Chi pensava di godersi una piacevole vacanza balneare sul Lago Lemano, nell'agosto 2023 non ha trovato condizioni piacevoli ovunque: con 23 °C a Montreux e 9 °Cnel bacino inferiore del lago, sul Lago Lemano si osservava temporaneamente nella temperatura dell'acqua un insolito contrasto ovest-est. Queste notevoli differenze di temperatura dell'acqua trovavano la loro origine principalmente nelle condizioni meteorologiche.
La temperatura dell’acqua è un fattore di interesse per diverse attività, come il nuoto e altri sport acquatici o anche la pesca. La temperatura dell'acqua ha anche una notevole influenza sulle correnti all'interno dei laghi e di conseguenza anche sui processi biologici e sulla qualità dell'acqua.
Gli idrologi utilizzano diversi metodi di misurazione per determinare la temperatura dell'acqua e le correnti nei laghi. Da un lato si fa capo a misure puntuali, sia sulla superficie dell'acqua (ad esempio alla stazione di Buchillon), sia negli strati più profondi utilizzando apposite sonde. D’altro canto, per ottenere informazioni sulla temperatura superficiale, si fa capo anche a dati satellitari (inglese).
Tuttavia, questi metodi di misurazione non sono sufficienti a fornire una rappresentazione completa della temperatura dell'acqua a tutte le profondità. Per questo motivo, gli idrologi - come i meteorologi e i climatologi - utilizzano modelli numerici che simulano la circolazione e la temperatura dell'acqua nei fiumi e nei laghi sulla base delle misurazioni e delle leggi fisiche che governano la dinamica dei fluidi.
I risultati di uno di questi modelli numerici sono accessibili tramite la piattaforma Meteolakes, sviluppata da un ricercatore del politecnico federale di Losanna (EPFL). Essa fornisce informazioni sullo stato attuale, come pure previsioni della temperatura e delle correnti per diversi laghi svizzeri. L'interfaccia grafica consente di visualizzare in parallelo la temperatura dell'acqua (nei 60 cm superiori) e le correnti in superficie, come mostrato nella seguente animazione.
L'animazione mostra come i bagnanti nella regione occidentale del Lago Lemano abbiano dovuto soffrire il freddo all'inizio di agosto 2023: l'acqua, già piuttosto fresca per la fine di luglio, si è ulteriormente raffreddata:
Questo netto calo della temperatura dell’acqua può avere tre possibili cause:
Nel caso specifico, non essendosi verificate precipitazioni di rilievo nella regione in questione, entrambi questi fattori possono essere esclusi. Resta quindi possibile solo la terza ipotesi:
Per verificare l'ipotesi dell'upwelling, sono stati analizzati i dati del modello numerico, calcolati lungo una sezione trasversale del lago Lemano, più precisamente tra Ginevra e Villeneuve. Il periodo è identico a quello delle animazioni precedenti.
È risaputo che le acque superficiali sono significativamente più calde rispetto a quelle profonde. Si può anche notare che la parte occidentale del Lago di Ginevra, sul lato sinistro della sezione trasversale ("Petit Lac"), è già più fredda all'inizio dell'animazione e che la temperatura continua a diminuire nel corso della giornata, quando l'acqua fredda risale dagli strati più profondi. L'ipotesi di "upwelling" risulta quindi confermata dall'animazione del modello.
Ma quali sono i fattori che hanno dato origine a questa risalita di masse d'acqua fredda (upwelling) in piena estate? E perché questo fenomeno si è verificato solo nella parte occidentale del Lago Lemano?
Per trovare una spiegazione dobbiamo passare dall’idrologia alla meteorologia.
La causa del raffreddamento dell'acqua nella parte più occidentale del Lago Lemano (Petit-Lac) risiede nella persistenza di vento sostenuto da sudovest: quando il vento soffia sui laghi, per effetto dell'attrito, esso spinge l'acqua in superficie nella stessa direzione in cui soffia.
Alla fine di luglio e all'inizio di agosto, i venti da ovest e da sudovest sono stati più persistenti e più forti rispetto alla media stagionale. Questo vento persistente da sudovest è ben documentato anche dai dati rilevati dalla nostra stazione di misura situata all’aeroporto di Ginevra-Cointrin.
Il vento ha soffiato da sudovest durante tutto il periodo, ma nel pomeriggio del 2 agosto si è rafforzato notevolmente, raggiungendo valori medi oltre i 40 km/h e raffiche di poco inferiori a 80 km/h.
A seguito del netto rafforzamento delle correnti da sudovest, lo spostamento di acqua superficiale verso Losanna si è notevolmente rafforzato, favorendo nella parte opposta del Lago Lemano (Petit-Lac) la risalita in superficie di acque di profondità sensibilmente più fredde, dando origine al qui descritto netto raffreddamento delle acque superficiali.
In caso di forti venti su un lago (venti occidentali, bise, favonio, ecc.), le previsioni della velocità e della direzione del vento permettono di stimare dove e quando potrebbe verificarsi il fenomeno di upwelling e il conseguente sensibile raffreddamento delle acque di superficie.
Netto raffreddamento anche nel ramo sudoccidentale del Lago di Costanza (Untersee)
Lo stesso fenomeno verificatosi sul lago Lemano è stato osservato durante lo stesso periodo anche sul lago di Costanza. Nella giornata di domenica 6 agosto 2023, una depressione in transito sulla Germania ha causato nella Svizzera settentrionale venti forti e persistenti da sudovest, spingendo le acque superficiali dell'Untersee verso est. In serata e durante la notte, l'acqua più fredda è risalita dagli strati più profondi del lago facendo scendere in breve tempo la temperatura superficiale dell’acqua da 20 gradi scarsi temporaneamente sotto i 15 gradi. Questo processo è ben documentato nel grafico in cui sono rappresentati i dati del vento a Salen-Reutenen e della temperatura dell'acqua del Reno misurata a Neuhausen (poco più a ovest, nei pressi delle cascate del Reno).