Climatologia delle temperature ed eventi estremi estivi a ... - CNR

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Clima e cambiamenti climatici: le attività di ricerca del CNR dell’intensità delle HW, e per supportare l’ipotesi che le HW siano un fenomeno legato alla circolazione a scala regionale, sono state esaminate le ultime 50 estati nel bacino del Mediterraneo. L’analisi statistica degli eventi caldi in termini di durata ed intensità è stata svolta sui dati giornalieri di temperatura da stazione. Le rianalisi ERA40 dell’ECMWF sono state utilizzate per quantificare l’estensione e il significato delle anomalie che determinano e/o caratterizzano gli episodi di HW in Mediterraneo. Tali episodi sono stati individuati in base alla definizione di Klein Tank e Konnen (2003) per cui si ha un’ondata di calore (mese caldo) quando la temperatura giornaliera (media mensile) supera il 90° percentile per 6 o più giorni, avendo come periodo di riferimento il 1961-1990 (Baldi et al., 2006). 2.2 Studio sulla Toscana: Indici climatici analizzati e serie storiche disponibili Sono stati scelti tre indici climatici di temperatura per il periodo estivo (giugno-luglioagosto) e due indici climatici estremi: 1. escursione termica giornaliera media (DTR) 2. media delle temperature massime (TMax) 3. media delle temperature minime (TMin) 4. numero di giorni con temperatura massima superiore al 90° percentile (TMax90) 5. massimo numero dei giorni consecutivi con temperatura superiore al 90° percentile (CTMax90) Il database climatico utilizzato è composto da dati giornalieri di temperatura minima e massima del periodo 1955-2004 relativi a 41 stazioni meteorologiche, distribuite uniformemente in Toscana e collocate fuori dai centri urbani. Le serie climatiche sono state sottoposte a controllo e sono stati eliminati gli outliers. Gli indici di temperatura estrema possono essere definiti anche basandosi su soglie arbitrarie ed assolute, ma queste sono applicabili solo ad aree e climi specifici. Anche in questo caso, quindi, è stato scelto di usare il 90° percentile come espressione di anomalia rispetto al periodo climatico 1961-1990 (Klein Tank e Konnen, 2003). Figura 1: Stazioni meteorologiche divise per aree. 2.2.1 Studio sulla Toscana: Metodologia impiegata Allo scopo di verificare i diversi pattern di cambiamento climatico sul territorio ed in modo da poter, in un secondo momento, confrontare i risultati tra le diverse zone la Regione è stata suddivisa in 6 zone (Fig. 1). Queste aree sono state definite in base all’ altitudine e a caratteristiche climatiche omogenee precedentemente indagate. Per valutare il trend ciascun indice è stato sottoposto, per l’intera serie, a regressione lineare ed al test non parametrico di Mann-Kendall. È stata calcolata, inoltre, per ciascun indice, la deviazione standard mobile su periodi di dieci anni allo scopo di valutare anche i pattern di variabilità interannuale. Quest’ultima è molto importante perché fornisce informazioni sulla variabilità di condizioni che ci sono tra un’estate e l’altra. 3 RISULTATI RILEVANTI 3.1 HW ed HS nel Bacino Mediterraneo. Dall’analisi della distribuzione per ciascun mese estivo delle HW (Baldi et al., 2006) risulta che oltre il 50% degli eventi si verifica in giugno ed agosto. La distribuzione decennale degli eventi mostra un aumento nella decade 1991-2000 del numero di casi in agosto. È stata poi esaminata la posizione dei due rami della corrente a getto sul Mediterraneo e la Scandinavia nel caso di anomalia positiva di temperatura in estate. La Figura 2 mostra 234
Ricostruzione dei climi del passato Figura 2: (a) Anomalie di T850 (isolinee) e del vento zonale a 300hPa (ombreggiato) (differenza fra i mesi estivi caldi e freddi). (b) Correlazione della T850 e del geopotenziale a 300hPa in luglio ed agosto. che nel caso di HS la differenza fra caso freddo e caldo del vento zonale a 300hPa a nord delle Alpi, è associata con l’anomalia di temperatura sul Mediterraneo di circa 2-3°C e che T850 e Geo300 sono correlati al 70-80%. Alti valori di geopotenziale in quota favoriscono subsidenza e quindi un riscaldamento adiabatico della troposfera (Fig. 2). Analogamente al caso delle HS, anche durante le HW i due rami del getto sono a distanza minima fra loro (Fig. 3) ed il getto “Mediterraneo” si divide in due parti. In questa configurazione, che ha una persistenza da 1 a 3 settimane, si forma un’area anticiclonica che induce subsidenza e riscaldamento adiabatico della troposfera. Ora, poiché la correlazione fra la temperatura osservata al suolo in Italia ed il campo di temperatura a 850hPa nel Mediterraneo supera il 60%, possiamo dire che le HW in Italia sono il sintomo a scala nazionale di episodi di HS che interessano l’intero bacino Mediterraneo. 3.2 Trend a scala regionale: la Toscana Nelle sei aree in cui è stata suddivisa la Regione si è osservato, nel periodo estivo 1955-2004, un aumento delle TMax, delle TMin ed un aumento degli indici climatici estremi TMax90 e CTMax90. La DTR presenta trend diversi a seconda della zona, nonostante la maggior parte delle stazioni meteorologiche presenti un trend positivo. Considerando la totalità delle stazioni è stato notato un aumento maggiore delle TMax (+ 0.42 °C / decade) (Fig. 4) rispetto alle TMin (+ 0.38 °C / decade), e quindi un leggero aumento dell’escursione termica media. La Figura 3: Giorni di HW nei mesi di agosto nel decennio 1991–2000: (a) Geopotenziale (isolinee) e vento zonale (ombreggiato) a 300hPa; (b) vorticità relativa (isolinee 1×10 -5 1/s) e vento zonale a 300hPa (ombreggiato). tendenza all’aumento dell’escursione termica media è stata più evidente nelle zone di collina interna (+ 0.25 °C/ decade). Le zone di collina interna (Fig. 4) e quelle di pianura costiera hanno mostrato il massimo aumento per quanto riguarda la Tmax (+ 0.50 °C /decade). In montagna è stato notato, invece, il minore aumento (+ 0.3 °C / decade). Per la TMin le zone collina costiera ed isole, la pianura interna e la montagna hanno mostrato il massimo aumento mentre quelle di collina interna hanno fatto emergere aumenti minori. L’indice TMax90 ha mostrato aumenti maggiori nelle zone costiere di pianura ed in quelle interne collinari con trend positivi di circa +4 giorni/ decade In montagna si è registrato l’aumento minore. L’indice CTmax90 ha presentato pattern simili; le aree, con il maggiore aumento sono state quelle di collina costiera e le isole, quelle di pianura costiera meridionale e quelle collinari interne. Le aree di montagna hanno mostrato l’aumento minore. La variabilità interannuale ha mostrato un deciso aumento su tutta la Regione per quanto riguarda i due indici TMax90 e CTMax90 ed una diminuzione per Figura 4: Trend di temperatura media delle massime in Toscana (*** = significatività > del 99.9 %). 235
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