MASTER DI SECONDO LIVELLO IN METODI E TECNICHE DI PREVENZIONE E CONTROLLO AMBIENTALE TESI SPERIMENTALE DI MASTER

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1 MASTER DI SECONDO LIVELLO IN METODI E TECNICHE DI PREVENZIONE E CONTROLLO AMBIENTALE TESI SPERIMENTALE DI MASTER ASPETTI CLIMATICI E METEOROLOGICI DELLE ONDATE DI CALORE IN VENETO NEL PERIODO RELATORE: Rossano Piazza STUDENTE: Maurizio Padoan n. matricola ANNO ACCADEMICO

2 INDICE PREMESSA E SCOPO DEL LAVORO pag. 4 CAPITOLO 1 INTRODUZIONE 1.1 Il Clima Veneto Concetti generali pag Litorale pag Pianura pag Alpi pag Fattori meteorologici Precipitazioni pag Temperatura pag Umidità pag Escursioni termiche pag Classificazione climatica Temperatura pag Precipitazioni pag Continentalità pag. 21 CAPITOLO 2 MATERIALI E METODI 2.1 Considerazioni generali La fonte dei dati del Centro Meteorologico di Teolo (CMT) pag La serie termometrica del periodo pag La consistenza della serie pag Il Centro Meteorologico di Teolo dell Arpa Veneto pag. 25 2

3 2.2 Strumentazione La misura della temperatura a 1.5 m dal suolo pag Gli strumenti di misura della temperatura dell aria pag La stazione termometrica pag Strumentazione del monitoraggio La misura della temperatura dell aria a 2 m dal suolo di ARPAV pag La Costituzione dello strumento pag Il Principio di funzionamento del sensore di temperatura pag Gli strumenti di misura attuali della temperatura dell aria pag La stazione meteorologica pag Caratteristiche della capannina meteorologica pag Il trattamento dei dati Acquisizione, controllo e l archiviazione dati pag Evoluzione strutturale e funzionale della rete di monitoraggio pag Incertezza della misura dei valori di temperatura pag Ondata di calore Indice di Scharlau pag Definizioni pag Configurazioni sinottiche pag. 50 CAPITOLO 3 RISULTATI E DISCUSSIONE pag. 55 CAPITOLO 4 CONCLUSIONI pag. 69 Bibliografia pag. 71 3

4 PREMESSA E SCOPO DEL LAVORO L ondata di calore è un fenomeno meteorologico che si verifica durante la stagione estiva ed è estremamente importante per i suoi effetti sulla salute umana. I Media definiscono questo aspetto meteorologico come caldo afoso, caldo anomalo, caldo torrido ecc., senza però avere mai come riferimento una definizione precisa e univoca. In letteratura ci sono vari modi per definire l ondata di calore; un primo approccio individua la definizione di ondata di calore attraverso precise soglie termiche, un altro approccio, invece, indica la definizione attraverso il calcolo del 90 o 95 percentile dei valori medi normali di trenta anni (Ministero delle Salute, 2004). Se si confrontano i due criteri, in base alla prima definizione le ondate di calore si verificano solo nel periodo estivo, se si considera invece il secondo approccio le ondate di calore possono avvenire anche nel periodo invernale. In qualsiasi stagione un aumento sensibile della temperatura in Veneto (oltre i 5 C dalla media storica decadale in un giorno) è spesso provocato da un flusso di correnti meridionali, in particolare dalla posizione anomala che può avere durante l anno l anticiclone africano; esso se si estende dall Africa verso l Europa, può convogliare dalle latitudini sub-tropicali masse d'aria molto calde verso le latitudini più alte fino al nord Europa. Ogni irruzione di aria subtropicale verso il Veneto determina un graduale aumento dei valori termici in tutta la regione, ma l effetto della sensazione del caldo associato sia all aumento delle temperature massime e minime sia al tasso di umidità dell aria, può avere casistiche diverse in relazione al microclima dell area interessata. Lo scopo di questa tesi è quello di dare una definizione univoca di ondata di calore per il Veneto e di studiare le ondate di calore che si sono verificate negli ultimi 19 anni. Per svolgere questa indagine verranno considerate le rilevazioni termometriche di 35 stazioni meteorologiche appartenente alla rete ARPAV e saranno fatte delle osservazioni sui diversi effetti che le irruzioni di aria subtropicale africana possono avere sul microclima delle zone del Veneto. Oltre ai valori di temperatura misurata le ondate di calore vengono classificate anche sulla base della loro durata. In diversi paesi, quindi, si usano definizioni basate sull identificazione di un livello soglia di temperatura e di durata. 4

5 Nel presente lavoro si ritiene di considerare le soglie termiche come riferimento per definire l ondata di calore. Utilizzando i dati ARPAV che coprono al momento un periodo temporale di circa 19 anni, si determineranno il numero di ondate di calore che si sono verificate dal 1992 al 2010 e si studieranno le zone del Veneto che risultano maggiormente interessate dal fenomeno. Scegliendo delle soglie termiche risulta, tuttavia, difficile selezionare dei valori che possano essere validi in tutti i luoghi a causa delle differenze di clima esistenti fra le varie parti del mondo. Valori termici che possono essere considerati elevati nei paesi delle alte latitudini possono diventare normali nei paesi Mediterranei. Occorre anche tenere presente la situazione di disagio o di benessere climatico percepita dall organismo umano in relazione alle condizioni meteorologiche; in particolare il disagio o il benessere si manifestano nell uomo per l effetto prodotto da specifici rapporti tra la temperatura, l umidità relativa dell aria, la ventosità, l irraggiamento del suolo e dell atmosfera; indicati da relazioni empiriche non lineari che definiscono il grado di equilibrio del corpo umano (Agarini, F. Rapetti, 2006). I fattori più importanti per definire il livello di disagio o di benessere sono l umidità e la temperatura (Scharlau, 1950). Lo studio delle ondate di calore nella pianura padana è importante perché è rivolto verso un area che, rispetto ad altre zone europee, può raggiungere valori di umidità molto elevati. La presenza di alcune barriere naturali, rappresentate dall arco alpino a nord e a ovest e dalla catena appenninica e sud, difende la pianura dai venti della circolazione generale e, pertanto, nelle aree di pianura più lontane dal mare si registra generalmente una predominanza della calma di vento o di debole ventilazione. Se nel periodo invernale la scarsità dei venti e l elevata umidità delle masse d aria presenti nei bassi strati possono favorire la formazione della nebbia, nel periodo estivo in condizioni di temperature elevate possono provocare le classiche condizioni di afa e di conseguenza accentuare la sensazione di disagio fisico percepita dal corpo umano. L umidità oltre ad essere misurata direttamente con un igrometro, può essere stimata anche indirettamente attraverso la misura delle escursioni termiche giornaliere (temperatura massima giornaliera temperatura minima giornaliera) le quali sono inversamente correlate ai valori di umidità minima giornaliera che generalmente si raggiungono nelle ore centrali della giornata. D estate in condizioni di elevata umidità la temperatura minima difficilmente scende al di sotto del valore di 18/20 C. Per convenzione (come si può ricavare nel sito web dell enciclopedia del tempo: 5

6 le notti con temperature superiori ai 20 C si definiscono notti tropicali. Anche a livello fisiologico queste notti creano normalmente una situazione di disagio in quanto non consentono un totale ricupero dello stress da caldo sofferto durante il giorno. Infatti, come è possibile apprendere dalle tabelle di Scharlau (1950), bastano temperature minime di 20 C con valori di umidità oltre l 80% e temperature massime oltre 30 C con valori di umidità oltre i 45%, per avere una situazione di disagio fisico. In questo lavoro si indicano la durata del periodo e i valori di temperatura massima e minima che definiscono un ondata di calore. Utilizzando i dati registrati da 35 stazioni della rete monitoraggio di ARPAV degli ultimi 19 anni, si determinano il numero di ondate annue di calore di ogni stazione e si osservano le differenze in relazione alle situazioni microclimatiche. 6

7 CAPITOLO 1 INTRODUZIONE 1.1 Il clima veneto Concetti generali Il clima è considerato come lo stato medio dell atmosfera presente in una determinata località; esso si genera dall interazione fra le componenti meteorologiche e geografiche riscontrabili nel territorio osservato. Il clima del Veneto pur rientrando nella tipologia mediterranea presenta proprie peculiarità, dovute principalmente al fatto di trovarsi in una posizione climatica di transizione e quindi di subire varie influenze: l azione mitigatrice delle acque mediterranee, l effetto orografico della catena alpina e la continentalità dell area centro europea. In Veneto mancano i connotati tipici mediterranei quali l inverno mite in montagna, l assenza degli effetti continentali in pianura e la siccità estiva a causa dei frequenti temporali di tipo termo convettivo. Le peculiari caratteristiche termiche e pluviometriche della regione alpina sono paragonabili a quelle del clima montano di tipo centro-europeo, mentre il clima della pianura veneta con caratteristiche continentali, caratterizzata da inverni rigidi ed estati calde, si differenzia in due sub regioni a clima più mite: la prima riguarda la parte lacustre nei pressi del lago di Garda più limitata e la seconda quella litoranea della fascia costiera adriatica più ampia. Il Veneto è incluso nella fascia di latitudine in cui dominano gli effetti dell anticiclone delle Azzorre che è l area di alta pressione presente generalmente al centro dell oceano Atlantico, quasi alla stessa latitudine del bacino del Mediterraneo. Normalmente d estate quando l anticiclone delle Azzorre si estende verso il bacino del Mediterraneo, la regione entra nella zona delle alte pressioni. Come conseguenza, vengono a cessare i venti dominanti e a stabilirsi venti locali quali le brezze. In queste condizioni di alta pressione, la presenza di eventuali fenomeni temporaleschi può essere solo di origine termo convettiva e si manifesta tipicamente nelle ore centrali della giornata, quando il contenuto di vapore nell aria è in quantità sufficiente da raggiungere la saturazione. Nella fascia costiera la temperatura inferiore del mare nelle ore centrali della giornata tende a stabilizzare le masse d aria e ad impedire lo sviluppo di celle temporalesche. Al contrario nella fascia più continentale particolarmente umida per l abbondanza d acqua e di vegetazione, le masse d aria 7

