Siccità meteorologica o antropogenica? Un recente studio ce ne illustra i rischi ambientali, sociali ed economici

^{(English translation below)}
Inclusa tra i fenomeni di tipo meteorologico, la siccità è definita come la mancanza o la scarsezza di pioggia che si protrae per un periodo di tempo eccezionalmente lungo (da mesi ad anni), durante il quale le precipitazioni atmosferiche sono scarse o insufficienti a garantire l’equilibrio tra la disponibilità naturale d’acqua e il suo consumo da parte dell’essere umano.

In molte regioni della Terra la siccità è un fenomeno ricorrente, anche con una certa periodicità, e in tal senso può essere fronteggiato con strategie ed azioni opportune. Tra queste, le opere di desalinizzazione marina, la raccolta e lo stoccaggio dell’acqua piovana, l’impianto di coltivazioni che hanno bisogno di bassi quantitativi di acqua, oppure il riciclaggio con depurazione di acque già utilizzate.

La siccità può determinare un grave rischio per il territorio e le persone che vi abitano, poiché comporta pesanti conseguenze ambientali (incendi, desertificazione), economiche (riduzione delle aree coltivate, perdite nelle attività industriali, agricole e di allevamento) e sociali (carestie, migrazioni di massa, tensioni sociali, guerre). Per questa ragione essa non dovrebbe essere considerata solo un effetto del deficit idrico, ma andrebbe studiata, modellata e parametrizzata includendo anche le interazioni antropiche con la natura. È su questo punto che insistono gli autori di un recente articolo pubblicato sulla rivista scientifica Reviews of Geophysics : esiste anche la siccità antropogenica, dove sono le attività umane, più che i fattori naturali, a causare o intensificare la siccità e il suo impatto.

Ma come è possibile incorporare nei modelli previsionali la siccità antropogenica, affinché sia possibile pianificare e mitigare i suoi effetti per il futuro?

La siccità: un fenomeno multidimensionale

L’intensità della siccità viene espressa attraverso indici: il più usato a livello internazionale è l’Indice di Precipitazione Standardizzato (SPI – Standardized Precipitation Index), il cui valore quantifica il surplus o il deficit di pioggia rispetto ai valori medi. Tuttavia, questo indicatore spiega la disponibilità di acqua da un punto di vista meteorologico, ma non considera le interazioni bidirezionali tra azione umana e ambiente, soprattutto non tiene conto del modo in cui le attività umane possono modificare le precipitazioni, aumentare il rischio di stress idrico o alterare le condizioni microclimatiche. Inoltre, non considera l’impatto della domanda idrica locale o delle pratiche di gestione del territorio. Per questi motivi, gli autori ritengono più efficace definire e trattare la siccità come un fenomeno multidimensionale e multiscala.

L’evidenza di questa prospettiva metodologica è immediata, se si pensa agli effetti combinati del cambiamento climatico e delle attività umane. Le condizioni climatiche multivariate potrebbero rendere più devastanti gli impatti negativi degli eventi di siccità, visto che nei prossimi anni le temperature del pianeta continueranno a salire, con ripercussioni imprevedibili sulla domanda idrica e sull’uso dell’acqua, in particolare con aumenti della domanda da parte del settore agricolo. Inoltre, la frequenza e la distribuzione delle siccità possono influenzare la produzione di energia rinnovabile e gli equilibri economici attuali e futuri che, a loro volta, possono aumentare l’impronta di carbonio di origine antropica e successivamente influenzare le condizioni delle precipitazioni e la gravità della siccità antropogenica, in un meccanismo di feedback negativo. Non da ultimo, la siccità può modificare la durata della stagione di crescita delle piante, l’idrologia locale e il periodo di assorbimento del carbonio.

Fare previsioni sulla siccità è in generale molto difficile, ma prevedere e pianificare interventi introducendo nei modelli di analisi la siccità antropogenica può essere una vera e propria sfida per la scienza, per via dei diversi ritmi di sviluppo e della differente richiesta di acqua che caratterizza i vari paesi e le diverse regioni del mondo.

Tuttavia, nonostante il quadro cupo, possiamo essere cautamente ottimisti: i progressi nella messa a punto di modelli di dinamica del sistema di interazione acqua/essere umano e di modelli di valutazione integrata (IAM – Integrated Assessment Models) in grado di rappresentare dinamicamente le interazioni fra le componenti naturali e antropiche a diverse scale (per esempio inserendo nelle analisi i dati climatici per elaborare gli scenari futuri), si stanno rivelando efficaci. Infatti, attraverso l’utilizzo di questi modelli sembra possibile individuare scenari in linea con le proiezioni climatiche future, che sono di grande utilità per realizzare scelte tecniche e azioni politiche, e per valutarne in anticipo i possibili risultati.

Sussistono, tuttavia, alcuni limiti: i modelli sviluppati finora sono più adatti per indagare eventi su larga scala, che si verificano in un lungo periodo di tempo, ma presentano invece una maggiore incertezza nella previsione di effetti a breve termine e alla scala regionale (come le siccità locali).

