Il cambiamento climatico (climate change) è un concetto divenuto ormai quotidiano nell'ambito di azione dei professionisti che si occupano di ambiente e territorio.
Ingegneri e geologi sono chiamati a concepire interventi di prevenzione degli effetti e mitigazione delle conseguenze sia a grandi scale temporali e spaziali per la pianificazione e programmazione, sia in ambiti progettuali più circoscritti e dettagliati, nonché in campo decisionale per la previsione di eventi estremi e il conseguente allertamento in caso di pericolo per la popolazione e i beni esposti.
Da un lato, l'incremento della frequenza e dell'intensità degli eventi estremi di precipitazione, l'impermeabilizzazione del suolo per desertificazione, lo sfruttamento antropico sono alcuni degli elementi che contribuiscono all'aumento della probabilità di accadimento e dell'intensità di fenomeni alluvionali, come riportato anche dalla Direttiva Europea 2007/60/CE (Direttiva Alluvioni). Dall'altro lato, anche fenomeni siccitosi non sono certo trascurabili, e anzi possono diventare di notevole criticità per gli effetti sui territori e la biomassa.
Ne consegue che comprendere approfonditamente gli scenari idraulici (eventi), siano essi alluvioni oppure siccità, che possono sollecitare una porzione di territorio (dominio spaziale) in un determinato intervallo di tempo (dominio temporale) è di fondamentale importanza per il corretto sviluppo di piani, programmi, interventi, azioni e progetti di opere (target).
Il rischio è direttamente proporzionale alla probabilità di accadimento di un evento con una certa intensità, nonché alla vulnerabilità (propensione al danneggiamento) e all'esposizione (indice di numerosità o di valore) di popolazione, ambiente, patrimonio culturale, attività economiche e infrastrutture direttamente o indirettamente coinvolte.
I moderni software di analisi idrologica, come ad esempio HEC-HMS ed EPA SWMM, e di modellazione idraulica, come HEC-RAS ed EPANET, diventano uno strumento fondamentale di conoscenza che si integra alle abilità, capacità ed esperienze acquisite nella professione. Per di più, l'utilizzo combinato delle diverse famiglie di modelli assicura la continuità logica del quadro conoscitivo.
I modelli idrologici, infatti, studiano i meccanismi di trasformazione afflussi-deflussi a partire da una distribuzione spazio-temporale di precipitazioni e dalla condizione idrologica del bacino idrografico sollecitato, e restituiscono idrogrammi. In altre parole, rispondono alla domanda "Quanta acqua arriva, se piove?". Gli idrogrammi sono poi applicati ai domini spaziali indagati dai modelli idraulici per lo studio dei potenziali impatti degli eventi nel dominio temporale, in termini di estensione dei territori coinvolti, di magnitudo delle principali grandezze (tiranti, velocità, portate) e di tempi di presenza o assenza dell'elemento idrico. In altre parole, rispondono alla domanda "Cosa succede a causa di quell'acqua che arriva?".
Grazie alla cospicua disponibilità di dati topografici (DTM, DEM, LIDAR, campagne di rilievo), topologici (uso del suolo, infrastrutture, edifici) e idrologici (ietogrammi, idrogrammi) disponibili nei geoportali degli enti pubblici deputati alla gestione del territorio, il professionista può riprodurre un modello del dominio spaziale di adeguata fedeltà ed accuratezza per quanto riguarda geomorfologia, pedologia e biofisica.
Tale modello diventa quindi uno strumento conoscitivo affidabile per la ricostruzione di eventi passati (calibrazione e validazione), per la previsione (nowcasting) e per la progettazione di target che devono essere specifici per le esigenze del territorio e dei suoi abitanti ed elementi, ed efficaci a mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici.
