1 ANALISI DEI DATI DELLA STAZIONE DI PERUGIA Introduzione

ANALISI DEI DATI DELLA STAZIONE DI PERUGIA
Introduzione
Nella relazione seguente vengono analizzati dei dati della centralina meteorologica e del
campionatore pollinico situati a Perugia. I dati della centralina meteo vengono utilizzati come verifica
dei dati presi dal centro Europeo ECMWF (European Centre for Medium range Weather Forecasts), che
verranno utilizzati anche con il modello RAMS, per le simulazioni numeriche di analisi evolutiva del
clima del Mediterraneo.
Il primo studio è stato fatto su sette anni (1999-2005), per i quali i dati ECMWF sono gia a disposizione;
questo servirà a valutare la riproducibilità del segnale. L’analisi dei dati con un modello a circolazione
generale, come quello ECMWF, infatti, consente di filtrare fenomeni locali, sebbene la risoluzione
spaziale sia ridotta e non consenta di ricostruire il microclima locale.
I dati di partenza
I dati di Perugia studiati riguardano:
- dati di rilevamento pollinico per il periodo 1982-2005 (concentrazione di polline): giorno
giuliano di inizio pollinazione e giorno giuliano di massima pollinazione;
- dati di temperatura (minima e massima) e dati di pioggia per il periodo 1940-2005;
- dati di analisi ECMWF per il periodo 1999-2005.
Con questi dati è stato tracciato un andamento dei trend sia di temperatura media e pioggia che della
pollinazione.
Andamenti climatici
Sono stati analizzati i trend di temperatura media annuale per la stazione di Perugia dal 1940 al
2005. Le elaborazioni sono riportate nelle figure seguenti
Perugia 1940-1973 Temperatura media
Perugia 1974-2005 Temperatura media
fig.1
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
1980
1974
y = 0,0417x + 12,634
R2 = 0,4222
1973
1971
1969
1967
1965
1960
1958
1956
1954
1952
1950
1948
1946
1944
1942
1940
y = -0,0008x + 13,456
R2 = 0,0001
1978
12,0
11,5
11,0
15,0
14,5
14,0
13,5
13,0
12,5
12,0
11,5
11,0
1976
°C
14,0
13,5
13,0
12,5
1963
°C
15,0
14,5
fig.2
Perugia 1940-2005 Temperatura media
15,0
14,5
14,0
°C
13,5
13,0
12,5
12,0
2005
2001
1997
1993
1989
1981
1977
1973
1969
1965
1960
1956
1952
1948
1944
1940
11,0
1985
y = 0,0021x + 13,314
R2 = 0,0039
11,5
fig.3
La fig.1 mostra l’andamento della temperatura media dal 1940 al 1973. È evidente che non sono
apprezzabili variazioni di rilievo come mostrato dai valori della retta di regressione riportata in basso.
Diverso è il comportamento dal 1974 al 2005 in cui si osserva (fig.2) un chiaro aumento della
1
temperatura media con un valore di significatività per il test di correlazione maggiore del 99% (R= 0.65;
N=32). La fig.3 mostra il trend della temperatura media per tutto il periodo dal 1940 al 2005. anche in
questo caso non si evidenzia un andamento particolare.
Va ricordato, tuttavia, che questo risultato è dovuto alla concomitanza di due fattori:
1. dal 1940 al 1973 non si ha nessun trend;
2. dal 1974 al 2005 si ha una sensibile crescita nei valori medi di temperatura per la stazione di
Perugia.
Ricordiamo che il clima è stato definito, per i nostri scopi, come la media dei parametri
meteoclimatici negli ultimi 30 anni. Questa definizione è quella scelta convenzionalmente per definire
l’evoluzione climatica perché il periodo di 30 anni rappresenta un compromesso tra la necessità di
filtrare le fluttuazioni più brevi del clima stesso (ad esempio quelle annuali e stagionali o quelle legate a
cicli più lunghi come El Niño) e la necessità di conservare una fluttuazione del segnale che non sia
quella del paleoclima.
È molto interessante notare come l’andamento riscontrato per la stazione di Perugia sia molto simile a
quello registrato, mediamente, sul globo.
La fig.4 mostra l’andamento della temperatura media registrata su tutto il globo per la terra e gli oceani,
per il solo oceano e per la sola terra emersa dal 1880 al 2000.