8 vengono sia abbondantemente umidificate dal basso, sia sufficientemente riscaldate dal suolo per dar luogo a precipitazioni termo convettive Litorale La particolarità di questa area è determinata dalla vicinanza al mare la cui influenza e i cui venti umidi e brezze penetrano per alcuni chilometri all interno del territorio. L azione mitigatrice delle acque è comunque limitata. Le temperature invernali pur mitigate risultano comunque basse in particolare per le incursioni della bora che è vento freddo e asciutto proveniente da nord-est, mentre le temperature estive sono mitigate limitatamente nella parte orientale molto vicina al mare. Nel litorale adriatico l alternanza delle brezze è tipica del periodo caldo in situazioni prevalentemente anticicloniche, quando l assenza di correnti della circolazione generale attiva le circolazioni locali dovute alle discontinuità termiche fra mare e terra. Durante il giorno si sviluppa la brezza di mare che raggiunge la massima intensità nelle ore pomeridiane e soffia generalmente da sud-est. La brezza notturna che generalmente soffia da nord-est non è perpendicolare alla costa come normalmente accade, ma è ad essa parallela poiché l interazione avviene a scala più ampia fra la catena alpina e il mare adriatico Pianura La pianura presenta caratteristiche continentali con inverni rigidi ed estati calde. Il dato più caratteristico è l elevata umidità che rende afosa l estate specialmente nei terreni irrigui e dà origine a nebbie frequenti d inverno. Le piogge sono distribuite abbastanza uniformemente durante l anno ad eccezione dell inverno che risulta la stagione più secca. Nelle stagioni intermedie prevalgono le perturbazioni atlantiche mentre in estate si sviluppano di frequente temporali che spesso sono a carattere grandinigeno Alpi Il clima dell area alpina è di tipo continentale con forti escursioni diurne e piogge abbondanti. E condizionato dall altitudine e dall esposizione. La temperatura non varia solo in base all altitudine ma anche in relazione alla possibilità che si realizzi l inversione termica. L aria più 8

9 fredda si raccoglie negli strati più bassi dell atmosfera specialmente durante l inverno. L aria più rarefatta e trasparente d estate fa aumentare l insolazione causando maggiore nuvolosità rispetto alla pianura per lo sviluppo di cumuli di origine termo convettiva che spesso determinano dei rovesci. 9

10 1.2 Fattori meteorologici Precipitazione Il Veneto si trova all interno dei paesi del Mediterraneo; dal litorale adriatico fino alle vicinanze delle prealpi, compresa anche l area collinare vicentina, padovana e veronese, il clima presenta un regime pluviometrico con eventi di pioggia ben distribuiti e quantitativi compresi tra circa 700 mm, riscontrabili nella parte più meridionale della Regione Veneto (provincia di Rovigo), e 1200 mm misurati nella pianura settentrionale con assenza o quasi di una stagione secca. In montagna nella fascia prealpina i quantitativi medi superano i 2200 mm nella zona del Pasubio, Fig a. L andamento delle piogge medie si può ritenere crescente da sud a nord almeno fino al primo ostacolo orografico costituito dalla fascia prealpina. Alla relativa uniformità della pianura si contrappone una notevole variabilità nella fascia pedemontana e montana. A causa dell azione attribuibile ai rilievi prealpini, la zona mediamente più piovosa risulta compresa nella fascia che va dai monti Lessini dai massicci del Carega e dal Pasubio passando attraverso le pendici meridionali dell altopiano di Asiago e monte Grappa per giungere alla fine tra il Cansiglio e l Alpago ai confini tra le province Treviso e Belluno. Proseguendo in direzione nord/nord-ovest verso le Dolomiti settentrionali si assiste ad una graduale e generale diminuzione dell ammontare annuo di precipitazione. Per quanto riguarda la precipitazione media stagionale il regime pluviometrico dipende da due principali fattori: il primo è relativo alla penetrazione delle perturbazioni atlantiche in primavera ed autunno, il secondo si riferisce ai temporali estivi di origine termo convettiva. Più rare sono le piogge invernali associate ai venti sciroccali o all incontro tra masse d aria fredda polare o artica e l aria più calda e umida stagnante localmente sul mediterraneo. I temporali estivi sono in prevalenza di tipo termo convettivo dovuti al cedimento dell alta pressione e alle infiltrazioni di aria più fresca provenienti dal nord atlantico. I quantitativi risultano scarsi nella pianura meridionale ed oscillano tra 100 e 200 mm, mentre sono più abbondanti in montagna a causa dell effetto orografico dove si misurano circa 600 mm, Fig b. 10

11 Fig a: Quantitativi totali delle piogge annuali media annuale periodo Fig b: Quantitativi totali delle piogge estive media annuale periodo

12 1.2.2 Temperatura Le temperature medie annue sono di circa 13 C nelle aree pianeggianti e di quasi 14 C in prossimità del mare, Fig Le minime annue sono comprese tra 7 e 9, Fig. 1.2, e quelle massime tra 17 e 20 C, Fig I valori più alti per le minime si registrano lungo il litorale, per le massime nella pianura occidentale. In estate le temperature minime oscillano circa tra 17 e 18 C, Fig. 1.5, e risultano più alte dalla costa fino a qualche decina di chilometri nell entroterra. Le massime che sono comprese tra 29 e 30 C, Fig. 1.6, sono più elevate nelle pianure veronese e vicentine nella bassa padovana e nel polesine occidentale. Valori leggermente inferiori si osservano lungo il litorale e nelle zone in prossimità delle coste che beneficiano della brezza di mare dove si misurano temperature inferiori a 28 C. Un altro settore più fresco è la fascia pedemontana a nord della pianura nella quale la temperatura diminuisce abbastanza regolarmente con la quota Fig. 1.2: Media annuale delle temperature minime (periodo ) 12

13 Fig. 1.3: Media annuale delle temperature massime (periodo ) Fig. 1.4: Media annuale delle temperature medie (periodo ) 13

14 Fig. 1.5: Media annuale delle temperature minime estive (giugno-agosto) (periodo ) Fig.1.6: Media annuale delle temperature massime estive (giugno-agosto) (periodo ) 14

15 1.2.3 Umidità L'umidità è la misura della quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera o in generale in una massa d'aria. Per definire e misurare facilmente l umidità, il parametro più importante è l umidità relativa che indica il rapporto percentuale tra la quantità di vapore contenuto da una massa d'aria e la quantità massima (cioè a saturazione) che il volume d'aria può contenere nelle stesse condizioni di temperatura e pressione. Si sceglie come riferimento il valore minimo giornaliero di umidità, il quale si osserva nelle ore più calde della giornata, in quanto il valore massimo di umidità assume sempre valori elevati. L umidità relativa minima dell aria media annuale è compresa tra 42 e 60%; i valori più elevati di questo parametro si misurano nella fascia costiera, Fig.1.7. Se si considera l umidità relativa minima dell aria nel periodo estivo che va da giugno ad agosto, Fig. 1.8, si misurano i valori più bassi di umidità nella pianura meridionale e in quella occidentale Fig. 1.7: Media annuale umidità relativa minima dell aria (periodo ) 15

16 Fig. 1.8: Media giornaliera umidità relativa minima dell aria (giugno-agosto) (periodo ) Escursioni termiche L'escursione termica è la differenza fra la temperatura massima e la temperatura minima in un dato intervallo di tempo e in un determinato luogo. Questo parametro stima il livello di continentalità del clima di un area. Le più importanti escursioni termiche sono: L'escursione termica diurna, cioè la differenza fra la massima diurna e la minima notturna; L'escursione termica annua, rappresenta la differenza fra la temperatura media del mese più caldo (in genere Luglio nell'emisfero boreale) e la temperatura media del mese più freddo (di solito Gennaio nello stesso emisfero). In Veneto, Fig. 1.9, l escursione termica diurna risulta minima nelle vette alpine e nell area costiera ed oscilla tra 4 e 9 C mentre si misurano i valori più alti, tra 10 e 13 C, nelle vallate, negli altopiani e in pianura in modo particolare in quella più interna dove prevale la calma di vento e la scarsa umidità, che sono le condizioni ideali per ottenere un maggior riscaldamento dell'aria dovuto alla radiazione solare ovvero maggior irraggiamento del calore durante la notte. 16

