LA SITUAZIONE ITALIANA NEL CONTESTO DEL RISCALDAMENTO GLOBALE Maurizio Maugeri Istituto di Fisica Generale Applicata – via Brera 28 – Milano maurizio.maugeri@unimi.it Bologna, 15 maggio 2006

Premessa Il forte interesse che la comunità scientifica sta riser-vando allo studio dei cambiamenti climatici è sostan-zialmente dovuto ai seguenti due fenomeni…. L’incremento delle concentrazioni atmosferiche di alcuni gas potenzialmente in grado di alterare il bilancio radiati-vo del sistema terra-atmosfera (gas-serra). L’evidenza di un concomitante e significativo incremento della temperatura dell’aria (Global Warming); ….. e al fatto che la “fisica” del bilancio energetico del nostro pianeta porta a ritenere che tra loro pos-sa esservi un legame causale.

La crescita dei gas-serra Fonte: CDIAC, U.S. Dept.of Energy Andamento della concentrazioni di CO2 in atmosfera negli ultimi 1000 anni: valori espressi in ppm

Fonte: University of East Anglia, www.cru.uea.ac.uk./cru/info/warming Il Global warming È ormai ampiamente provato come, nel corso dell’ultimo secolo, la temperatura media dell’aria sia aumentata di oltre mezzo grado in prossimità della superficie terrestre. Questo riscaldamento, parallelo ad un analogo riscaldamento verificatosi sulla superficie degli oceani, non è stato uniforme né spazialmente né temporalmente, ma ha manifestato forti differenziazioni geografiche ed ha presentato un comportamento molto complesso, sia in termini di trend di lungo periodo, sia di modulazione stagionale. Nel corso degli anni ’90 il fenomeno si è fatto ancor più evidente, al punto che questo decennio è probabilmente risultato il più caldo dell’ultimo millennio. Anche gli ultimi dati sembrano confer-mare questa tendenza, tanto che tutti gli anni del periodo 2000-2005 si collocano tra i più caldi dell’intero periodo coperto dalle osservazioni strumentali Fonte: University of East Anglia, www.cru.uea.ac.uk./cru/info/warming

Il possibile legame tra i due fenomeni Radiative forcing of the climate system relative to 1750 by gases, aerosol particles, aviation, land use and solar variation Fonte: IPCC WGI Third Assessment Report

La complessità del sistema Il legame tra gas-serra e cambiamenti climatici è in realtà estremamente complesso e, anche se disponessimo di stime affidabili dei contributi di tutti i fattori in grado di influire sul bilancio energetico della Terra, le nostre valutazioni sarebbero comunque affette da significative incertezze in quanto non esiste ancora un completo sistema di modelli matematici in grado di descrivere efficacemente tutte le conseguenze di un eventuale disequilibrio tra radiazione entrante ed uscente. Ruolo cruciale delle osservazioni Ruolo delle serie storiche di dati meteorologici

In questo contesto, nella seconda metà degli anni ’90, un gruppo di ricercatori dell’Istituto di Fisica Generale Applicata, dell’ISAC – CNR, dell’UCEA e dell’Osservatorio Astronomico di Brera, ha avviato un ampio programma di ricerche per il recupero e l’analisi delle lunghe serie storiche italiane di dati meteorologici La presentazione si pone l’obiettivo di mostrare i principali risultati raggiunti nell’ambito di questo programma

Struttura della presentazione Disponibilità dei dati Omogeneità dei dati Analisi dei dati

Sintesi situazione dati PIOGGE Serie secolari mensili Piogge: 111 Temperature: 67 Pressione:  30 Copertura nuvolosa:  30 Neve al suolo: in progress Umidità relativa: in progress TEMPERATURE per dettagli: www.climagri.it

Metadata/schede stazioni Ricostruzione storia della rete meteo/climatica Italiana Schedatura contributi pubblicati (letteratura grigia) Schedatura corrispondenza tra osservatori ed Ufficio Centrale Coordinate Informazioni sulla provenienza dei dati Disponibilità dei dati Note Per maggiori informazioni: www.climagri.it

