Stanislao Esposito1*, Roberta Alilla1, Maria Carmen Beltrano1, Giovanni Dal Monte1, Edmondo Di Giuseppe1, Flora De Natale1, Luigi Iafrate1, Angelo Libertà2, Barbara Parisse1, Elisabetta Raparelli1, Massimo Scaglione1
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Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria – Unità di ricerca per la climatologia e la meteorologia applicate all’agricoltura, CRA-CMA, via del Caravita 7°, 00186 Roma
2 Sistema Informativo Nazionale per lo sviluppo dell’agricoltura, SIN, Via A. Salandra, 13 - 00187 Roma
*stanislao.esposito@entecra.it
Abstract
The growing influence of climate on all human activities implies an extension of climatology research. In this context, CRA-CMA has published an updated climate Atlas related to the whole national territory. It contains the climate framework of the Italian climatology about the last fifty years, through maps, graphs and tables which describe the main climatic variables and agroclimatic indices for the three periods 1961-1990, 1971-2000, 1981-2010.
Parole chiave
Atlante climatico, cambiamenti climatici, indici agroclimatici, cartografia climatica.
Keywords
Climatic atlas, climate change, agroclimatic indices, climatic maps.
Introduzione
Negli ultimi anni l'impatto della maggiore variabilità del clima su tutte le attività umane ha creato un’attenzione crescente riguardo ai cambiamenti climatici. Anche se in passato sono state realizzate numerose carte climatiche del territorio italiano, tuttavia mancava un quadro d’insieme aggiornato delle caratteristiche climatiche dell’Italia. Per tale motivo, nell’ambito del progetto AGROSCENARI, si è realizzato un Atlante italiano del clima e dei cambiamenti
climatici contenente una serie di cartografie climatiche a
scala mensile, stagionale e annuale relative a tutto il territorio nazionale.
L’Organizzazione Meteorologica Mondiale ritiene importante mantenere lo stesso periodo di riferimento a livello internazionale, affinché le informazioni sul clima siano coerenti anche oltre i confini di un singolo Paese. Pertanto, nel 2011 ha confermato l’uso del periodo 1961- 1990 come Climate Normal fino al 2021 e ha comunque riconosciuto l’opportunità di utilizzare altri periodi di riferimento, aggiornandoli ogni 10 anni (WMO, 2011). Seguendo queste indicazioni, nell’Atlante si è fatto riferimento ai trentenni 1961-1990, 1971-2000 e 1981-2010 e inoltre si è voluto fornire un quadro rappresentativo della climatologia italiana degli ultimi cinquant’anni.
Materiali e Metodi
I dati utilizzati per calcolare le statistiche e realizzare le mappe sono stati estratti dalla Banca Dati Agrometeorologica Nazionale (BDAN) del Sistema Informativo Agricolo Nazionale (SIAN) del MiPAAF. I valori giornalieri delle variabili meteorologiche sono stati stimati su 3193 grid-cells con risoluzione 0.14° di longitudine e 0.10° di latitudine (circa 10 km di lato, alle nostre latitudini) e disponibili dal 1961 ad oggi.
La precipitazione giornaliera al suolo è stata stimata attraverso un metodo di Ordinary Kriging (OK),
assumendo l’ipotesi di quasi stazionarietà della variabile. Le temperature minima e massima giornaliera al suolo sono state invece ricostruite mediante CoKriging (CoK) non stazionario con deriva esterna, assumendo il trend termico geografico proporzionale a: i. quota sul livello del mare (derivata dal modello digitale del terreno con risoluzione orizzontale di 20 m, presente nel SIAN); ii. dato meteorologico di previsione riferito alle prime 24 ore fornito dal modello meteorologico idrostatico DALAM,
(https://www.politicheagricole.it/flex/cm/pages/ServeBLO
B.php/L/IT/IDPagina/6401); iii. campo meteorologico del
giorno precedente in assenza del dato al punto ii. Tale approccio è stato scelto per imporre alla stima delle temperature giornaliere la coerenza fisica tra le due variabili e, allo stesso tempo, per migliorare la precisione di stima nei casi di mancata rilevazione di una temperatura (Tx o Tn) in alcune stazioni della rete di monitoraggio. L’accuratezza dei modelli adottati è stata verificata con tecniche di validazione esterna, ovvero dal confronto statistico dei dati osservati (“dati veri”) in un set di stazioni non incluse nella rete di monitoraggio utilizzata per riprodurre i campi termici e pluviometrici, con i dati stimati (“dati attesi”) dai modelli di CoK e OK per le medesime stazioni. I risultati del Mae (Mean absolute error) indicano un errore medio di stima di circa ±2 °C per le temperature e ±2.4 mm per le precipitazioni, il coefficiente di massa residua (Crm) evidenzia altresì una lieve tendenza a sottostimare le temperature massime e sovrastimare quelle minime (Chilès e Delfiner, 1999 e 2012).
