La pioggia è il fattore più importante nella creazione di un’alluvione, ma ci sono molti altri fattori che contribuiscono. Quando la pioggia cade su un bacino, la quantità di acqua piovana che raggiunge i corsi d’acqua dipende dalle caratteristiche del bacino, in particolare dalle dimensioni, dalla forma e dall’uso del suolo. Alcune precipitazioni sono “catturate” dal suolo e dalla vegetazione, e il resto entra nei corsi d’acqua come flusso. Le caratteristiche del fiume come le dimensioni e la forma, la vegetazione all’interno e intorno al fiume e la presenza di strutture all’interno e adiacenti al corso d’acqua influenzano il livello dell’acqua nel corso d’acqua.

Le precipitazioni sono il fattore più importante nella creazione di un’alluvione

In parole povere, le inondazioni si verificano quando la quantità di acqua che scorre da un bacino supera la capacità dei suoi canali di scolo, insenature e fiumi. Questo processo inizia con le precipitazioni, ma è influenzato da molti altri fattori.

In Australia, le inondazioni sono fortemente influenzate dalla nostra variabilità naturale delle precipitazioni che, rispetto ad altre parti del mondo, porta ad una variabilità molto più elevata della quantità di acqua che scorre attraverso i nostri corsi d’acqua. Un fattore importante di questa variabilità è l’effetto El Niño – Southern Oscillation (EN) (vedi Figura 4).

L’atmosfera e gli oceani interagiscono fortemente per influenzare il nostro tempo.

Gran parte della variazione delle precipitazioni in Australia di anno in anno è causata dal fenomeno climatico naturale noto come Oscill, l’oscillazione El Niño – Southern. Le variazioni “see-saw” di EN sono intimamente correlate alle variazioni nella circolazione verticale atmosferica lungo l’equatore sul Pacifico. Questa circolazione, nota come Circolazione Walker, è causata dalle differenze nelle temperature superficiali del mare tra il Pacifico orientale e occidentale lungo l’equatore.

Durante la circolazione “normale” l’aria calda e umida viaggia verso ovest attraverso il Pacifico e sale sull’Indonesia, producendo nuvole e pioggia. Il flusso d’aria diventa quindi relativamente asciutto e si sposta verso est ad alta quota (circa 12.000 m) e affonda sulle acque normalmente fredde vicino alla costa sudamericana.

Ci sono varie misure dell’Oscillazione El Niño – Southern. Uno di questi, il Southern Oscillation Index (o SOI), misura la differenza di pressione dell’aria tra l’Oceano Pacifico orientale (misurata a Tahiti) e l’area equatoriale intorno all’Australia settentrionale e all’Indonesia (misurata a Darwin).

Quando la superficie dell’oceano equatoriale al largo della costa del Sud America è anormalmente fresca, la circolazione del Camminatore viene rafforzata. In questa situazione il SOI è fortemente positivo, e gli alisei soffiano fortemente attraverso il Pacifico caldo, raccogliendo molta umidità (Figura 4a). Ciò aumenta la probabilità che l’Australia orientale subisca precipitazioni superiori alla media e viene chiamata un evento “La Niña”.

D’altra parte, quando la superficie dell’oceano al largo della costa del Sud America è anormalmente calda, la pressione dell’aria tra il Pacifico orientale e occidentale si equalizza o diventa un valore negativo, indebolendo o invertendo gli alisei. Questa situazione, che è una circolazione Walker più debole del normale (Figura 4b), è accompagnata da un indice di oscillazione meridionale fortemente negativo e viene chiamata “El Niño”. In Australia questo di solito si traduce in precipitazioni al di sotto della media, e se questa tendenza persiste possiamo scivolare nella siccità. La SOI ci aiuta a dirci quanto è “forte” l’evento a La Niña o El Niño. Ad esempio, quando la SOI è costantemente fortemente positiva (cioè La Niña e pioggia superiore alla media) potremmo sperimentare inondazioni. Quando la SOI è costantemente fortemente negativa rischiamo di entrare in periodi di siccità (Figura 4c).

Nel Queensland, le precipitazioni medie annue vanno da valori molto bassi nel sud-ovest, a valori molto alti che superano i 2000 mm all’anno lungo la costa (Figura 5). Tuttavia, anche in quelle aree con precipitazioni generalmente basse, si verificheranno precipitazioni relativamente abbondanti in alcuni anni, causando inondazioni (Figura 6).

I cambiamenti climatici e la variabilità a lungo termine possono anche avere un’influenza sulle precipitazioni (questione affrontata nella domanda 8)

I bacini idrografici convertono le precipitazioni in acqua corrente

Quando la pioggia cade su un bacino idrografico, la quantità di acqua piovana che viene convertita in flusso lungo fiumi e altri corsi d’acqua dipende dalle caratteristiche del bacino idrografico.

Alcune precipitazioni vengono catturate: una parte della pioggia che cade su un bacino viene catturata dal suolo e dalla vegetazione. Generalmente, più pioggia cade in una particolare area in un dato periodo di tempo, minore è la proporzione che può penetrare nel terreno o essere immagazzinata sulla superficie.

Maggiore è l’intensità delle precipitazioni, maggiore è il potenziale di deflusso. Quanto tempo piove, e l’area coperta dalla pioggia, sono anche importanti.

Più vegetazione c’è in un’area, maggiore è la quantità di precipitazioni che viene catturata e meno acqua è disponibile a fluire sulla superficie. Depositi naturali e artificiali come dighe agricole e serbatoi di acqua piovana hanno un effetto simile nel ridurre il deflusso.