17 Fig. 1.9: Media annuale escursioni termiche diurne (periodo ) 17

18 1.3 Classificazione climatica Temperatura Mario Pinna nel suo testo di climatologia del 1978 propose una classificazione termica dei climi italiani improntata allo schema generale della classificazione di Koeppen (Giuliacci, 1988), che è probabilmente la classificazione climatica globale più nota. Nella classificazione di Pinna i climi italiani sono riferiti ai tre tipi di Koeppen C (temperato), D (temperato-freddo) e E (freddo), introducendo ulteriori suddivisioni volte a meglio inquadrare la varietà dei climi d Italia in base ai criteri riassunti nella tabella In figura 1.10 si riporta la carta di climi di Mario Pinna (1978) per il Veneto, utilizzando gli stessi cromatismi proposti dall autore per la carta nazionale del Fig. 1.10: Carta dei climi in Veneto di Mario Pinna. 18

19 Clima Temperato subcontinentale Temperato fresco Temperato freddo Tipo di Temp. Media Koeppen annua Media mese Escursione termica più freddo annua C Fra 10 e 14.4 C Fra 0 e 3.9 C > 19 C C Fra 6 e 9.9 C Fra 0 e 3 C Fra 18 e 20 C D Fra 3 e 5.9 C < -3 C Fra 16 e 19 C Freddo E Minore di 3 C < -6 C Fra 15 e 18 C Carattere aggiuntivo 1-3 mesi con temp. media > 20 C Media del mese più caldo fra 15 e 19.9 C Media del mese più caldo fra 10 e 14.9 C Media del mese più caldo minore di 10 C Tab. 1.10: Classificazione di Mario Pinna dei climi italiani in funzione della temperatura Dalla carta rappresentata in figura 1.10 emerge che il clima temperato sub-continentale è quello maggiormente presente in Veneto. Tale clima si qualifica per temperature medie annue comprese fra 10 e 14.4 C, temperatura media del mese più freddo fra -1 e 3.9 C, tab. 1.1, temperatura media superiore a 20 C per 1-3 mesi l anno ed escursione termica annua (differenza fra temperatura media del mese più freddo e di quello più caldo) di oltre 19. Il carattere sub-continentale si manifesta: - in tutta la pianura veneta, ivi compresa la fascia costiera, in cui il carattere freddo del mare Adriatico inibisce l effetto sub-litoraneo che invece si manifesta in vicinanza di Trieste e nella Marche, da Senigallia in giù (Pinna, 1978). - nelle grandi vallate prealpine interne (es: valle del Piave da Feltre a Belluno). La maggior parte dell areale alpino e prealpino è caratterizzato da clima temperato fresco o clima temperato freddo mentre il clima freddo è reperibile nelle aree alpine culminali. 19

20 In considerazione inoltre della sua peculiare posizione di transizione, come visto in precedenza, influenzata sia dall area continentale euro-asiatica che da quella mediterranea, il clima del Veneto presenta alcune caratteristiche sia di mediterraneità che di continentalità Precipitazioni Per quanto concerne la mediterraneità, i climi mediterranei si caratterizzano per la presenza di inverni miti e piovosi e di estati caldo-aride. Pertanto la mediterraneità è valutata dai climatologi analizzando le temperature e le precipitazioni. In particolare Koeppen (Pinna 1978) classifica come mediterranee le aree in cui meno del 30% delle precipitazioni totali annue cade nel semestre estivo. Nel caso del Veneto tale percentuale risulta invece compresa fra il 48 ed il 61% con valori più elevati nell areale alpino interno figura 1.11 e pertanto il criterio di Koeppen non viene rispettato. La classificazione di Rivas Martinez dal canto suo indica come mediterranee le aree in cui la precipitazione risulti inferiore al doppio della temperatura media mensile (P<2T) per almeno due mesi l anno. Anche quest ultimo criterio appare non rispettato in alcun areale del Veneto. In complesso si può dunque affermare il Veneto è certo soggetto ad un certo influsso climatico del Mediterraneo che si traduce in caratteri di mitezza più spiccati nelle aree costiere. Tuttavia non è in ogni caso possibile affermare di trovarsi di fronte ad un vero e proprio clima mediterraneo. 20

21 . Fig. 1.11: Carta della percentuale delle precipitazioni annue che cade nel semestre estivo La continentalità Questo aspetto è utilizzato per caratterizzare le aree interne dei continenti che da un lato presentano scarsità di precipitazioni (essendo lontane dagli oceani che sono la fonte di umidità alla base dei processi precipitativi) e dall altro si caratterizzano per escursioni termiche annue considerevoli, con mesi invernali molto freddi ed estati calde. Il fenomeno qui descritto vede il suo apice al centro dell Eurasia (area Siberiana) ove a temperature estive simili a quelle raggiunte in pianura padana si contrappongono temperature invernali estremamente rigide, con punte di 30 / - 50 C. L opposto della continentalità è l oceanicità, propria di regioni prospicenti gli oceani, il cui clima si caratterizza per mitezza e piovosità abbondante. In Europa climi pienamente oceanici si riscontrano ad esempio sulle coste atlantiche di Irlanda, Francia e Portogallo. La continentalità viene espressa con l indice di Gorczynski K G (Giuliacci 1988), che dipende sia dall'escursione annua della temperatura (differenza fra la temperatura media del mese più caldo e del mese più freddo, indicata con A) sia dall ampiezza del ciclo annuale della radiazione solare, 21

22 che viene espresso tramite il seno della latitudine (ϕ). L indice viene definito con la formula seguente: In termini generali valori di 100 si registrano in piena Siberia mentre valori prossimi a 0 si registrano sulle coste degli oceani. In Veneto i valori più elevati dell indice si misurano in pianura, ove K G oscilla fra 26 e 31. Nella montagna alpina, in virtù delle escursioni termiche annue più ridotte, si raggiungono valori molto più ridotti e localmente inferiori a 10. Si tratta tuttavia di un effetto attribuibile più al topoclima che all influsso oceanico (che pure in qualche modo agisce poiché l area alpina rispetto alla pianura risulta maggiormente esposta agli effetti delle perturbazioni atlantiche che corrono a Nord delle Alpi). 22

23 CAPITOLO 2 MATERALI E METODI 2.1 Considerazioni generali Le fonti dei dati del Centro Meteorologico di Teolo (CMT) Per fare della climatologia è fondamentale disporre di un adeguata base di dati in grado di rappresentare il territorio nella sua complessità spaziale e temporale. Prima di esaminare i risultati del presente lavoro è importante quindi conoscere l origine e le caratteristiche dei dati utilizzati. Ci si è avvalsi di una serie di dati termometrici del periodo di ARPAV; - di 35 stazioni termometriche sul territorio regionale; - di osservazioni effettuate in modo automatico 96 volte al giorno con registrazione di un dato di temperatura o di umidità relativa ogni 15 minuti; - di dati informatizzati archiviati in banca dati dell ARPAV La serie termometrica del periodo Disponendo di molte stazioni di monitoraggio, collocate in siti conformi alle indicazioni dell Organizzazione Meteorologica Mondiale (W.M.O.), con sensoristica periodicamente controllata e capace di acquisire dati ad elevata scansione temporale, questa rete meglio si presta a descrivere la complessità del clima e della situazione meteorologica in Veneto. I 19 anni di misure sono insufficienti ad effettuare serie di indagini statistiche sui cambiamenti del clima e sui trend, ma si ritiene che la serie storica possa essere importante per fotografare con adeguato dettaglio il clima medio attuale della nostra regione ed evidenziarne le differenze spaziali La consistenza delle serie Essendo importante la continuità temporale delle serie di dati e una distribuzione spaziale omogenea delle stazioni si è deciso di considerare, per questo studio, le stazioni che rispondessero al requisito di avere meno del 5% di dati giornalieri mancanti sull intero periodo considerato (ovvero meno di 347 dati mancanti su 6940 dati attesi) e una distanza tra le stazioni regolare. 23

24 Sono così state individuate 35 stazioni termometriche. L elenco di tali stazioni suddivise per provincia viene riportato nella tabella 2.1. Nella figura 2.1 viene raffigurata la distribuzione spaziale di queste stazioni termometriche. Poiché il Veneto ha una superficie di km2, le 35 stazioni termometriche considerate comportano una copertura spaziale media di 1 stazione ogni 525 km2. Considerando il numero degli abitanti della regione ( abitanti) si stima un rapporto medio di 1 stazione termometrica ogni abitanti. Tab. 2.1: Elenco stazioni termometriche di ARPAV utilizzate per la serie

25 Fig. 2.1: Rete di stazioni agrometeorologiche ARPAV utilizzate per la serie Il Centro Meteorologico di Teolo dell Arpa Veneto In questa tesi si considerano di 35 stazioni della rete di stazioni automatiche di ARPAV. Per avere un confronto che tenga conto delle diverse aree climatiche della pianura veneta, si sono analizzati i dati di temperatura massima e minima e di umidità di 35 stazioni, 29 localizzate tra pianura e collina e 6 in montagna. Per quanto riguarda la provincia di Venezia, si sono analizzati i dati di temperatura delle stazioni di Cavallino, Chioggia, Eraclea, Mira e Portogruaro. Per la provincia di Padova, le stazioni di misura prese in considerazione sono Agna, Grantorto, Legnaro, Montagnana e Teolo. Per la provincia di Rovigo si sono osservate le stazioni Adria, Castelnuovo Bariano, Frassinelle Polesine, Pradon di Portotolle e Villadose. Per Treviso le stazioni osservate sono Farra di Soligo, Gaiarine, Roncade, Volpago del Montello e Zero Branco. Per la provincia di Vicenza le stazioni considerate sono Brendola, Lonigo, Lusiana, Malo e Rosà, per Verona le 25

