dell’aria, così da evitare questo fattore di deterioramento della strumentazione. La manutenzione è stata comunque eseguita, nei limiti del possibile, grazie all’aiuto del sig. Arnulfo Quiros Salazar, custode della Riserva e gestore dell’ecolodge che si trova a fianco della stazione, nonché dai volontari dell’Associazione Foreste per Sempre in occasione di visite o periodi qui trascorsi.
La tecnologia poi ci viene in aiuto, grazie a un computer presente nella Stazione “Italia – Costa Rica” infatti quando necessario ci si può collegare in remoto agli strumenti ed eseguire eventuali configurazioni o controlli a distanza di alcune funzioni della stazione meteo e webcam. Per l’anno 2017 abbiamo così a disposizione osservazioni giornaliere per 294 giorni su 365 (80% dei giorni dell’anno). Un buon successo, considerato il luogo remoto, spesso non presidiato e la distanza dal laboratorio di acquisizione e analisi. Per ottenere una prima ricostruzione del clima della località sono stati richiesti e cortesemente ottenuti da Meteoblue dati di re-analisi sul punto di griglia (12×12 km) più vicino alla località relativi a un periodo di 30 anni (dal 1985 al 2018).
Le prime analisi qui presentate sono in forma grezza e provvisoria, ma i risultati sono interessanti e dimostrano che sarebbe opportuno proseguire l’elaborazione del vasto data set e continuare le attività di osservazione. In particolare le osservazioni giornaliere del 2017 appaiono in buon accordo con i dati di reanalisi riguardo le temperature minime e massime giornaliere. La tendenza a lungo termine, su un periodo di 30 anni a disposizione, evidenzia un aumento di temperature in accordo con i cambiamenti climatici globali in atto, nonché un’interessante correlazione con il fenomeno ciclico de El Niño. L’inquadramento climatico dell’area conferma un tipo di clima tropicale, con un andamento quasi costante delle temperature nel corso dell’anno, influenzate principalmente dalla ciclicità stagionale delle piogge. Le precipitazioni, abbondanti come tipico delle zone tropicali umide, presentano una stagione secca fra dicembre e inizio aprile e una stagione delle piogge da metà aprile a novembre.
La temperatura media annua si stima in 25.4°C e la piovosità media annua, assomma a circa 2254 mm; queste stime climatologiche sono state ricavate dalle Reanalisi Meteoblue.

Riepilogo delle osservazioni dell’anno 2017 presso la riserva Karen Mogensen, Costa Rica.