Anche i tipi di suolo in un bacino, l’uso del suolo e le condizioni meteorologiche prima di un evento piovoso sono importanti in quanto controllano la quantità di precipitazioni che possono infiltrarsi nel suolo e quindi la quantità di precipitazioni che diventa flusso. Se una grande tempesta è preceduta da un periodo di tempo umido, allora il terreno ha poca capacità di assorbire ulteriori precipitazioni, e una percentuale più elevata delle precipitazioni fluirà attraverso la superficie terrestre e nei corsi d’acqua. La costruzione di aree che non possono assorbire acqua, come tetti e strade, comporterà anche una ridotta infiltrazione e una maggiore piovosità trasformata in deflusso.

La pioggia che non viene catturata entra nei corsi d’acqua: una volta che l’acqua inizia a fluire in un bacino, vari fattori determinano la quantità di flussi in discesa in corsi d’acqua successivamente più grandi e la velocità con cui si muove.

In genere,i bacini più grandi provocano un flusso di flusso maggiore se si verificano precipitazioni diffuse per un lungo periodo. Più ripido è il bacino di utenza, più velocemente scorrerà il deflusso.

Le inondazioni sono anche influenzate dalla ruvidità del terreno che viene superato. La fitta vegetazione e gli ostacoli artificiali come recinzioni e case rallenteranno il flusso d’acqua, portando spesso a livelli di inondazione più bassi a valle.

Paludi e stagni naturali o laghi hanno la capacità di immagazzinare l’acqua delle inondazioni e rilasciarla lentamente. Strutture artificiali come dighe o bacini di detenzione (piccoli serbatoi) possono anche immagazzinare l’acqua per un periodo di tempo e ridurre il picco dei flussi a valle prolungando la durata di un evento. Tutte queste strutture hanno una capacità finita e c’è un limite al volume del flusso di raccolta che può essere memorizzato.

Fiume caratteristiche influenzano i livelli di acqua

La capacità dei canali, torrenti e fiumi all’interno di un bacino di trasportare flussi dipende da una serie di fattori:

Dimensioni e la natura del fiume: Messo semplicemente, il più grande, più diritta e liscia è un fiume, torrente o di un altro canale, maggiore è la sua capacità di portare l’acqua e il meno soggetto è a inondazioni. Qualsiasi processo che riduce questa capacità, come il posizionamento di strutture nel canale, l’invasione da parte dello sviluppo o l’accumulo di sedimenti, contribuisce ad aumentare le inondazioni.

Vegetazione dentro e intorno al fiume: le piante in un fiume o sulle sue rive rallentano la velocità dell’acqua che scorre in esso. Il più lento l’acqua si muove, più alto è il livello dell’acqua, e la maggiore misura in cui la pianura alluvionale che circonda il fiume sarà inondato. Ciò può ridurre i livelli e i flussi di piena a valle. Le piante rafforzano anche gli argini dei fiumi, diminuendo l’erosione e aumentando la deposizione di sedimenti.

Una volta che un fiume supera le sue rive, il livello massimo di piena raggiunto dipende molto dalla natura della pianura alluvionale adiacente. Ad esempio, le pianure alluvionali ampie e piatte possono immagazzinare un volume maggiore di acqua alluvionale rispetto alle valli ripide e le inondazioni risultanti si muovono più lentamente. Modifiche alle pianure alluvionali,come la pulizia della vegetazione o la costruzione di argini (ad esempio, per un corridoio stradale o ferroviario privo di inondazioni) possono influire sui modelli e sui processi di drenaggio naturali sulle pianure alluvionali.

Strutture: Le strutture collocate in un torrente o in un corso d’acqua, ad esempio canali sotterranei in un sistema di drenaggio urbano o ponti in un fiume, riducono la capacità di carico dell’acqua del corso d’acqua e possono contribuire alle inondazioni. I detriti possono anche impigliarsi su queste strutture, peggiorando questo processo.

Gli argini lungo un corso d’acqua sono progettati per proteggere le aree “dietro” l’argine da inondazioni fino a un certo livello, ma la loro influenza restrittiva sui flussi di piena può causare livelli di inondazione a monte più alti di quanto altrimenti sarebbero. Gli argini stradali e ferroviari, con insufficiente capacità di drenaggio incrociato (ad esempio, l’uso di canali sotterranei), possono bloccare parti della pianura alluvionale con un effetto simile. Una volta che argini o argini sono sovrastati o violati, il modo in cui le acque alluvionali si diffondono su una pianura alluvionale può alterare in modo significativo e l’impatto delle inondazioni è spesso grave.

Livelli dell’acqua a valle: la capacità dei corsi d’acqua può anche essere influenzata dal livello dell’acqua nell’oceano o nel lago in cui fluiscono. Ad esempio, una marea re o un’ondata di tempesta possono ostacolare il rilascio di acqua da un fiume nell’oceano. Un effetto simile può verificarsi vicino alla giunzione delle insenature con i fiumi, dove gli effetti di ristagno dalle inondazioni del fiume possono estendere una distanza significativa fino al torrente.

Riferimenti e ulteriori letture

• McBride, JL & Nicholls, N 1983, ‘Seasonal relationships between Australian rainfall and the Southern Oscillation’, Monthly Weather Review, vol. 111, pp. 1998-2004.
• Nicholls, N & Wong, KK 1990, ‘Dependence of rainfall variability on mean rainfall, latitude, and the Southern Oscillation’, Journal of Climate, vol. 3, pp. 163-170.
• Partridge, IJ (ed.) 2001, pioverà?: gli effetti dell’oscillazione meridionale e di El Niño sull’Australia, Dipartimento delle industrie primarie, Governo del Queensland, Brisbane.
• Leggi l’elenco completo dei riferimenti per il Understanding Floods report