(J. H. Wallace, P.V. Hobbs: “Atmospheric Science”, Academic Press. )
Fig.4
In tutti e tre i casi si osserva:
1. una crescita sostanziale delle temperature dal 1910 al 1940;
2. un segnale pressoché costante dal 1940 al 1970;
3. una crescita sostanziale dal 1970 al 2000.
Di conseguenza il segnale registrato a Perugia è in pieno accordo con quanto registrato mediamente sul
globo terrestre.
I dati climatologici
Sono stati analizzati, nel dettaglio, i dati meteorologici riferiti ai 24 anni per i quali sono
disponibili i dati di rilevamento pollinico considerando gli andamenti della temperatura nel periodo
Gennaio-Giugno per poter evidenziare l’influenza della sua variazione negli anni sull’andamento del
polline. Per la pioggia è stato considerato l’inverno precedente e quindi i dati sono le sommatorie dei
millimetri di pioggia caduti nel periodo Novembre (dell’anno precedente)-Maggio.
2
Relativamente alla precipitazione; il grafico seguente mostra che nei 24 anni studiati non c’è stata
nessuna variazione significativa.
y = -0,5064x + 1540,3
R2 = 0,0007
pioggia
mm
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Nei grafici seguenti è riportata sia la temperatura media calcolata fino al giorno di inizio pollinazione
che fino al giorno di massima pollinazione. In media tra le due date c’è una settimana di differenza ed
una variazione termica di circa 0.5 gradi.
- 39,305
Tmed_massima pollinazione y = 0,0247x
2
Tmed_inzio pollinazione y = 0,0316x - 53,437
R = 0,1022
R2 = 0,1389
11,0
11,5
10,5
11,0
10,5
9,5
°C
°C
10,0
9,0
9,5
9,0
8,5
8,0
1980
10,0
8,5
1985
1990
1995
2000
2005
8,0
1980
2010
1985
1990
1995
2000
2005
2010
I due grafici mostrano un trend della temperatura positivo, con una tendenza all’aumento della
temperatura media, anche se la significatività del test non supera il 90%.
I dati di polline
Per i dati di polline sono stati analizzati le variazioni, negli anni, delle date, espresse come giorno
giuliano, dell’inizio e del massimo di pollinazione rispettivamente.
y = -0,4148x + 981,54
R2 = 0,2041
massima pollinazione
180
185
175
180
170
175
giorno giuliano
giorno giuliano
inizio pollinazione
165
160
155
150
145
140
1980
y = -0,6248x + 1407,7
R2 = 0,3286
170
165
160
155
150
1985
1990
1995
2000
2005
2010
145
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
I grafici mostrano la tendenza verso l’anticipo della pollinazione con significatività superiore al 95%.
La correlazione tra il giorno giuliano e la temperatura media, riportato nelle figure seguenti, mostra
come all’aumento della temperatura media negli anni corrisponde l’anticipo della pollinazione, le due
grandezze infatti sono anticorrelate. In entrambe i casi le significatività sono intorno al 90%.
3
11,0
11,5
y = -0,0332x + 14,624
R2 = 0,1299
y = -0,0279x + 14,462
R2 = 0,1545
11,0
Tmedia (°C)
Tmedia (°C)
10,5
10,0
9,5
9,0
10,5
10,0
9,5
8,5
140
145
150
155
160
165
170
175
9,0
145
180
150
155
gg inizio pollinazione
160
165
170
175
180
185
gg massima pollinazione
I dati ECMWF
In questa fase è stata valutata la correlazione tra i dati delle centraline meteorologiche e i dati
ECMWF per i sette anni (1999-2005) gia disponibili. I dati ECMWF verranno utilizzati in seguito per la
ricostruzione del clima e per le eventuali previsioni future. La temperatura di Perugia è stata ottenuta
tramite interpolazione bilineare delle analisi del Centro Europeo.
inizio pollinazione
massima pollinazione
2001
y = 0,7133x + 2,7923
R2 = 0,5357
10,5
10,0
2002
2000
2005
9,5
1999
9,0
2003
2004
11,5
Tmed centraline (°C)
Tmed centraline (°C)
11,0
y = 0,7403x + 2,6663
R2 = 0,558
11,0
2001
2002
10,5
2005
10,0
2000
1999
9,5
2004
2003
9,0
8,5
8,5
8,5
9
9,5
10
Tmed ecmwf (°C)
10,5
11
8,5
9,0
9,5
10,0
10,5
11,0
11,5
Tmed ecmwf (°C)
I valori di R2 mostrano che i due set di dati considerati sono correlati in modo statisticamente
significativo al 90 %.
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