ra la fine del 2017 e inizio del’anno 2018 si sono invece avuti interruzioni anche lunghe della memorizzazione dati per problemi hardware alla stazione meteo ed anche di comunicazioni via internet, che ha avuto alcuni problemi dovuti in parte anche a scariche atmosferiche e fulmini.
La stazione meteo e la webcam sono poi state ripristinate in occasione di una breve permanenza alla stazione bioclimatica Italia Costa Rica. Come spesso accade, i problemi dal punto di vista tecnico erano piuttosto banali, ma era necessario appunto intervenire in loco per risolverli. I dati raccolti fino al 31 ottobre 2018 hanno evidenziato un inizio in linea con la climatologia, attorno al 10 aprile, della stagione delle piogge e precipitazioni in linea con la media a maggio (165.6 mm) e giugno (378.2 mm).
Dal punto di vista delle forzanti, il 2018 è un anno neutro quanto a presenza del fenomeno de El Niño o de La Niña, che sono molto correlati col clima locale. Ciò nonostante, si è osservata una inconsueta scarsità delle piogge nei mesi centrali dell’estate, con soli 125.6 mm a luglio e 143.0 mm ad agosto. La climatologia da reanalisi vedrebbe, in questi medi, una media rispettivamente di 405,0 mm e 390,0 mm di pioggia, dunque con un deficit pluviometrico del 65-70%. Scarse anche a settembre le piogge, 288.4 mm rispetto ai 374 mm della climatologia, mentre ottobre ha visto piogge molto abbondanti, 647.8 mm, forse sottostimati da 2-3 giorni di mancanza dati, dunque quasi doppi rispetto ai 360.0 mm di climatologia.
Da segnalare 3 giorni di piogge torrenziali, il 3, 4 e 5 ottobre sono caduti rispettivamente 63.4 mm, 244.4 mm e 114.8 mm, per un totale di 422.6 mm, in tre giorni più della pioggia media dell’intero mese di ottobre. Molti i danni, sia nella riserva, con piene dei torrenti, frane e alberi abbattuti da tempeste di vento, sia nella zona, con alluvioni nei vicini centri e paesi, come a Jicaral, Paquera e Levanto. L’andamento delle temperature non presenta particolari anomalie, col giorno più caldo che ha raggiunto 35.4°C il 16 marzo 2018, un po’ più basso dunque del massimo assoluto del 2017. Per noi, abituati alla meteorologia delle medie latitudini, risulta strano in particolare notare un andamento quasi costante, nell’anno, della pressione atmosferica, con oscillazioni molto più modeste che alle nostre latitudini, ma comunque determinanti per l’andamento delle piogge e temperature.
Le zone tropicali sono particolarmente sensibili ai cambiamenti climatici, e ciò si ripercuote sulla biodiversità.
L’aumento delle temperature globali, stimato in circa 1.0°C dall’era preindustriale come confermato anche dal recente rapporto speciale 1.5°C dell’IPCC, ha effetti molto maggiori ai poli che all’equatore, a causa del fenomeno dell’amplificazione artica conseguente la fusione dei ghiacci artici marini. Tuttavia, anche un solo grado ha impatti molto gravi nelle zone tropicali. Alcuni lavori scientifici indicano nel 15-18% delle specie viventi la perdita di biodiversità se l’aumento delle temperature globali raggiunge i 2°C rispetto all’era preindustriale, ovvero l’obiettivo indicato dell’Accordo di Parigi sul clima.
Ma l’accordo di Parigi parla di mantenere l’incremento delle temperature “ben al di sotto di 2°C, intensificando gli sforzi per contener eil riscaldamento entro 1.5°C”. il rapporto speciale IPCC 1.5°C dice che, contenendo il riscaldamento entro 1.5°C, la perdita di biodiversità, pur grave, sarebbe limitata al 6-8% delle specie viventi. Ricordiamo che lo scenario dell’inazione porterebbe invece ad aumenti di temperature globali “incompatibili con la civilizzazione”, come afferma la Banca Mondiale. La perdita di biodiversità sarebbe veramente drammatica, fino al 40-50% delle specie viventi. Quali ripercussioni dunque sulla biodiversità e sul clima alla Riserva Karen Mogensen? Ovviamente ancora non si sono raccolti dati sufficienti al riguardo, ma si sono comunque posati i primi mattoni, le prima fondamenta, per conoscere il clima e gli impatti locali. Da informazioni raccolte durante la spedizione, la serie storica più lunga è quella della Stazione Biologica la Selva (60 anni di dati) ed evidenzia, indicativamente, un aumento delle temperature di circa 1°C negli ultimi decenni, con piovosità senza evidenti cambiamenti ma con notevoli oscillazioni interannuali. L’approfondimento di questi aspetti e l’eventuale reperimento di dati fa proprio parte degli scopi della spedizione del 2016 e delle successive visite autofinanziate o svolte addirittura come ecovolontariato scientifico. Restano aperti altri interrogativi e idee e progetti anche ambiziosi, per esempio per approfondire gli impatti locali dei fenomeni ciclici, ma influenzati dal global warming, de El Niño e La Niña, sui fenomeni di trasporto di aerosol naturali e antropici, sul bilancio e flussi di carbonio nei boschi della riserva.
La stazione meteo fin qui installata ha fornito dati molto interessanti, ma come accennato la strumentazione è di fascia low cost e alcuni studi e applicazioni di meteorologia richiedono strumentazione molto precisa. Anche l’installazione non è ottimale, ma per iniziare è già stato un vero successo trovare fondi per la strumentazione, completare l’installazione, e ottenere quasi due anni di dati con tutto sommato poche interruzioni. Un auspicato salto di qualità dovrebbe vedere individuare un punto che corrisponda in modo migliore alla normativa WMO (Organizzazione Meteorologica Mondiale) con strumentazione di alta precisione. Un sito al proposito esisterebbe, una torre di osservazione posta su un colle con ottima visuale dall’alba al tramonto, ma i costi della strumentazione e la logistica per ora non rendono possibile questo salto di qualità. Fra altre ipotesi di ampliamenti della strumentazione per il futuro, potrebbe esserci la posa di una torre meteorologica completa di strumentazione avanzata come anemometri sonici e misuratori di flusso di CO2. Il sito si presterebbe molto bene anche a strumentazione fotometrica, per esempio da inserire nella Rete Aeronet della NASA, strumentazione simile è gestita dall’osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE a Modena. Si tratta di set di strumentazione complessa e costosa, ma senz’altro da considerare per gli sviluppi futuri e la valorizzazione scientifica di un sito che comunque val la pena, per chi può, di visitare, perché è un vero luogo di pace con la natura e di stacco dai ritmi della vita moderna.

Fig. 1 – Andamento delle temperature minime, massime e medie mensili presso la stazione “Karen Costa Rica” e confronto coi dati di temperatura media mensile ricavati dalle reanalisi Meteoblue

 

Fig. 2 – Andamento delle temperature medie annue dall’anno 1985 al 2017 ricavate da Reanalisi Meteoblue, confrontate con El Niño (ONI Enso Index NOAA CPC). Elaborazione preliminare. In sottosfondo del grafico, la stazione meteoclimatica e biologica “Italia Costa Rica” presso la Riserva Karen Mogensen.

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