Modellare l’evapotraspirazione nelle diverse zone climatiche del Pakistan utilizzando l’algoritmo Surface Energy Balance for Land (SEBAL) attraverso tecnologie geospaziali

Perché il ciclo idrico nascosto conta

Quando pensiamo ai cambiamenti climatici e all’acqua in Pakistan, spesso immaginiamo ghiacciai che si sciolgono o fiumi che si assottigliano. Ma un processo più discreto, l’evapotraspirazione — la perdita combinata di acqua dal suolo, dalle superfici d’acqua e dalle foglie delle piante — funziona come il condizionatore naturale del paesaggio. Questo studio pone una domanda semplice ma urgente: con l’espansione delle città del Pakistan e il riscaldamento del suo clima, come sta cambiando questo sistema di raffreddamento naturale nelle diverse zone climatiche del paese?

Un paese di molti climi

Il Pakistan si estende dalle montagne settentrionali ghiacciate ai deserti roventi del sud e alle pianure costiere umide. Per comprendere questa complessità, i ricercatori hanno suddiviso il paese in cinque ampie zone climatiche, comprendendo alte vette, pianure irrigate dei fiumi, altipiani aridi occidentali, basse pianure centrali calde e la fascia costiera meridionale. Ciascuna di queste regioni presenta una propria combinazione di coltivazioni, foreste, città e terre nude, il che significa che assorbono e rilasciano calore e umidità in modi molto diversi. Capire quanta acqua ritorna all’atmosfera da ciascuna zona è fondamentale per gestire le colture, raffreddare le città e pianificare siccità e ondate di calore.

Osservare la terra dallo spazio

Invece di affidarsi soltanto alle stazioni meteorologiche, scarse e distribuite in modo irregolare, il team ha fatto ricorso ai satelliti. Utilizzando tre generazioni di immagini Landsat del 1989, 1999, 2009 e 2019, hanno combinato immagini dettagliate della luminosità del suolo, del verde vegetale e della temperatura con i dati di temperatura dell’aria, umidità, irraggiamento e vento del Pakistan Meteorological Department. Questi input sono stati elaborati con un metodo noto come Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), che sostanzialmente segue come l’energia solare incidente si ripartisce tra il riscaldamento dell’aria, il riscaldamento del suolo e l’evaporazione dell’acqua. Da questo bilancio i ricercatori hanno potuto stimare quanta acqua lasciava la superficie ogni giorno in tutto il Pakistan, pixel dopo pixel.

Segnali di un paesaggio che si riscalda e si secca

Il record satellitare rivela un andamento chiaro nell’arco di tre decenni. Le temperature della superficie terrestre sono aumentate in modo costante, soprattutto nelle pianure centrali e meridionali e intorno alle principali città, mentre le montagne più fredde del nord sono rimaste un rifugio relativo. La vegetazione, monitorata tramite un indice di verde, è generalmente migliorata fino al 2009 per poi diminuire nel 2019 in molte aree, in particolare dove le città si sono espanse e il suolo è stato degradato. Contemporaneamente la riflettività del suolo è diminuita, segnalando uno spostamento da superfici più chiare, nude o leggermente coperte, verso aree più scure che assorbono calore come quelle urbane e disturbate. La radiazione netta — l’energia totale disponibile alla superficie — è aumentata su gran parte del paese, rafforzando queste tendenze al riscaldamento.

Il sistema di raffreddamento naturale del Pakistan sotto stress

I modelli di evapotraspirazione legano insieme questi cambiamenti. Nel 1989 e nel 2009, vaste aree delle montagne settentrionali e alcune zone irrigate e costiere mostravano elevata perdita d’acqua giornaliera, coerente con vegetazione sana, suoli umidi e forte raffreddamento evaporativo. Tuttavia, nel 2019 le aree con evapotraspirazione molto elevata e elevata si erano nettamente ridotte, mentre le zone con valori bassi e molto bassi si erano estese fino a coprire più della metà del paese. Gli altipiani aridi occidentali sono rimasti persistentemente a valori bassi, ma cali preoccupanti sono comparsi anche nelle aree agricole centrali e lungo la costa, dove zone umide e mangrovie sono state disturbate. Distretti urbani e periurbani sono emersi come punti caldi dove la perdita di vegetazione e le superfici dure hanno ridotto il raffreddamento naturale, amplificando il calore locale.

Cosa significa per le persone e la pianificazione

Per il lettore non esperto, la conclusione è semplice: il paesaggio del Pakistan sta perdendo parte della sua capacità di raffreddarsi e di riciclare acqua verso l’atmosfera. L’aumento delle temperature di superficie, l’assottigliamento della vegetazione, l’imbrunimento delle superfici e la riduzione delle zone ad alta evapotraspirazione indicano insieme una crescente pressione dovuta all’espansione urbana, alla degradazione del territorio e agli estremi climatici. Lo studio dimostra che strumenti basati sui satelliti come SEBAL possono monitorare in modo affidabile questi cambiamenti anche dove le misure a terra scarseggiano. Integrando queste informazioni nelle politiche idriche, nella progettazione urbana e nelle strategie agricole, i pianificatori possono mirare meglio a piantumazioni, proteggere ecosistemi chiave e ottimizzare l’irrigazione per conservare acqua e attenuare il calore pericoloso. In sostanza, mantenere vive le superfici verdi e bagnate del Pakistan non è solo una questione ambientale: è un modo pratico per tutelare il cibo, la salute e il benessere in un mondo che si riscalda.

Citazione: Islam, A., Ali, S.M., Alamery, E.R. et al. Modeling evapotranspiration in diverse climatic zones of Pakistan using Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) through geospatial technologies. Sci Rep 16, 10303 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39756-1

Parole chiave: evapotraspirazione, telerilevamento, calore urbano, clima del Pakistan, gestione dell’acqua