Le elaborazioni condotte con la metodologia illustrata hanno prodotto la base dati di riferimento per ricostruire i valori climatici e degli indici agro-climatici rappresentati nelle mappe. Dopo un ulteriore controllo di qualità di coerenza interna, temporale e spaziale, i dati giornalieri sono stati aggregati alle scale mensile (in presenza di almeno l’84% di stime giornaliere nel mese), stagionale ed
annua, in modo da rappresentare sia le Climatic Normal (1961-1990) sia gli altri trentenni di riferimento (1971-2000 e 1981-2010) per tutto il territorio nazionale. Tutti i risultati sono riferiti all’anno solare mentre per la scala stagionale si è fatto riferimento alle stagioni meteorologiche: inverno (Dicembre-Febbraio), primavera (Marzo-Maggio), estate (Giugno-Agosto) e autunno (Settembre-Novembre).
Altre elaborazioni hanno riguardato il calcolo di alcuni indici di cambiamento climatico, come ad esempio
Growing Season Length Index (GSLI) e Warm Spell Duration Index (WSDI), indicati nel Report 4th Session
CCl/CLIVAR/JCOMM, del Gruppo ETCCDI; http://www.clivar.org/clivar-panels/etccdi) e l’applicazione della change-point analysis sulle serie storiche mensili delle variabili temperatura media (Tm) e precipitazione (Rr) riferiti a tutto il territorio nazionale.
Le analisi, le elaborazioni e le rappresentazioni spaziali sono state realizzate utilizzando i software open source
GRASS (GRASS Development Team, 2015) e R (R Core Team, 2013) ed in particolare le librerie gstat, raster, rts, climdex.pcic, spgrass6.
Tab.1 – Valori medi mensili di precipitazione totale, temperatura minima e massima del trentennio 1981-2010 sull’intero territorio nazionale.
Tab.1 - Monthly average of total precipitation, minimum and maximum temperature of the thirty years 1981- 2010 related to the whole country.
Risultati e Discussione
Le serie storiche ricostruite per il cinquantennio 1961-2010 sono sufficientemente omogenee e complete. Le mappe rappresentano le variabili principali, alcuni indici climatici e agroclimatici (esempi in Fig. 1 e 2).
Le elaborazioni relative al trentennio 1981-2010, che è stato assunto rappresentativo del clima attuale, sono più dettagliate rispetto ai periodi 1961-1990 e 1971-2000. Il volume comprende anche una sezione tabellare (Tab.1) in cui i dati climatici sono riferiti a livello regionale e provinciale.
Infine alcuni grafici illustrano l’andamento delle principali variabili e di alcuni indici climatici, che consentono di valutare sinteticamente e in maniera complessiva il rapporto esistente tra le variazioni delle caratteristiche climatiche e l’agricoltura.
Fig.1 - Valori annuali medi di precipitazione totale (sx) e temperatura massima (dx) del trentennio 1981-2010. Fig.1- Yearly mean values of total precipitation (l) and maximum temperature (r) for the period 1981-2010.
Conclusioni
L’analisi congiunta dei tre trentenni fornisce un quadro d’insieme sulle variazioni intercorse nel clima degli ultimi cinquant’anni in Italia, tuttavia è bene tenere presente che la presenza di un decennio di sovrapposizione esistenti nei diversi trentenni non consentono valutazioni statisticamente corrette sulle variazioni climatiche.
La scelta di pubblicare i risultati ottenuti per i tre trentenni deriva dalla consapevolezza che, negli studi sul clima, sono spesso adottati l’uno o l’altro periodo di riferimento.
Fig.2 – Valori annuali medi delle sommatorie termiche per soglia > 10 °C (sx) ed evapotraspirazione potenziale di luglio (dx) del trentennio 1981-2010.
Fig.2- Yearly mean values of thermal summations threshold for>10 °C (left) and potential evapotranspiration of July (r) of the period 1981-2010.
Ringraziamenti
Lavoro realizzato nell’ambito del Progetto “AGROSCENARI - Scenari di adattamento dell’agricoltura italiana ai cambiamenti climatici”, finanziato dal MiPAAF con D.M. 8608/7303/08 del 07/08/2008.
Bibliografia
WMO, 2011. Guide to Climatological Practices No. 100. Geneva.
Chilès, J-P e Delfiner, P. 1999 e 2012 “Geostatistics: Modelling Spatial Uncertainty”. John Wiley & Sons, New York. Precipitazione totale mm Temperatura minima °C Temperatura massima °C Gennaio 57,3 1,2 7,7 Febbraio 50,1 1,2 8,6 Marzo 56,8 3,7 11,9 Aprile 70,9 6,5 15,0 Maggio 64,0 10,9 20,1 Giugno 52,5 14,5 24,1 Luglio 40,0 17,1 27,2 Agosto 48,6 17,2 27,1 Settembre 76,5 13,8 22,7 Ottobre 89,8 10,2 17,9 Novembre 95,5 5,5 12,1 Dicembre 77,2 2,2 8,5 Anno 779,2 8,7 16,9