Inventario automatizzato basato su satellite dei laghi glaciali e rilevamento dei cambiamenti nell’Alta Asia montana

Perché i laghi d’alta montagna sono importanti per le popolazioni a valle

Alta sopra la linea degli alberi, nelle grandi catene montuose dell’Asia, si trovano decine di migliaia di piccoli laghi freddi adagiati su o accanto ai ghiacciai. Questi bacini possono sembrare remoti e incontaminati, ma regolano discretamente l’acqua che alimenta alcuni dei principali fiumi del pianeta — e occasionalmente possono scatenare inondazioni devastanti. Questo studio mostra come gli scienziati abbiano utilizzato un nuovo metodo completamente automatizzato, basato su dati satellitari aperti, per tracciare quasi tutti i laghi glaciali dell’Alta Asia montana e come questi laghi stanno cambiando in un clima che si riscalda.

Osservare l’acqua sul «tetto del mondo»

L’Alta Asia montana comprende l’Himalaya, il Karakoram, il Tien Shan e altre catene talvolta chiamate il «Terzo Polo» della Terra per le loro vaste riserve di ghiaccio. Lo scioglimento di neve e ghiacciai di questa regione alimenta l’Indo, il Gange, il Brahmaputra e molti altri fiumi che sostengono centinaia di milioni di persone. I laghi glaciali agiscono come serbatoi naturali, immagazzinando acqua di fusione e rilasciandola gradualmente a valle. Tuttavia, quando le loro dighe naturali cedono — a causa di una frana, di un’avalanche di ghiaccio o per semplice indebolimento nel tempo — possono generare esondazioni per il rilascio di laghi glaciali (GLOF) che corrono lungo valli strette verso aree abitate. Quasi 700 di questi eventi sono stati documentati nell’Alta Asia montana dal 1800, causando migliaia di vittime e gravi danni a strade, ponti e impianti idroelettrici.

Dalle mappe tracciate a mano a occhi intelligenti e automatizzati

Gli scienziati da tempo utilizzano immagini satellitari per mappare i laghi glaciali, ma i lavori precedenti si basavano molto su tracciature manuali o su strumenti semi-automatici che richiedevano comunque l’intervento umano per correggere gli errori. Ombre montane, neve, ghiaccio galleggiante e rocce scure spesso ingannavano il software, facendo confusione tra terra e acqua. Di conseguenza, molte mappe ignoravano i laghi più piccoli, sebbene anche questi possano rompersi e provocare inondazioni serie. Il nuovo studio affronta queste sfide combinando diversi flussi di dati satellitari gratuiti — immagini ottiche da Landsat-8 e Sentinel-2, dati radar da Sentinel-1, informazioni sulla temperatura e un moderno modello digitale di elevazione — sulla piattaforma cloud Google Earth Engine.

Come funziona il nuovo rilevatore digitale di laghi

I ricercatori hanno prima definito zone intorno a oltre 94.000 ghiacciai distribuiti in 15 sotto-regioni montane, estendendosi per 12,5 chilometri da ciascun ghiacciaio per catturare i laghi formati sia dall’ice attuale sia da quello passato. Hanno quindi filtrato migliaia di scene satellitari per concentrarsi sulla stagione senza ghiaccio e costruito astuti «compositi» che minimizzano le nuvole preservando al contempo la più ampia estensione probabile di ogni lago. Mescolando diversi indici di colore sensibili all’acqua derivati dalle immagini ottiche con le riflessioni radar, e mascherando le pendenze ripide e le superfici molto fredde, il sistema ha selezionato i pixel che si comportavano come acqua aperta. Queste potenziali macchie d’acqua sono state ripulite usando regole basate sugli oggetti e test di istogramma per eliminare ombre e altri impostori. In un secondo passaggio, immagini ad alta risoluzione di Sentinel-2 sono state utilizzate per affinare ulteriormente i contorni dei laghi, scegliendo automaticamente le scene in cui ogni lago risultava più esteso e meno coperto dalla neve. Infine, forme simili a fiumi sono state rimosse usando mappe fluviali globali.

Un censimento dettagliato dei laghi d’alta montagna

Con questa procedura, il team ha prodotto un inventario per il 2022 di 31.698 laghi glaciali nell’Alta Asia montana, coprendo circa 2.240 chilometri quadrati — più o meno l’area di un piccolo paese. La maggior parte dei laghi è piccola: oltre la metà è sotto i 20.000 metri quadrati, e solo circa uno su dieci supera i 100.000 metri quadrati, anche se questi laghi più grandi contengono più del 70 percento della superficie d’acqua totale. Quasi il 70 percento dei laghi si trova tra i 4.000 e i 5.400 metri sul livello del mare, con l’Inner Tibet che ospita i laghi più alti e l’Est Tien Shan alcuni dei più bassi. Quando i ricercatori hanno ripetuto la mappatura per due periodi pluriennali, 2016–17 e 2022–24, e confrontato i risultati, hanno rilevato che la superficie totale dei laghi è cresciuta di circa il 5,5 percento. La crescita è stata disomogenea: il Qilian Shan ha mostrato un aumento di oltre il 22 percento, mentre il Pamir è rimasto quasi invariato. Circa tre quarti dei laghi sono rimasti sostanzialmente della stessa dimensione, una piccola frazione si è ridotta e il resto si è espanso — specialmente quelli a diretto contatto con le fronti glaciali, fortemente legati al ritiro in corso dei ghiacciai.

Quanto è affidabile questo quadro automatizzato?

Per verificare l’efficacia del sistema, gli autori hanno confrontato i risultati con mappature manuali minuziose in quattro regioni di prova che coprono le principali zone climatiche dell’Alta Asia montana. Per i laghi di medie e grandi dimensioni, il metodo automatizzato ha rilevato rispettivamente oltre il 96 percento e il 100 percento dei laghi, tracciandone i contorni con una precisione media della superficie di circa il 97 percento. Le prestazioni sono calate per i laghi più piccoli, dove la risoluzione limitata delle immagini e il congelamento stagionale rendono difficile la rilevazione, ma l’approccio ha comunque superato altri inventari automatizzati e si è allineato strettamente ai migliori lavori manuali.

Cosa significa questo per le popolazioni a valle

Lo studio mostra che è ora possibile mantenere una sorveglianza aggiornata e quasi esaustiva dei laghi glaciali in una delle regioni più remote e impervie del mondo senza fare affidamento su eserciti di analisti. Il nuovo inventario conferma che questi laghi stanno aumentando in numero e dimensione man mano che i ghiacciai si assottigliano e ritraggono, sollevando preoccupazioni riguardo a future esondazioni, ma chiarendo anche dove lo stoccaggio idrico sta crescendo più rapidamente. Rendendo pubblici mappe e metodi, gli autori forniscono una solida base che le agenzie possono usare per dare priorità ai controlli di campo dettagliati, progettare sistemi di allerta precoce e pianificare infrastrutture tenendo conto dei futuri cambiamenti dei laghi. Con il continuo miglioramento dei satelliti, questo tipo di monitoraggio automatizzato potrebbe arrivare a aggiornamenti annuali o stagionali, dando alle comunità più tempo per prepararsi sia ai rischi sia alle opportunità che derivano da un mondo idrico d’alta montagna in cambiamento.

Citazione: Kumar, R., Vijay, S. Automated satellite-based glacial lake inventory and change detection in High Mountain Asia. Sci Rep 16, 5760 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35446-0

Parole chiave: laghi glaciali, Alta Asia montana, monitoraggio satellitare, cambiamento climatico, rischio di alluvione