Contributo IBIMET-CNR:
Interpretazione dei segnali di cambiamento
climatico e valutazione degli impatti in atto
Marina Baldi
Istituto di Biometeorologia (IBIMET)
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)
1
L'Istituto di Biometeorologia
www.ibimet.cnr.it
IBIMET-CNR, nato negli anni ‘70, ha sede a Firenze, e sedi distaccate
a Bologna, Sassari e Roma
Lavora in collaborazione con:
• Lamma - Laboratorio per la Meteorologia e la Modellistica
ambientale, del quale ha promosso la costituzione come
consorzio fra il CNR e la Regione Toscana, nelle sue tre sedi di:
Firenze, Livorno (centro per la meteorologia marina e la modellistica al
servizio del trasporto marittimo e delle attività produttive costiere),
Grosseto (centro per lo studio dell’erosione dei suoli e delle risorse idriche)
• Università di Firenze:
Dipartimento di Scienze delle Produzioni Vegetali, del Suolo e
dell'Ambiente Agroforestale – DIPSA
CiBIC - Centro per la Bioclimatologia
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• Fondazione per il Clima e la Sostenibilità
Le linee di ricerca dell'Istituto di Biometeorologia
Obiettivo primario:
effettuare studi e ricerche nel settore
della meteorologia e climatologia
applicate in particolare
alla agricoltura ed all'ambiente
Altri settori di attività sono:
Ecofisiologia
Sostenibilità e Territorio
Cooperazione e PVS
Qualità e Benessere
3
Dall’osservazione dei fenomeni al trasferimento operativo
DATI
Acquisire e gestire dati eterogenei
June 2002
ELABORAZIONI ED ANALISI
• Analizzare e Modellizzare il dato
ambientale
• Scenari per simulare/prevedere
• Valutare gli impatti
RISULTATI
Restituzione della
informazione in un
formato adeguato alle
esigenze dell’utente
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Interpretazione ed analisi dei segnali di CC
Tipologia di dati utilizzati nelle valutazioni di cambiamento climatico
e di impatti:
Meteorologici, micrometeorologici, oceanografici, pedologici, fenologici, chimica
dell’acqua e dell’aria
Fonti di dati osservativi climatici:
Servizio Meteorologico dell’AM, CRA-CMA, ISPRA, Enti locali (regioni, province,
servizi idrografici), Autorità di Bacino, Osservatori meteorologici storici, CESI-SIRF
Campagne di misura “ad hoc” nell’ambito di Progetti al fine di:
1. Ottenere un quadro della situazione climatica attuale da confrontare con clima del
passato e con scenari futuri, fornendo quindi un punto di raccordo fra il clima e la
meteorologia
2. Valutare, con un monitroraggio specifico, le criticità laddove si identifica una
vulnerabilità
I dati vengono validati, omogeneizzati, raccolti in database ad uso interno ed
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elaborati per una interpretazione dei cambiamenti in atto e della variabilità climatica
Interpretazione ed analisi dei segnali di CC
Numerosi strumenti di
modellistica numerica sono
impiegati e sviluppati in
Ibimet per:
• Attività Operativa
• Ricerca
• Scenari
WRF - Atmosferico
WW3 Marino
Tidal currents in
Mozambique
channel
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RAMS - Atmosferico
Multiregressivo Previsioni mensili
PUMA, Portable University
Model of the Atmosphere
Interpretazione ed analisi dei segnali di CC
• ecosistemi
• agricoltura (colture e zootecnia)
• salute
Hospitalization in Florence
during summer 2003
heat days [%]
Ondate di calore:
• analisi dati climatici
• analisi dei meccanismi
• impatti delle HW sui diversi settori:
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Giugno Luglio
Agosto Settembre
1 9 5 1 -6 0 1 9 6 1 -7 0 1 9 7 1 -8 0 1 9 8 1 -9 0 1 9 9 1 -0 0
Climatic effects
on cows
reproductive
traits (angularity,
dfts, calving)