Resta la reale possibilità che questo nuovo modo di studiare la siccità, introducendo i fattori antropogenici che la influenzano, possa arrivare a fornire scenari predittivi sempre più accurati, in grado di orientare le politiche ambientali e di sviluppo delle comunità umane.

Migliorare la risposta alle future siccità attraverso strategie sempre più efficaci di gestione della domanda e dell’approvvigionamento idrico del futuro, quando il clima sarà più caldo e caratterizzato da numerosi eventi climatici estremi, non è solo una questione di sostenibilità economica. È anche e soprattutto una grande questione di sicurezza, che interessa tutti, poiché la siccità potrà essere accompagnata da crescenti tensioni sociali e geopolitiche. Solo classi dirigenti responsabili e lungimiranti e una scienza e una tecnologia sempre più accurate potranno cercare di disinnescare gli effetti dei poderosi cambiamenti globali antropogenici in atto.

ENGLISH VERSION

Meteorological or anthropogenic drought? A recent study illustrates the environmental, social and economic risks

Included among the meteorological phenomena, drought is defined as the lack or scarcity of rain that lasts for an exceptionally long period of time (months to years), during which rainfall is scarce or insufficient to guarantee the balance between the natural availability of water and its consumption by the human being.

In many regions of the Earth, drought is a recurring phenomenon, even with a certain periodicity, and in this sense it can be faced with appropriate strategies and actions. These include marine desalination works, the collection and storage of rainwater, the planting of crops that need low quantities of water, or recycling with purification of water already used.

Drought can cause a serious risk for the territory and the people who live there, as it involves severe environmental (fires, desertification), economic (reduction of cultivated areas, losses in industrial, agricultural and livestock activities) and social (famine, migration) mass, social tensions, wars) consequences. For this reason it should not be considered only an effect of the water deficit, but it should be studied, modeled and parameterized including also the anthropic interactions with nature. It is on this point that the authors of a recent article published in the scientific journal Reviews of Geophysics insist: there is also the “anthropogenic drought”, where it is human activities rather than natural factors that cause or intensify drought and its impact.

But how is it possible to incorporate anthropogenic drought into forecasting models, so that its effects can be planned and mitigated for the future?

Drought: a multidimensional phenomenon

The intensity of the drought is expressed through indices: the most used internationally is the Standardized Precipitation Index (SPI), whose value quantifies the surplus or deficit of rainfall compared to the average values. However, this indicator explains the availability of water from a meteorological point of view, but does not consider the bidirectional interactions between human action and the environment, especially it does not take into account the way in which human activities can change rainfall, increase the risk of water stress or altering the microclimatic conditions. It also does not consider the impact of local water demand or land management practices. For this reason the authors believe it is more effective to define and treat drought as a multidimensional and multiscale phenomenon.

The evidence of this methodological perspective is immediate, if we consider the combined effects of climate change and human activities. Multivariate climatic conditions could make the negative impacts of drought events more devastating, as the planet’s temperatures will continue to rise in the coming years, with unpredictable repercussions on water demand and water use, particularly with increases in demand by the agricultural sector. Furthermore, the frequency and distribution of droughts can affect renewable energy production and current and future economic balances which, in turn, can increase the anthropogenic CO₂ footprint and subsequently affect rainfall conditions and the severity of the anthropogenic drought, in a negative feedback mechanism. In addition, drought can change the length of the plant growing season, local hydrology and the carbon uptake period.

Making forecasts on drought is in general very difficult, but predicting and planning interventions by introducing anthropogenic drought into the analysis models can be a real challenge for science, due to the different rates of development and the different demand for water that characterizes various countries and regions of the world.

However, despite the gloomy picture, we can be cautiously optimistic: the progress in the development of dynamics models of the water / human interaction system and the Integrated Assessment Models (IAM), that are able to dynamically represent the interactions between natural and anthropogenic components at different scales, for example by inserting climatic data in the analyzes to elaborate future scenarios, are proving effective. In fact, through the use of these models it seems possible to identify scenarios in line with future climate projections, which are very useful for making technical choices and political actions, and for evaluating their possible results in advance.

There are, however, some limitations: the models developed so far are more suitable for investigating large-scale events, which occur over a long period of time, but instead present greater uncertainty in predicting short-term and regional-scale effects (such as local droughts).

The real possibility remains that this new way of studying drought, by introducing the anthropogenic factors that influence it, can come to provide increasingly accurate predictive scenarios, able to guide the environmental and development policies of human communities.

Improving the response to future droughts through increasingly effective strategies for managing the demand and water supply of the future, when the climate will be warmer and characterized by numerous extreme climatic events, is not just an issue of economic sustainability. It is also and above all a great safety issue, which affects everyone, since the drought may be accompanied by growing social and geopolitical tensions. Only responsible and farsighted ruling classes and ever more accurate science and technology will be able to try to defuse the effects of the massive anthropogenic global changes taking place.