26 stazioni di Castelnuovo del Garda, Grezzana, Marano di Valpolicella, Sorgà e Villafranca Veronese e per Belluno le stazioni di Agordo, Auronzo di cadore, Belluno, Tambre, e Sospirolo. 2.2 Strumentazione La misura della temperatura dell aria a 1.5 m dal suolo I dati giornalieri di temperatura massima e minima giornaliera erano derivati da rilevazioni effettuate manualmente da un operatore alle ore 9 a.m. (solari o legali a seconda dell orario in vigore) mediante lettura di un termometro a massima e minima (uniti o separati, a volte denominati, nei bollettini meteorologici, termometri Six ), o più raramente di un termografo registratore e mediante trascrizione del dato, generalmente arrotondato al C intero, su un foglio di rilevazione. Le letture eseguite ai termometri venivano assegnate al giorno stesso dell osservazione. Conseguentemente, a meno di situazioni meteorologiche particolari con improvvise avvezione di aria fredda o calda, si può ritenere che la temperatura minima si sia verificata nel giorno di lettura mentre la massima si sia verificata nel giorno precedente la lettura. La temperatura media giornaliera del giorno i è data dalla relazione (Tmax i +Tmin i )/2. L escursione termica giornaliera è data dalla relazione (Tmax i -Tmin i ) ed ha sempre segno positivo Gli strumenti di misura della temperatura dell aria Erano in uso, nelle stazioni denominate termometriche, dei termometri a massima e minima detti anche termometri Six (dal nome dell inventore, il fisico inglese James Six ). Sono costituiti da un tubo capillare di vetro sagomato ad U con un bulbo alla sommità di ciascuna delle due estremità. Il bulbo alla sommità della scala del minimo, generalmente più grande, contiene alcool mentre l altro generalmente è sotto vuoto (o contiene vapori di alcool a bassa pressione). Nella parte centrale del capillare è invece presente una colonnina di mercurio che è spinta lungo il capillare a seconda della dilatazione o contrazione dell alcool. Quindi l alcool funge da liquido termometrico mentre il mercurio indica la temperatura su ambedue le scale termometriche di massima e di minima tracciate ai due lati del capillare. Due indicatori costituiti da aghi metallici con un tubicino di vetro di colore blu poggiano sulle due estremità della colonnina di mercurio e vengono sospinti verso l alto; quello di massima dalla dilatazione dell alcool l altro di minima 26

27 dalla sua contrazione segnando stabilmente nell arco di una giornata i valori estremi di temperatura riscontrati. Al momento della lettura dei valori l operatore riporta con l utilizzo di una calamita i due indicatori a contatto del mercurio. I termometri recuperati a seguito dello smantellamento delle stazioni erano dotati di scala da + 50 C a -35 C (range di misura) con errore di quantizzazione di 1 C. La qualità degli strumenti sembra essere peggiorata nel tempo con utilizzo, nelle ultime fasi, anche di strumenti non professionali. Nelle stazioni termografiche erano fino agli anni 30 presenti dei termografi a tubo di Bourdon della ditta parigina Richard, successivamente sostituiti da termografi SIAP (Società Italiana Apparecchi di Precisione) di Bologna, Figura 2.2. Il meccanismo di funzionamento di questi strumenti è basato sulla deformazione che una lamina bimetallica subisce al variare della temperatura dell aria per effetto della diversa dilatazione dei due metalli che costituiscono la lamina (in genere si accoppiano materiali a basso coefficiente di dilatazione termica con materiali ad elevato coefficiente di dilatazione). Il movimento della lamina bimetallica è amplificato da un sistema di leve con viti di regolazione e trasferito sul piano verticale da un braccetto dotato di pennino a inchiostro in grado di scrivere su un rotolo di carta diagrammale settimanale applicato ad un cilindro che viene fatto ruotare da un meccanismo ad orologeria con carica a molla. 27

28 Fig. 2.2: Termografo SIAP Fig. 2.3: Capannina termometrica 28

29 2.2.3 La stazione termometrica La stazione termometrica nella figura 2.3 era costituita da una capannina il legno di larice o di castagno verniciato in colore bianco. Le capannine recentemente in esercizio avevano base di 40x50 cm probabilmente costituita da un doppio pavimento ligneo, montanti anteriori di 55 cm di altezza e montanti posteriori di 50 cm di altezza. La ventilazione naturale della capannina era garantita da persiane fisse con 8 alettature su 3 lati, ridotte a 6 sullo sportello anteriore. Un ulteriore ampia fessura era ricavata anche tra le pareti della capannina ed il pannello ligneo continuo ad unico spiovente superiore. Sopra questo, sollevato da due distanziatori lignei dello spessore di 5 cm, era collocato il tetto costituito da una lastra ondulata di eternit. Tale cassetta era sollevata da terra mediante 4 gambe lignee pure di colore bianco. La base della capannina era a circa 1,25 m dal piano di calpestio, presumibilmente gli strumenti termometrici operavano a circa 1,50 metri dal suolo. Varie foto ed illustrazioni storiche mostrano in esercizio capannine termometriche o termo igrometriche di maggiori dimensioni con tetto a 2 spioventi e con doppia parete a persiana. Le stazioni termometriche erano installate su terreno naturale possibilmente erboso; dovendo essere effettuata una lettura quotidiana degli strumenti tali stazioni erano collocate generalmente in un cortile o in un aia molto vicine all abitazione dell osservatore. 2.3 Strumentazione del monitoraggio La misura della temperatura dell aria a 2 m dal suolo di ARPAV I dati giornalieri di temperatura massima minima e media sono derivati da misure effettuate da stazioni meteorologiche automatiche ogni 15 minuti (dato istantaneo di temperatura rilevato al 15 minuto di ciascun intervallo d acquisizione). I 4 dati rilevati ogni ora sono usati per calcolare i valori di temperatura minima, media e massima oraria; tali dati sono considerati validi solo se è presente il 75% dei dati (3 dati su 4). I 96 dati rilevati nelle 24 ore sono utilizzati per calcolare i valori di temperatura minima, media e massima giornaliera; tali dati sono considerati validi solo se è presente il 75% di questi (72 dati su 96). Si sottolinea in particolare che: 29

30 la temperatura media giornaliera è la media delle 96 misure effettuate nelle 24 ore e non la semplice semisomma degli estremi giornalieri (t.minima + t. massima)/2 l orario e la data attribuiti ai dati sono sempre riferiti all ora solare. Nella tabella 2.2 si descrivono i criteri funzionali adottati da ARPAV per le proprie stazioni. TEMPERATURA ARIA - Intervallo di acquisizione 15 minuti. - Il sensore esegue un campionamento ogni due secondi. - Allo scadere di ogni minuto la stazione acquisisce nel proprio archivio l ultimo valore istantaneo del minuto precedente registrato dallo strumento. - I valori estremi della giornata rappresentano il minimo ed il massimo fra tutti i valori istantanei di fine minuto. - Ogni 15 minuti la stazione memorizza in archivio l ultimo valore istantaneo del minuto precedente (esempio: alle ore la stazione memorizza in archivio il dato delle ore ). - L orario dei dati è sempre quello solare. MISURE SPECIALI - Temperatura Massima giornaliera, ore e minuti in cui si è verificata. - Temperatura Minima giornaliera, ore e minuti in cui si è verificata. - Temperatura Massima e Minima sono calcolate sui dati rilevati ogni minuto. CRITERI DI INSTALLAZIONE Il sensore è collocato a 2 m dal piano di calpestio. Possibilmente su terreno naturale con erba mantenuta rasata. In alcuni casi e presente un secondo sensore installato a 0,5 m dal piano di calpestio Tab. 2.2: Criteri funzionali adottati da A.R.P.A.V Centro Meteorologico di Teolo, per la misura della temperatura Costituzione dello strumento Lo strumento è costituito da: un trasduttore di temperatura; un corpo di supporto del trasduttore; una capannina in policarbonato. Il trasduttore è montato sull estremità superiore del corpo di supporto che è assemblato in modo da minimizzare la conduzione di calore dalla base d appoggio verso l elemento sensibile. 30

