Perché è così difficile misurare lo spessore della neve

È l’autunno del 1939. Mentre scoppia la seconda guerra mondiale, il guardiano della diga del Moncenisio è isolato a 2000 m, sul confine tra Italia e Francia. Da quest’anno ha un nuovo compito: misurare la neve che cade. Nel pianoro vicino al suo rifugio è conficcata una lunga stanga graduata: la mattina del 26 ottobre sono solo due centimetri, il giorno dopo 20 e quello dopo ancora 28. Il guardiano ripete e annota la misura tutto inverno e così fanno i suoi successori per oltre settant’anni. Quella del Moncenisio è una delle prime serie storiche sullo spessore della neve nelle Alpi. Queste misurazioni disponibili sul sito della Società meteorologica italiana, purtroppo interrotte nel 2014, sono un esempio della tecnica classica di misurazione dello spessore nella neve. Si sceglie un posto il più possibile pianeggiante e protetto dal vento e si conficca nel suolo un’asta graduata che si chiama asta nivometrica. È a strisce gialle e nere, ognuna alta dieci centimetri, per un totale di 330 centimetri. In Alto Adige le misurazioni si effettuano in 15 osservatori nivologici che hanno iniziato a operare nel 1981. Durante la stagione invernale, ogni giorno inviano alla protezione civile i dati sull’altezza della neve e altri parametri. Anche alcune stazioni metereologiche effettuano misure automatiche.

Le misurazioni con asta nivometrica sono fondamentali, ma sono dispendiose e talvolta rischiose perché bisogna salire più e più volte ad alta quota in condizioni difficili. Oggi alcune stazioni usano sistemi più evoluti. Per esempio usano sensori ad ultrasuoni: le misurazioni sono automatizzate e più accurate. Indipendentemente dalla tecnologia, le misure a terra hanno però un limite: si riferiscono solo a un punto specifico. Specialmente in montagna, il vento, l’esposizione al sole molto diversa da versante a versante e le pendenze fanno sì che la neve si distribuisca in modo davvero poco uniforme. Per avere un quadro generale più preciso bisognerebbe bucherellare le superfici innevate come un gruviera. È a questo punto che dovrebbero venire in soccorso le immagini satellitari che forniscono dati su aree più ampie. Però questa combinazione di dati a terra e dati satellitari – che funziona bene per altri parametri come l’estensione della copertura nevosa – qui dà più problemi.
Oggi le tecniche satellitari usano sensori radar. I ricercatori stabiliscono la frequenza giusta per far sì che le onde elettromagnetiche in arrivo dal satellite interagiscano con i grani di neve. È un po’come se i ricercatori sintonizzassero la radio del satellite sul canale della neve. Se il segnale incontra particelle d’acqua rimanda al satellite un segnale riconoscibile. La neve però non è tutta uguale: è più bagnata o più polverosa, i fiocchi – che tecnicamente si chiamano grani – sono più grandi o più piccoli. Le onde elettromagnetiche interagiscono molto fortemente con l’acqua presente nella neve che di fatto impedisce l’interazione con la parte secca e quindi non si riesce a rilevare tutta la neve presente. Quando la neve è solo secca, nella maggior parte dei casi risulta trasparente; in presenza di acqua liquida, le onde elettromagnetiche interagiscono essenzialmente con l’acqua. Il risultato è che quella della neve è una stazione che gracchia, che non si sente sempre bene.

Da qualche anno, studiose e studiosi di osservazione della Terra stanno provando a cambiare approccio: se non possiamo misurare il “cosa”, cioè la neve, misuriamo il “tempo”, cioè quanto ci mettono le onde elettromagnetiche a raggiungere il suolo sotto la neve e a tornare indietro al satellite. Il principio è quello che usano i pipistrelli: lanciano un’onda e aspettano che la sua eco torni. A seconda del tempo che impiega, capiscono se davanti a loro ci sia un ostacolo da evitare. In modo simile, le onde elettromagnetiche che partono dai satelliti attraversano la neve, toccano il suolo e tornano alla base. A seconda dello spessore del manto nevoso che le onde incontrano sul loro percorso, il tempo di andata e ritorno varia. Questo intervallo di tempo tecnicamente si chiama “fase”. Consente di valutare in totale quanta massa di neve è presente e quindi di fornire indirettamente il valore dell’equivalente in acqua della neve e la sua altezza.