Omogeneizzazione delle serie Variazioni climatiche Problemi legati alla misura Segnali presenti nelle serie di dati Problemi legati alla misura Rilocalizzazioni Errori strumentali (cambiamenti o ricalibrazioni degli strumenti) Metodologie di osservazione (orari, etc...) Caratteristiche delle schermature Modificazioni ambientali (microscala – intera città)

Omogeneizzazione: alcuni risultati Mean T Maximum T Minimum T Precipitation N. of years (excluding filled gaps) 8292 5848 13355 N. of breaks 766 347 398 170 N. of break per series 11.43 7.23 8.29 1.53 N. of break per year per series 0.092 0.059 0.068 0.013 Mean homogeneous sub-period (years) 10.8 16.9 14.7 78.6 Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2005. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol. (submitted)

Alcuni risultati: le temperature ANDAMENTI: ANNO E STAGIONI REGIONALIZZAZIONE (Principal Component Analysis) ANDAMENTI: ANNO E STAGIONI +1.7: 2003 W S -2.2: 1816 Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2006. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol, 26, 345-381 Sp A

Alcuni risultati: le temperature TREND (˚C/100y) Tmed Tmax Tmin AL PP PI ITA Y 1.0±0.1 0.8±0.1 1.1±0.1 0.7±0.1 0.9±0.1 1.2±0.1 1.3±0.1 W 1.2±0.2 1.0±0.3 1.0±0.2 1.1±0.2 1.2±0.3 0.8±0.2 1.4±0.2 1.1±0.3 Sp 0.9±0.2 0.7±0.2 S 0.4±0.2 1.6±0.2 A 0.6±0.2 TREND PROGRESSIVI (˚C/100y) Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2006. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol, 26, 345-381

Alcuni risultati: le precipitazioni REGIONALIZZAZIONE (Principal Component Analysis) ANDAMENTI ANNUALE E STAGIONALE W S Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2006. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol, 26, 345-381 Sp A

Alcuni risultati: le precipitazioni TREND (%/100y) NW NEN PP CE SE SO ITA Y - -(10±3) -(8±5) + -(5±3) W Sp -(20±5) -(9±5) S -(13±8) A TREND PROGRESSIVI (%/100y) Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2006. Temperature and precipitation variability in Italy in the last two centuries from homogenised instrumental time series. Int. J. Climatol, 26, 345-381

Scelta classi: esistono molte opzioni Intensità delle Precipitazioni Giornaliere  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bo 0.0 34.1 5.4 37.5 41.3 7.0 Fe 15.1 5.1 9.8 7.6 4.5 Ge 4.3 11.1 35.4 13.5 55.6 9.7 7.5 Mn 40.3 11.3 6.4 3.4 38.8 0.7 0.5 Mi 15.4 30.7 22.2 1.8 42.4 0.0 – 2.5 2.5-12.5 12.5-25.0 25.0-50.0 >50.0 Serie da analizzare: rapporti tra precipitazioni nelle varie classi e precipitazioni totali Anno/stagioni/mesi Scelta classi: esistono molte opzioni

Classi di Precipitazioni CUMULATIVE DISTRIBUTION GAMMA DISTRIBUTION C1 0th-50th percentile C2 50th-75th percentile C3 75th-90th percentile C4 90th-95th percentile C5 95th-99th percentile C6 >99th percentile C1 C2 C3 C4 C5 C6

Trend delle Classi di Precipitazioni (%/100y) Brunetti M, Maugeri M, Monti F, Nanni T. 2004. Changes in daily precipitation frequency and distribution in Italy over the last 120 years. Journal of Geophysical Research - Atmosphere, 109, D05, doi:10.1029/2003JD004296, 2004.

… e per il futuro … Migliorare (quantità e qualità) le serie disponibili per (almeno) T, DTR, P (Tot, NGP), Pressione e Copertura Passare da anomalie a valori assoluti e spazializzare ad alta risoluzione Integrare maggiormente con osservazioni attuali Comprendere gli andamenti evidenziati alla luce di modificazioni a scala più ampia Integrare con dati con maggior risoluzione spazio-temporale  approccio lagrangiano vs euleriano Studiare il ruolo delle forzanti