31 La capannina è sostanzialmente costituita da una pila di schermature a tronco di cono centralmente forate che per numero e disposizione possono agire da schermo per la radiazione lungo il supporto del trasduttore. All estremità superiore sono invece collocati tre dischi pieni, per impedire la bagnatura della parte sensibile del sensore, cosa che potrebbe indurre un anomala alterazione dei valori misurati. La base inferiore della capannina è costituita da un disco che presenta un apposito supporto (due semianelle flessibili) che fa da sede al corpo sensore e che, tramite vite di fissaggio, blocca il corpo alla schermatura. Il fissaggio del gruppo capannina/sensore al braccio di supporto al palo è ottenuto sullo stesso corpo del sensore. La capannina è realizzata in policarbonato, materiale che possiede un elevata resistenza ai raggi ultravioletti ed agli agenti atmosferici: questo materiale non polimerizza anche se esposto agli agenti atmosferici, mantenendo pressoché inalterate nel tempo le proprie caratteristiche. All estremità inferiore del corpo è fissato il connettore di collegamento al cavo segnale, del tipo ad innesto rapido con attacco di sicurezza antistrappo. L installazione del sensore: esso viene di solito montato su un palo dove possono essere installati altri sensori meteorologici, all altezza a cui si desidera avere la misura. Per questo tipo di installazione è disponibile il sistema braccio di supporto-anella (ANL100), adatto per il fissaggio a pali che presentano diametro esterno di 50 o 60mm Principio di funzionamento del sensore di temperatura L elemento sensibile che trasforma il valore della variabile temperatura in una grandezza elettrica è una resistenza a semiconduttore (termistore) che fa parte di un circuito di resistenze di precisione. Utilizzando opportuni valori di queste resistenze è possibile spostare il punto di lavoro del trasduttore in una zona ben precisa della curva resistenza - temperatura, dove la risposta è lineare. Il sensore è montato all interno di una capannina in policarbonato a ventilazione naturale che consente di proteggere l elemento sensibile dalle radiazioni dirette ed indirette, dagli agenti atmosferici, quali pioggia, grandine, ecc., ed in generale da tutte le contaminazioni dovute a presenza di polveri o sporco. 31

32 Il materiale che costituisce la capannina, e la sua geometria, sono tali da non influenzare il tempo di risposta del sensore, fattore questo ovviamente legato al raggiungimento dell equilibrio termico. Le caratteristiche tecniche dei sensori usati attualmente per il monitoraggio della temperatura sono riassunte nella tabella 2.3 e figura 2.4. Misure termometriche Termistore lineare di precisione I TERMISTORI sono dei semiconduttori. Thermistor deriva da thermally sensitive resistor in quanto la resistenza elettrica varia con la temperatura; tale relazione NON E LINEARE Vengono Linearizzati utilizzando insieme più termistori colegati tra loro ed associati a delle resistenze di valore stabilito. Fig. 2.4: Rappresentazione di termistori collegati per la misurazione della temperatura 32

33 Fig. 2.5: Stazione agrometeorologica con gruppo di sensori a 2 e 0.5 m dal suolo di velocità e direzione del vento, radiazione solare e temperatura Gli strumenti di misura attuali della temperatura dell aria I sensori termometrici in dotazione alle stazioni meteorologiche automatiche sono termistori linearizzati figura 2.4 ovvero resistenze a semiconduttore costituite da materiali ad elevato coefficiente termico positivo (PTC) o negativo (NTC), per i quali il valore della resistenza varia sensibilmente al variare della temperatura. Le caratteristiche fornite dalla ditta assemblatrice (MTX Italia S.r.l.) sono indicate nella tabella seguente

34 Tipo di sensore Principio di funzionamento Termistore lineare di precisione Variazione di resistenza Range di misura standard (- 30) (+ 50) C oppure (- 50) (+ 50) C per stazioni in alta quota Errore di quantizzazione 0,1 C Non- linearità entro 0,1 C Costante di tempo < 15 secondi (63 % della variazione) Precisione ± 0,15 C Uscita elettrica Dimensioni gruppo completo Peso Variazione di resistenza su 2 fili Altezza 275 mm - Diametro 170 mm 0,6 Kg Tab. 2.3: Caratteristiche tecniche del sensore della temperatura dell aria fornite dalla ditta assemblatrice (MTX Italia S.r.l.) Modello TAM 080 L incertezza della misura dei valori di temperatura, stimata sull intera catena metrologica, è di ± 0,52 C La stazione meteorologica Il sensore temperatura aria è installato a 2 m dal suolo, su terreno naturale costituito ove possibile da cotica erbosa periodicamente tagliata, e si trova all interno di uno schermo antiradiante in policarbonato dotato di 12 alettature che consentono la ventilazione naturale del sensore. Lo schermo è: di colore bianco di 115 mm di diametro e 160 mm di altezza del peso di 500 g con spessore anelli 2 mm Tale schermo serve ad impedire l esposizione diretta dello strumento alla radiazione solare ed alla precipitazione in modo tale che venga misurata la temperatura dell aria e non la temperatura dello strumento riscaldato dalla radiazione solare. 34

35 2.3.6 Caratteristiche capannina I sensori di temperatura aria e di umidità relativa aria sono montati all interno di una capannina in policarbonato a ventilazione naturale che consente di proteggere l elemento sensibile dalle radiazioni dirette ed indirette, dagli agenti atmosferici, quali pioggia, grandine, ecc., ed in generale da tutte le contaminazioni dovute a presenza di polveri o sporco. Il materiale che costituisce la capannina, e la sua geometria, sono tali da non influenzare il tempo di risposta del sensore, fattore questo ovviamente legato al raggiungimento dell equilibrio termico. La capannina è sostanzialmente costituita da una pila di schermature a tronco di cono centralmente forate che per numero e disposizione possono agire da schermo per la radiazione lungo il supporto del trasduttore. All estremità superiore sono invece collocati tre dischi pieni, per impedire la bagnatura della parte sensibile del sensore, cosa che potrebbe indurre un anomala alterazione dei valori misurati. La base inferiore della capannina è costituita da un disco che presenta un apposito supporto (due semianelle flessibili) che fa da sede al corpo sensore e che, tramite vite di fissaggio, blocca il corpo alla schermatura. Il fissaggio del gruppo capannina/sensore al braccio di supporto al palo è ottenuto sullo stesso corpo del sensore. La capannina è realizzata in policarbonato, materiale che possiede un elevata resistenza ai raggi ultravioletti ed agli agenti atmosferici: questo materiale non polimerizza anche se esposto agli agenti atmosferici, mantenendo pressoché inalterate nel tempo le proprie caratteristiche. Le caratteristiche principali della capannina meteorologica sono sintetizzate nella tabella 2.4 ed evidenziati nelle figure 2.6, 2.7.a e 2.7 b. Si ricorda che prima dell anno 2002 i sensori di temperatura erano alloggiati all interno di uno schermo antiradiante in alluminio di colore bianco a 5 alettature. 35

36 SCHERMO ANTIRADIANTE A VENTILAZIONE NATURALE diametro 115 mm 3 dischi interi 10 mm 160 mm 9 dischi forati 29 mm supporto sensore aste metalliche rivestite in policarbonato (n. 3 a 120 ) Fig. 2.6: Struttura della copertura del sensore sella temperatura Peso Colore Materiale Spessore dischi Diametro esterno Diametro foro interno Altezza schermo Numero dischi 500 g Bianco Policarbonato 2 mm 115 mm 29 mm 160 mm 12 (3 superiori interi e 9 inferiori forati) Tab.2.4: Caratteristiche tecniche della capannina 36

37 SCHERMO ANTIRADIANTE A VENTILAZIONE NATURALE CON SENSORE Trasduttore Corpo di supporto Cavo segnale Fig. 2.7 a: Struttura schermo antiradiante 37

38 Fig. 2.7 b Schermo antiradiante in uso prima del 2002 Fig. 2.7 c Schermo antiradiante in uso dal 2002 Particolare cura è stata posta nella scelta dei siti delle stazioni meteorologiche ricercando la rispondenza alle indicazioni riportate dal W.M.O. n. 8 Guide to meteorological instruments and methods of observation anche se con il trascorrere degli anni risulta difficile mantenere invariate le condizioni del sito. In particolare le stazioni di misura devono essere collocate in luoghi aperti, su terreno pianeggiante, lontano da edifici, alberature od ostacoli in grado di interferire con le misurazioni, in siti rappresentativi del territorio circostante, evitando installazioni su tetti o terrazzi di edifici. 2.4 Il trattamento dei dati L acquisizione il controllo e l archiviazione dei dati I processi di acquisizione-trattamento dei dati e di manutenzione-taratura sensori sono organizzati da diversi anni con sistema di gestione certificato UNI EN ISO In particolare i termometri sono tarati una volta l anno (o a seguito di ogni sostituzione), su 5 valori di temperatura, mediante confronto con strumento di precisione certificato S.I.T.. Il processo di validazione dati viene svolto ogni giorno lavorativo da un gruppo di tecnici che si avvalgono di 38

