IT-WATER: il futuro delle risorse idriche in Italia

È ufficialmente iniziato il progetto IT-WATER, un'iniziativa finanziata dal PNRR che mira a produrre scenari dettagliati sulla siccità in Italia attraverso tecnologie di calcolo ad alta prestazione. Grazie alla collaborazione tra Fondazione CIMA, Fadeout Software e ItaliaMeteo, il progetto si propone di affrontare le sfide del cambiamento climatico per supportare la sostenibilità delle risorse idriche a scala nazionale. 

La crisi (in)visibile delle risorse idriche

Che cosa accade quando l'acqua, risorsa fondamentale per la vita, inizia a scarseggiare? In Italia, questa è sempre più una realtà concreta. Eventi come la grave siccità che sta interessando la Sicilia e la scarsità idrica nel centro-nord degli ultimi due anni sono un campanello d'allarme che ci invita a riconsiderare il nostro rapporto con l'acqua. Oggi ci troviamo a fronteggiare una crisi idrica che non si limita a rappresentare un danno economico per i suoi effetti sull'agricoltura e l'industria, ma inizia invece a influenzare anche la vita quotidiana di ciascuno di noi, mettendo a rischio salute e sicurezza alimentare. 

In questo contesto prende avvio il progetto IT-WATER, finanziato dal Piano Nazionale Ripresa e Resilienza (PNRR) e guidato da Fondazione CIMA in collaborazione con Fadeout Software Srl e l'Agenzia ItaliaMeteo. IT-WATER si propone di migliorare la comprensione delle risorse idriche in Italia, creando i primi scenari nazionali ad alta risoluzione sull'evoluzione della siccità per il nostro Paese. Coinvolgendo enti con competenze complementari, dalla conoscenza geo-scientifica a quella informatica, IT-WATER si pone come un progetto non solo volto alla ricerca di base e alla comprensione dei mutamenti in corso, ma anche come un tentativo di fornire strumenti concreti per la resilienza del Paese al pericolo siccità.

Capire il cambiamento

Come evolveranno le risorse idriche in Italia in uno scenario di cambiamento climatico? Mentre esistono piani nazionali di adattamento ai cambiamenti climatici e scenari climatici come quelli prodotti dal Centro Euro-Mediterraneo sui Cambiamenti Climatici (CMCC), mancano previsioni specifiche, spazialmente distribuite e uniche a scala nazionale che estendano tali scenari al ciclo dell'acqua e in particolare al pericolo siccità.

«IT-WATER nasce per colmare questa lacuna scientifica e offrire un quadro nazionale unico sul futuro delle risorse idriche e del pericolo siccità.» Spiega il nostro ricercatore Francesco Avanzi, referente del progetto, che evidenzia come lo stato di siccità in corso negli ultimi tre anni sul territorio italiano abbia messo in luce l'urgenza di comprendere meglio come evolveranno le siccità in futuro.

Una mappa nazionale delle siccità future

IT-WATER si prefigge quindi di calcolare uno scenario ad alta risoluzione che integri cambiamenti climatici e disponibilità d'acqua a livello nazionale.

«L'acqua non segue i nostri confini amministrativi», osserva Avanzi, «e la disponibilità idrica attraversa confini regionali e statali. In condizioni di abbondanza idrica, non percepiamo molto questa realtà, ma in situazioni di siccità emerge in maniera evidente come il nostro approvvigionamento idrico attraversi livelli istituzionali diversi, ciascuno con le sue competenze. Da qui nasce l'idea di studiare il pericolo siccità futuro per il Paese nel suo insieme.»

Questa visione unitaria è importante in un contesto come quello italiano, caratterizzato da una marcata vulnerabilità alla siccità, aggravata da fattori climatici e geografici: «il Paese, con un clima tipicamente mediterraneo, vive periodi estivi estremamente secchi, proprio quando la richiesta d'acqua è al massimo. Al nord, l'aumento delle temperature minaccia la stabilità delle riserve idriche montane, con la riduzione dei ghiacciai e delle nevicate, mentre al sud, dove le estati sono sempre più calde, l'evapotraspirazione mette ulteriormente sotto pressione la disponibilità idrica. Con IT-WATER, queste dinamiche verranno mappate su scala nazionale per fornire dati utili a informare le strategie di mitigazione e adattamento del contesto italiano», continua il ricercatore.

L'infrastruttura tecnologica e il calcolo ad alte prestazioni (HPC)

Per poter simulare il ciclo dell'acqua passato e futuro su tutto il territorio italiano, IT-WATER si avvale del calcolo ad alte prestazioni (HPC), una tecnologia che consente di eseguire calcoli complessi in tempi ridotti, utilizzando risorse di calcolo fornite dall'infrastruttura tecnologica del CINECA. Il sistema di HPC permette al progetto di elaborare enormi quantità di dati climatici e idrologici, rendendo possibile la costruzione di scenari orari ad alta risoluzione su tutto il territorio nazionale. «Con l'HPC,» spiega Avanzi, «possiamo ricostruire il ciclo dell'acqua ora per ora ogni 500 metri, su una scala spaziale e temporale molto più dettagliata rispetto a quella ottenibile con strumenti di calcolo tradizionali».

L'elaborazione, che arriverà a coprire un arco temporale di 150 anni, richiede non solo una capacità di calcolo significativa, ma anche un'accurata progettazione del codice informatico e degli algoritmi idrologici. Il progetto simulerà due ipotesi sui gas serra per analizzare le diverse possibili traiettorie climatiche, includendo variabili fondamentali come precipitazioni, neve, ghiacciai, umidità del suolo e portate fluviali. «Oggi,» aggiunge il ricercatore, «abbiamo la possibilità di gestire calcoli di questa portata grazie all'impiego simultaneo di migliaia di unità di calcolo.» L'approccio adottato rappresenta quindi un salto di qualità per la nostra ricerca.

Se l'aspetto tecnologico, rappresenta una delle sfide del progetto, non si può dimenticare che l'accuratezza del dato in un orizzonte temporale così ampio è un altro tema da studiare con attenzione. Sarà infatti necessario effettuare un'analisi approfondita per garantire che i modelli rimangano realistici e coerenti con scenari futuri così lunghi e distanti dal presente.

L'eredità di IT-WATER

«Il nostro obiettivo è organizzare, entro la prossima estate, un workshop con svariati attori istituzionali, al fine di analizzare i risultati preliminari del progetto e definire insieme le specifiche finali: capire quali informazioni sono necessarie, a che risoluzione, e su quali scale temporali,» racconta Francesco Avanzi. «Simuleremo il ciclo dell'acqua fino alla seconda metà del XXI secolo: come trasformare questa mole di dati in informazione aggiunta? Siamo ora nella fase cruciale della mappatura di questi attori, con cui stabiliremo i contatti nei prossimi mesi».

In questa direzione, IT-WATER mira anche a rendere i risultati del progetto accessibili a tutti tramite un dataset aperto, applicando i principi dell'open science. «Rendere i dati aperti è fondamentale,» afferma Avanzi, «perché una scienza che non condivide i propri risultati è una scienza incompleta.» Non solo i dati, ma anche l'infrastruttura informatica sviluppata sarà resa disponibile in open-source, consentendo ad altri enti di replicare l'approccio e adattarlo ad altre regioni o Paesi.

Con IT-WATER, speriamo di lasciare due eredità scientifiche: da un lato, offrire un dataset unico per l'Italia, che potrà servire come base per ulteriori studi e applicazioni decisionali; dall'altro, contribuirà a promuovere una nuova consapevolezza sul rischio siccità, proponendola come una sfida strategica da pianificare e affrontare collettivamente.

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