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Interpretazione ed analisi dei segnali di CC
Climatologia storica:
• analisi lunghe serie climatiche (incluse
serie da Osservatori storici)
CWD
20
Allumiere
Canino
Civitavecchia
Ladispoli
Maccarese
Montalto di Castro
Tuscania
5
99
93
90
87
96
19
19
19
19
19
78
84
19
75
72
66
69
63
54
57
81
19
19
19
19
19
19
19
19
51
60
0
19
• Variabilità
• Trend
• Segnali di CC
10
19
ma ad alta frequenza (es: Vallombrosa)
15
19
• disponibilità serie limitate nel tempo,
CDD
140
120
Allumiere
100
Canino
Civitavecchia
80
Ladispoli
60
Maccarese
Montalto di Castro
40
Tuscania
20
Indice RR1 nelle sei aree climatiche - Autunno
30
numero di giorni
25
Precipitazione annua media per regione omogenea
1200
20
Aut 91-00
Aut 01-09
5
0
800
Area 1
1971-2000
Area 2
Area 3
Area 4
Area 5
Area 6
Italia
1971-1980
600
1981-1990
1991-2000
Indice SDII stagionale nelle sei aree climatiche - Autunno
400
200
0
Regione 1
Regione 2
Regione 3
Regione 4
Regione 5
Regione 6
Italia
mm di pioggia per giorno piovoso
mm
Aut 81-90
10
1000
8
Aut 71-00
15
5.0
4.5
Aut 71-00
4.0
Aut 81-90
3.5
Aut 91-00
3.0
Aut 01-09
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Area 1
Area 2
Area 3
Area 4
Area 5
Area 6
1999
1997
1995
1993
1991
1989
1987
1985
1983
1981
1979
1977
1975
1973
1971
1969
1967
1965
1963
1961
1959
1957
1955
1953
1951
0
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Tempio Project Components
I progetti TEMPIO e CLIMANIMAL:
dallo sviluppo di un sistema operativo di previsioni stagionali
alle applicazioni in zootecnia
Valori di THI, classi di rischio e livelli di stress per bovini da latte
Data Analysis
Theoretical Modelling
Seasonal Forecast
Operational System
Indice THI
Classi di rischio
Livello di stress
THI < 72
Rischio nullo
Assenza di stress
72 ≤ THI < 78
Rischio minimo
Stress moderato
78 ≤ THI <84
Rischio medio
Stress elevato
THI ≥ 84
Rischio massimo
Emergenza
Previsione Ondate di THI
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Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Ecosistemi e Agricoltura
Gli ecosistemi terrestri, l’agricoltura, l’acqua e i cambiamenti climatici
Valutazione dell’impatto dei CC su: fertilità del suolo, risorsa idrica (disponibilità ed efficienza
dell’uso), fasi fenologiche, rese agricole
Valutazione delle interazioni con il sistema clima
Sviluppo e gestione di database di dati sperimentali
Sviluppo di nuovi strumenti per il monitoraggio automatizzato delle fasi
fenologiche
Sviluppo di metodologie innovative per lo studio degli impatti su ecosistemi ed
agricoltura
Gli ecosistemi terrestri e la mitigazione dei cambiamenti climatici –
Bilancio del Carbonio
Quantificazione e predizione dell’assorbimento dei gas serra da parte degli ecosistemi terrestri
(forestali, agronomici e da colture agro-energetiche) come previsto dal protocollo di Kyoto
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Fine ultimo: gestione e pianificazione sostenibile del territorio
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Agricoltura
• Analisi a scala nazionale, regionale e locale
• Valutazione degli impatti sulle rese e sulla fenologia
• Valutazione delle possibili strategie di adattamento
•
•
•
Tecniche di Land Evaluation Techniques (LET)
Modelli statistici per la previsione delle rese colturali
Modelli di processo per la crescita e lo sviluppo delle colture
Areali di Studio:
Italia e sponda
sud del Bacino del
Mediterraneo
Vigneto (vino e tavola)
Limone
Ortaggi bio
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Olivo
Kiwi
Foreste
Effetti dei cambiamenti climatici sulla vocazionalità e distribuzione
delle colture
Mappe di Vocazionalità agroclimatica:
l’esempio dell’olivo nel Bolognese.