39 procedure automatiche di segnalazione dei dati aberranti o sospetti che operano sulla base dei seguenti principi generali riassunti nella tabella 2.5. I sensori delle stazioni sono costituiti da apparati elettronici o elettromeccanici e sono programmati per acquisire i dati secondo le indicazioni della World Meteorological Organization. Questi dati risultano così standardizzati e possono essere utilizzati per costruire delle serie storiche da utilizzare per confrontare i dati negli anni anche di stazioni lontane. Per il funzionamento della stazione sono necessari, inoltre, un apparato di alimentazione e un apparato di trasmissione. Il primo è costituito da accumulatori e alimentatore-trasformatore il secondo è costituito da un modem e da una radio ricetrasmittente UHF. Sono state eseguite procedure standard per il controllo e la verifica dei dati acquisiti, nonchè per l archiviazione definitiva dei dati stessi. L acquisizione, la pre-elaborazione e la memorizzazione dei dati provenienti da ogni sensore avvengono ogni due secondi tramite un apparato elettronico e, a seconda del tipo di parametro misurato, vengono eseguite delle operazioni di calcolo del dato (la media del parametro nel tempo, la somma, il dato istantaneo, ecc.). Allo scadere di ogni minuto la stazione acquisisce l ultimo valore istantaneo del minuto precedente registrato dall interfaccia. I valori estremi della giornata rappresentano il minimo e il massimo fra tutti i valori istantanei di fine minuto. Ogni 15 minuti la stazione memorizza in archivio l ultimo valore istantaneo del minuto precedente. I dati rilevati vanno a costituire l archivio che viene memorizzato per alcuni giorni dalla stazione meteorologica e successivamente questi dati vengono trasmessi alla centrale di acquisizione via radio automaticamente a scadenze prefissate o a seguito di specifiche interrogazioni di scarico. In seguito, iniziano le fasi di controllo e di correzione dei dati acquisiti mediante procedure interne, automatiche o manuali con la messa in evidenza di eventuali difformità dei dati e/o anomalie di funzionamento. Successivamente, gli operatori ARPAV procedono ad un ulteriore controllo dei dati avvalendosi di varie tipologie di grafici sugli andamenti dei principali parametri meteorologici al fine di procedere alla invalidazione o alla conferma del dato o ancora all eventuale sua ricostruzione. 39

40 Range e formato dei dati Consistenza assoluta dei dati Consistenza relativa dei dati Consistenza temporale dei dati Consistenza spaziale dei dati I dati pervenuti devono rientrare nel range di misura dello strumento e devono rispondere ai requisiti formali (struttura dati, congruità data, presenza codici identificativi appropriati) che ne consentano l univoco riconoscimento Per ciascun mese dell anno vengono definiti dei valori di soglia (calcolando, sulla base dei dati pregressi, il 10 e il 90 percentile). Le misure non rientranti in tale range vengono segnalate come sospette I dati di variabili diverse rilavate dalla stazione devono presentare andamenti correlati (es. incremento di temperatura spesso è correlato a decremento di U.R.% o sensori collocati ad altezze dal suolo diverse devono avere andamenti congruenti). Andamenti anomali vengono segnalati come sospetti Vengono confrontati tra loro i dati di una sequenza analizzando e segnalando: persistenza dati: il dato rimane sempre uguale a se stesso per più di n. rilevazioni; confronto temporale: vengono confrontate tra loro brevi serie di dati e segnalate le variazioni superiori ad un valore prefissato; ciclicità giornaliera: vengono analizzate serie di dati giornalieri e segnalate le variazioni superiori ad un valore prefissato di escursione o l anomalie negli andamenti giornalieri Vengono confrontati tra loro misure della stessa variabile effettuate da stazioni vicine segnalando come sospette le situazioni caratterizzata da rilevanti differenze. Tab. 2.5: Le varie fasi per il controllo dei dati Ciascuna segnalazione di dati sospetti avvia un processo manuale di controllo dati. Solo il superamento dei valori di Range strumentale o il non riconoscimento della struttura formale dei dati comporta l invalidazione automatica degli stessi. 40

41 Fig. 2.8.a: Esempio di Stazione Agrometeorologica Settimanalmente si effettua un controllo dei dati avvalendosi di varie tipologie di grafici; tale analisi consente di valutare gli andamenti delle variabili meteorologiche su base plurigiornaliera al fine di evidenziare eventuali derive strumentali. Il riscontro di anomalie di funzionamento comporta l annullamento di tali dati e l attivazione di processi di controllo manutentivo della relativa stazione meteorologica. Le misure trasmesse via radio dalle stazioni meteorologiche vengono archiviate, sia prima che dopo il processo di validazione, in una banca dati relazionale operante con sistema Oracle denominata SIRAV (Sistema Informativo Regionale Ambientale del Veneto) accessibile tramite rete intranet ARPAV a tutte le strutture operative dell Agenzia. Fig. 2.8.b: Particolari di una stazione Agrometeorologica 41

42 2.4.2 Evoluzione strutturale e funzionale della rete di monitoraggio regionale La rete di stazioni meteorologiche automatiche in teletrasmissione nasceva, per volontà della Regione Veneto, alla metà degli anni 80, finalizzata al monitoraggio degli afflussi e deflussi nel Bacino del Cordevole (BL) e poi più in generale del Piave e quindi dell intera Provincia di Belluno, in quanto area idrogeologicamente più delicata della regione. L importanza delle attività del settore primario nell economia regionale e la percezione del loro impatto sull ambiente spingevano gli organi Regionali, all inizio degli anni 90, a favorire la creazione di una specifica struttura denominata Dipartimento Regionale per l Agrometeorologia, che avvalendosi di fondi nazionali e comunitari procedeva, all estensione dell azione di monitoraggio e supporto agrometeorologico all intero territorio regionale. In tale contesto soprattutto tra il 1991 ed 1993 si procedeva all installazione di una rete di stazioni agrometeorologiche in grado garantire il monitoraggio dell intero territorio Regionale con discreto dettaglio spaziale. Alla fine degli anni 90 i Servizi Meteorologici regionali venivano trasferiti dalla Regione alla neocostituita ARPAV (Agenzia Regionale per la Prevenzione e Protezione Ambientale) mantenendo inalterate le primitive funzioni ma acquisendo anche una nuova sensibilità per le problematiche dell inquinamento e igiene ambientale soprattutto per quanto attiene le relazioni tra stato del tempo atmosferico e la qualità dell aria e delle acque. Negli ultimi anni: - si concretizza un processo, avviato dalla Legge 15 Marzo 1997, n. 59, di decentramento di competenze dallo Stato alle Regioni che interessa i campi della meteorologia, climatologia, idrografia ed idrologia e che vede il trasferimento alla Regione ed in particolare all ARPAV, di personale, strumentazioni e competenze dell Ufficio Idrografico di Venezia (ente prima del Magistrato alla Acque di Venezia poi del Servizio Idrografico e Mareografico Nazionale) - a seguito della Direttiva P.C.M. del 27 febbraio 2004 viene istituito il Centro Funzionale Decentrato che è la struttura regionale deputata alla gestione delle allerte nel territorio regionale di concerto con il Dipartimento Nazionale di Protezione Civile, la Regione e le Province, tale struttura vede un pesante coinvolgimento dell ARPAV. 42

43 - L ARPAV, in un processo di razionalizzazione, istituisce al proprio interno il Dipartimento Regionale per la Sicurezza del Territorio, ente che, accorpando vari uffici in un sistema integrato, deve garantire l azione di monitoraggio e previsione in ambito meteorologico, idrologico ed idraulico, nivologico, agrometeorologico e climatologico. I passaggi sopra delineati hanno comportato effetti strutturali rilevanti sulla rete di stazioni di monitoraggio che ha subito un incremento nel numero di punti di monitoraggio (nel tentativo di garantire la copertura integrale del territorio regionale), nel numero di variabili ambientali monitorate (aggiungendo, ai classici sensori meteorologici, sensori agrometeorologici, idrometrici, piezometrici, nivometrici), nei ritmi di acquisizione ed elaborazione dati (passando da una gestione dati in tempo differito ad una gestione dati progressivamente sempre più in tempo reale) Anche grazie alle possibilità offerte da internet in tale processo evolutivo si è sempre più estrinsecato il concetto di funzionalità multiuso dei sistemi di monitoraggio. Da ultimo si fa rilevare che la rete di monitoraggio agro-idro-nivometeorologico della regione Veneto non costituisce un apparto a sé ma è parte di un complesso sistema integrato di monitoraggio, analisi e previsione che utilizza satelliti meteorologici, radar meteorologici, profilatori verticali e radiometri, informazioni modellistiche di vario tipo per supportare adeguatamente i processi decisionali di gestione del territorio anche in situazioni di emergenza L incertezza della misura dei valori di temperatura L incertezza di misura viene definita dalla norma italiana sperimentale UNI CEI ENV (Luglio 2000) Guida per il calcolo dell incertezza di misura come il valore, associato al risultato di una misurazione, che caratterizza la dispersione dei valori ragionevolmente attribuibili al misurando (ovvero alla variabile oggetto della misura). Qualsiasi misura è pertanto definita da un numero, un incertezza, un unità di misura. Per la stima dell incertezza della misura di temperatura dell aria a 2 m dal suolo, sono stati analizzati tutti i fattori che concorrono alla determinazione della misura al fine di valutare l origine di eventuali errori (fonti d incertezza) in ogni fase del processo di acquisizione del dato procedendo alla loro quantificazione. 1) Tolleranza ammessa in sede di taratura dei sensori ± 0.4 C 43

44 La taratura dei sensori viene effettuata almeno 1 volta l anno su 5 valori di temperatura raggiunti mediante l utilizzo di un bagno termostatico effettuando un confronto tra il valore misurato dallo strumento oggetto di controllo ed il valore misurato da uno strumento campione certificato SIT avente elevate caratteristiche di precisione. Vengono utilizzati i seguenti punti di verifica +40 C; +25 C, +10 C, -5 C, -20 C La tolleranza ammessa per ciascun punto di verifica è di ± 0.4 C gli strumenti che anche in un solo punto non rispettano tale tolleranza sono eliminati. 2) Tolleranza ammessa in sede di taratura delle interfacce sensore-stazione ± 0.2 C Per interfaccia si intende l apparato elettronico e di collegamento che trasforma e trasferisce il segnale analogico (resistenza) in digitale; l interfaccia viene tarata almeno 1 volta all anno applicando tre resistenze di valore noto ( KΩ, KΩ, KΩ) e verificando il relativo valore di temperatura rilevato dalla stazione meteorologica (-24.0 C, 0.0 C, C) La tolleranza ammessa per ciascun punto di verifica è di ± 0.2 C Le resistenze campione sono a loro volta tarate mediante l impiego di un multimetro di precisione certificato SIT. 3) Errore di quantizzazione (digit) 0.1 C Essendo i dati di temperatura archiviati con la risoluzione del decimo di C si commette un errore di arrotondamento dell ordine di ± 0.05 C Non sono considerate, in quanto di effetto irrilevante, le tolleranze del termometro campione (± 0.01 C) e del multimetro di precisione (±0.1Ω). Le suddette componenti dell incertezza possono, in base alla norma UNI CEI ENV 13005, essere definite di categoria B (ovvero non derivano dall analisi di una serie di osservazioni ripetute ma sono ricavate da dati già esistenti). L incertezza u i (scarto tipo) di ciascuna fonte di categoria B viene calcolata con la seguente relazione: ui= X max X min 2* 3 Dove (Xmax - X min) è l intervallo di tolleranza (es. ( )= 0.8) 44

45 ± 0,4 u 1 = = 0, * 3 ± 0,2 u 2 = = 0,1154 2* 3 ± 0,05 u 3 = = 0,0288 2* 3 Incertezza composta è data dalla relazione: u2 u3 u C = u + = 0,259 Incertezza estesa con grado di confidenza del 95% U = 2 u c = L incertezza della misura dei valori di temperatura, stimata sull intera catena metrologica, è di ± 0,52 C. L analisi delle serie storiche deve essere fondata su metodi statistici rigorosi. Prima di fare questo, però, è indispensabile procedere alla verifica di consistenza (correttezza) dei dati disponibili, in mancanza della quale le serie dati non sono in grado di fornire informazioni utili per la ricostruzione del clima o addirittura generano valutazioni inesatte. Le serie di dati meteorologici, infatti, possono contenere disomogeneità ed errori dello stesso ordine di grandezza, o talora addirittura maggiori, dei segnali a lungo termine che le analisi si propongono di evidenziare. Inoltre esse possono essere incomplete (quando, ad esempio, mancano valori in modo casuale nel corso del tempo) o discontinue (quando per periodi prolungati il dato è mancante). I dati vanno sottoposti a controlli nel corso dei quali ad ogni dato controllato va associata una etichetta di validità del tipo: 0 = dato in attesa di validazione; 1= dato validato; 2 = dato sospetto; 3 = dato errato. Ultimati i controlli di consistenza potrebbe risultare necessario procedere alla ricostruzione dei dati errati (ed eventualmente di quelli sospetti) in vista delle elaborazioni successive. All interno delle serie giornaliere pluriennali di dati di temperatura, possono essere presenti sparsi casualmente piccoli intervalli di dati mancanti; infatti, nel corso degli anni di attività di una rete di stazioni di misura, possono accadere dei malfunzionamenti sia agli strumenti (in questo caso, termometri) sia ai loro sistemi di trasmissione. In tali circostanze possono trascorrere ore o giorni prima che il personale tecnico completi un intervento di riparazione. 45

46 Il tempo in cui lo strumento non funziona si risolve in perdita di valori di temperatura registrati. La ricostruzione dei dati mancanti o errati diviene quindi un passaggio necessario per le analisi climatologiche basate su serie storiche. Per il presente lavoro i dati mancanti relativi a qualche giorno sono stati sostituiti da quelli di altre stazioni vicine aventi caratteristiche climatiche simili. 46

47 2.5 Ondata di calore Indice di Scharlau Scharlau ha definito sperimentalmente, in assenza di vento, le temperature limite dell aria, in relazione all umidità atmosferica, oltre le quali l organismo di un uomo medio e sano accusa disagio. Tali valori, tracciati su un diagramma cartesiano, definiscono una curva, detta di Scharlau. I parametri meteorologici presi in considerazione sono quindi: 1) l umidità relativa (in %); 2) la temperatura dell aria (in gradi C). A quest autore si deve la realizzazione di due tabelle specifiche, una valida per il disagio climatico invernale e l altra per il disagio climatico estivo. Attraverso la combinazione dei due parametri meteorologici considerati, tali tabelle consentono di determinare l esistenza o meno di un disagio fisiologico. Osservando la tabella seguente, tabella 2.6, si osserva che il disagio fisico da caldo inizia ad essere significativo anche a 18/20 in condizioni di umidità relativa dell aria di 90/80%. Tab. 2.6: Valori limite di umidità e di temperatura oltre i quali inizia il disagio fisico 47

48 2.5.2 Definizioni Il termine ondata di calore (dall ingleseheat-wave) indica un periodo prolungato di condizioni meteorologiche estreme che si possono verificare durante il periodo estivo, caratterizzate da temperature elevate, al di sopra dei valori usuali (medie pluriennali), ed in alcuni casi accompagnate da alti tassi di umidità relativa, che possono durare giorni o settimane. Tali caratteristiche devono essere definite in relazione alle condizioni climatiche di una specifica area e quindi non è possibile definire una temperatura soglia, valida per tutte le latitudini. Oltre ai valori di temperatura e di umidità relativa, le ondate di calore possono essere definite dalla loro durata. E' stato infatti dimostrato che periodi prolungati di condizioni meteorologiche estreme hanno un impatto sulla salute maggiore rispetto al caldo che dura qualche giorno. In diversi paesi, quindi, si usano definizioni basate sull identificazione di un livello soglia di temperatura e di durata. Il D.M. del 26/05/2004 è stato emanato allo scopo di fornire strumenti alle Autorità Locali atti a preparare Piani di Sorveglianza e di Intervento per prevenire e contrastare danni alla salute della popolazione anziana causati da onde di calore. Dalla bozza di linee guida del 1 luglio 2004, redatta per preparare i piani di sorveglianza a risposta verso gli effetti sulla salute di ondate di calore anomalo e preparata da un gruppo di lavoro istituito dal Ministro della Salute, emerge che l'organizzazione Mondiale della Meteorologia - WMO, World Meteorological Organization, non ha formulato una definizione standard di ondata di calore e, in diversi paesi, la definizione si basa sul superamento di valori soglia di temperatura definiti attraverso l'identificazione dei valori più alti osservati nella serie storica dei dati registrati in una specifica area. Questi valori soglia di temperatura vengono individuati attraverso il 10% (90 percentile) o il 5% (95 percentile) dei valori più alti osservati nella serie storica dei dati registrati in una specifica area. La serie storica però deve contenere dati di almeno un trentennio. La bozza delle linee guida precisa che esistono alcune definizioni di ondata di calore: Secondo l Organizzazione meteorologica mondiale, si tratta di «un riscaldamento importante dell aria per un periodo caratterizzato da temperature elevate o di un arrivo di anomale onde d aria calda». Secondo i meteorologi francesi, la definizione è quella di «un periodo di 5 giorni con temperature massime superiori ai 30 C» 48

49 Gli americani parlano di «almeno tre giorni consecutivi oltre i 32 C». In Inghilterra, si definisce ondata di calore un periodo nel quale c è «un aumento di almeno 4 C rispetto alla media trentennale in quel luogo e mese dell anno». In Olanda, si tratta di «un periodo caratterizzato da una temperatura minima di almeno 25 C per cinque giorni consecutivi e massima di 30 C per tre giorni consecutivi». Il Ministero della Salute, Dipartimento della Prevenzione e Comunicazione, Direzione Generale Prevenzione Sanitaria, dall esame dell estate 2003 nel nostro Paese si è osservato come l onda di calore patologica per la salute umana fosse un periodo di almeno tre giorni con temperatura massima dell aria superiore a 30 C. Da uno studio condotto da un gruppo di lavoro dell Accademia Georgofili team (Michele Conte et al. 1994), che riguardava le ondate di calore, desunse che nel periodo erano possibili 2 tipologie di onde di calore, una di breve durata (fino a 5 giorni) con temperature oltre la media normale mensile tra i 7 e i 15 C, l altra di più lunga durata (più di 10 giorni) con temperature oltre i 5 C dalla norma. Queste definizioni hanno in comune come riferimento dei valori soglia, ma secondo la definizione inglese o quella del gruppo di lavoro dell Accademia Georgofili team le ondate di calore potrebbero verificarsi anche durante il periodo invernale. Infatti l alta pressione africana può espandersi verso l Europa meridionale e centrale anche durante la stagione fredda come si è verificato quest anno e in alcuni inverni passati, con lo zero termico che può raggiungere una quota pari o ben oltre i 3000 m slm. Gli effetti di questa irruzione di aria calda in genere si possono avvertire maggiormente in montagna mentre in pianura sono più attenuati a causa della persistenza della nebbia e dell inversione termica. 49