GIS: Strumenti
Informativi
Territoriali per lo
studio delle
componenti del
territorio
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Studio della zona DOP Colline
Pontine su base geografica al fine
di identificare le aree omogenee in
termini di uso suolo, caratteri
biofisici. L’analisi dei trend
climatici permettere di intercettare
i cambiamenti climatici e gli
impatti sulla qualità.
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Agricoltura
Characterization of UV radiative regime in different environments
Impact of UV
radiation on crops
Characterisation of UV and
climate regime in
vineyards impact on
quality
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Wine quality and climate
yearly trend
Valutazione
degli impatti
deiAlghero
cambiamenti
Sito sperimentale INCREASE
– Porto
Conte,
(IT) climatici
INCREASE è un network di infrastrutture
di ricerca costituito da 6 siti sperimentali di
manipolazione climatica in pieno campo ed
è finalizzato allo studio degli effetti dei CC
sugli ecosistemi arbustivi europei.
Ecosistemi
INCREASE Database website
https://increase.ss.ibimet.cnr.it/
Monitoraggio fenologico con
sistemi automatizzati
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Bilancio del Carbonio
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Ecosistemi
Misure dirette in continuo di Cfluxes (torri, tecnica eddy
covariance)
Misure dirette spaziali di Cfluxes (SkyArrow ERA)
Misure da telerilevamento
aereo e satellitare
(NIR, fluorescenza)
FACE
Free Air CO2
Enrichment
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Modelli di upscale, stima
del bilancio di C a scala
regionale
CO2 Springs
Bossoleto (Rapolano Terme - Si)
• Solfatara (S.Stefano - Vt)
• Armaiolo (Si), Baccaiano (Fi)
Valutazione degli impatti
dei cambiamenti
BIOCHAR:
research climatici
themes
Ecosistemi
• Assessment of the impact on soil
fertility, water use efficiency and
agricultural yields
• Assessment of carbon sequestration
and large-scale removal of
greenhouse gases (GHG) from the
atmosphere
• Interactions with the climatic
system
Database Internazionali:
Fluxnet, Carboeurope
EU-Project
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BERI: Bog Ecosystem Research Initiative. Projet n° ENV4-CT95-0028
POPFACE: A European Free Air Carbon dioxide Enrichment experiment on Poplar plantations. Project n° ENV4-CT97-0657
MIND: Mediterranean Terrestrial Ecosystems Increasing Drought. Project n° EVK2-CT-00158
CarboEurope IP: Assessment of the European Terrestrial Carbon Balance. Project n° GOCE-CT -505572
MAPLE: Microevolutionary Adaptation of Plants to Elevated CO2. Project n° EV5V. CT940432
Bridge (VI FP)
CEFLES (ESA)
CarboAfrica, EU FP6
CarboItaly, FISR
Carbius, MinAmb
OsservatorioKyoto
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Ambiente urbano
Aumento della temperatura
Modificazioni del clima urbano: Aumento della CO2
Inurbamento
Tmin Giornaliera - Roma
Differenza fra zona urbana e zona rurale
Giu-Lug-Ago-Set 2003-2009
10
Tmin (C)
Flussi di calore
Regime termico
Isola di calore
15
5
0
-5
Influenza di indicatori urbanistici sulle
variazioni di temperatura dell’aria
all’interno della città:
Superficie verde e tipo di copertura
Superficie asfaltata
Superficie edificata
Densità volumetrica
17
20
10
20
09
20
08
20
07
20
06
20
05
20
04
20
03
-10
Valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici
Ambiente urbano
Sostenibilità della qualità di vita in ambiente urbano
Effetti della vegetazione nella mitigazione
termica dell’ambiente urbano
Modellistica fluidodinamica Envi-Met: modello microclimatico
tri
dimensionale per la simulazione dell’interazione superficie-pianta-aria in
ambiente urbano
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Microclimatologia ed ecofisiologia per il benessere:
indici bioclimatici
Mi fermo qui e passo la parola al collega Dott Pasqui,
per una esposizione sul tema “scenari ed impatti”
Grazie per la attenzione!
19