50 2.5.3 Configurazioni sinottiche Negli ultimi 19 anni si verificano in Veneto alcuni periodi caratterizzati dall espansione dell anticiclone africano verso l Europa. Questa configurazione si verifica allorquando in pieno oceano Atlantico nell'emisfero boreale una saccatura di aria fredda scende verso le basse latitudini. Questa area di bassa pressione, in risposta alla discesa fredda, alimenta nel suo bordo orientale la risalita di aria calda, favorita anche dall espansione di un area di alta pressione dalle latitudini subtropicali verso l Europa. Le correnti tendono a disporsi da sud/sud-ovest favorendo un graduale e costante aumento dei valori di temperatura sia minimi che massimi verso nord. Questa rapida avvezione di aria calda diventa onda di calore per l Europa. Le mappe della circolazione in quota e nei bassi strati (rispettivamente a 5000m a 1500m) visualizzate nelle figure 2.9, 2.10, 2.11 e 2.12 descrivono le configurazioni favorevoli all avvezione di aria calda dal continente africano verso l Italia settentrionale. Un ondata di calore per essere tale e durare alcuni giorni deve essere accompagnata da un flusso di correnti meridionali provenienti dalle zone africane che inizialmente partono asciutte ma che via via si umidificano quando scorrono sul mare Mediterraneo. 50

51 T C Fig. 2.9: CARTA SINOTTICA A CIRCA 1500 M S.L.M. DEL 19 GIUGNO Valori termici registrati a circa 1500 m slm Fonte: Nella cartina sono rappresentate le isoterme (linee che uniscono i punti alla stessa temperatura) a valori di pressione atmosferica di 850 millibar che corrisponde ad una quota di circa 1500 m slm. I numeri in evidenza lungo le linee rappresentano la temperatura media giornaliera a quel valore di pressione atmosferica (850 hpascal). Osservando la cartina si nota che la isoterma di 20 C arriva a sfiorare la regione Veneto. A livello del suolo la temperatura media giornaliera corrispondente è di circa 30 C. Il colore che va dal fucsia al rosso chiaro indica la dimensione della massa di aria calda che tende a salire verso l Europa. 51

52 Valori di quota in dam Fig. 2.10: CARTA SINOTTICA A CIRCA 5000 M S.L.M. DEL 19 GIUGNO Valori di pressione atmosferica al livello suolo e a circa 5000 m slm Fonte: Nella cartina le linee colorate rappresentano il geopotenziale al livello di isopressione di 500 hpascal la quota dal livello del mare che raggiunge il valore di pressione di 500 hp. Le linee bianche rappresentano le isobare (linee che misurano gli stessi valori di pressione) misurate al livello del suolo. I numeri presenti lungo le isobare indicano il valore di pressione al suolo. (H = alta pressione,t = campo di bassa pressione). Osservando la cartina si nota che è presente in Italia un campo di alta pressione e che il valore di pressione al suolo per il Veneto è vicino a 1020 millibar valore relativamente alto. In quota è presente un promontorio di alta pressione di matrice africana che coinvolge l area del mediterraneo fino all Europa centro-orientale. Più elevata è la quota dal livello del mare che misura lo stesso geopotenziale, maggiore è il valore di pressione ad una quota prefissata(condizioni di alta pressione). 52

53 T T C Fig. 2.11: CARTA SINOTTICA A CIRCA 1500 M S.L.M. DEL 17 LUGLIO Valori termici registrati a circa 1500m Fonte: Nella cartina sono rappresentate le isoterme (linee che uniscono i punti alla stessa temperatura) a valori di pressione atmosferica di 850 millibar che corrisponde ad una quota di circa 1500 m slm. I numeri in evidenza lungo le linee rappresentano la temperatura media giornaliera a quel valore di pressione atmosferica (850 hpascal). Osservando la cartina si nota che la isoterma di 20 C interessa la regione Veneto. A livello del suolo la temperatura media giornaliera corrispondente è di circa 30 C. Il colore che va dal fucsia al rosso chiaro indica la dimensione della massa di aria calda che tende a salire verso l Europa. 53

54 Valori di quota in dam Fig.2.12:f CARTA SINOTTICA A CIRCA 5000 M S.L.M. DEL 17 LUGLIO Valori di Pressione atmosferica al livello del suolo e a circa 5000 m slm Fonte: Nella cartina le linee colorate rappresentano il geopotenziale, il livello di isopressione di 500 hpascal ovvero la quota dal livello del mare che raggiunge il valore di pressione di 500 hpascal. Le linee di confine tra due colori diversi rappresentano la quota dal livello del mare in cui si misura lo stesso geopotenziale (isoipse). Le linee bianche rappresentano le isobare (linee che misurano gli stessi valori di pressione) misurate al livello del suolo. I numeri presenti lungo le isobare indicano il valore di pressione al suolo. (H = alta pressione,t = campo di bassa pressione). Osservando la cartina si nota che è presente in Italia un campo di alta pressione e che il valore di pressione al suolo per il Veneto è vicino a 1015 millibar valore relativamente alto. In quota è presente un promontorio di alta pressione di matrice africana che coinvolge l area del mediterraneo fino all Europa settentrionale. Si nota che appena ad ovest è presenta una saccatura atlantica in avvicinamento. Siamo nelle fasi finali di un ondata di caldo. Più elevata è la quota dal livello del mare che misura lo stesso geopotenziale, maggiore è il valore di pressione ad una quota prefissata(condizioni di alta pressione). 54

55 CAPITOLO 3 RISULTATI E DISCUSSIONE Un parametro meteorologico che definisce l importanza dell ondata di calore, e di conseguenza il livello di disagio che essa può provocare, è la quantità di umidità presente nell atmosfera. Considerando che l umidità minima giornaliera è correlata all escursione termica giornaliera, il contenuto di vapore nell aria può pertanto essere stimato considerando l escursione termica giornaliera. D estate in condizioni di elevata umidità e di temperatura, in particolare quando si presenta la configurazione sinottica caratteristica per la realizzazione delle ondate di calore, la temperatura minima difficilmente scende al di sotto del valore di 18/20 C. Prendendo atto che l umidità notturna in condizioni di calma di vento è quasi sempre prossima alla saturazione (oltre 80/90%), nel caso in cui si registrino temperature minime oltre i 18/20 C il livello di disagio risulta sempre significativo (Scharlau). In situazioni di temperature elevate e di alta umidità relativa dell aria le escursioni termiche si riducono, mantenendo quindi elevati i valori termici notturni. La tabella 3.1 indica i valori dell'indice di correlazione di Pearson calcolato tra il valore delle escursioni termiche giornaliere annue e il valore di umidità relativa giornaliera annua dell aria. L indice di correlazione è calcolato per le stazioni venete considerate nella presente indagine. Dai valori ottenuti si ricava che tra i due parametri esiste una correlazione significativa e inversa nella maggior parte dei casi. Fanno eccezione due stazioni di montagna, la stazione di Tambre e la stazione di Lusiana, nelle quali questa correlazione non esiste a causa della particolare conformazione del territorio. Entrambe le località a causa della particolare posizione nella quale sono situate (lungo una scarpata aperta) risentono parzialmente del riscaldamento diurno o del raffreddamento notturno dell effetto provocato dal suolo (riscaldamento o raffreddamento per irraggiamento), ma avvertono maggiormente l effetto causato dalla circolazione della libera atmosfera (effetto versante figura 3.1.a e figura 3.1.b: Tambre e Lusiana); quindi l andamento dell aumento e della diminuzione della temperatura giornaliera possono avere un andamento indipendente dalla variazione di umidità giornaliera dell aria. 55

56 N. Stazioni Coefficiente correlazione Prov. 1 Cavallino VE 2 Chioggia VE 3 Eraclea VE 4 Mira VE 5 Portogruaro VE 6 Agna PD 7 Grantorto PD 8 Legnaro PD 9 Montagnana PD 10 Teolo PD 11 Adria Bellombra RO 12 Castelnovo Bariano RO 13 Frassinelle Polesine RO 14 PortoTolle RO 15 Villadose RO 16 Farra di Soligo TV 17 Gaiarine TV 18 Roncade TV 19 Volpago del Montello TV 20 Zero Branco TV 21 Brendola VI 22 Lonigo VI 23 Lusitana VI 24 Malo VI 25 Rosà VI 26 Castenuovo del Garda VR 27 Grezzana VR 28 Marano di Valpolicella VR 29 Sorgà VR 30 Villafranca veronese VR 31 Agordo BL 32 Auronzo BL 33 Belluno BL 34 Col Indes Tambre BL 35 Sospirolo BL Tab. 3.1: Correlazione tra umidità minima giornaliera ed escursione termica giornaliera (dati medi 19 anni). 56

57 Fig. 3.1.a: Foto aerea di Tambre (Cansiglio) (Bl) Fig. 3.1.b: Foto aerea di Lusiana (VI) Nel presente studio si definisce l ondata di calore allorquando si verificano le seguenti condizioni: temperature massime uguali o maggiori a 30 e temperature minime uguali o maggiori a 20 C, per almeno tre giorni consecutivi. Queste condizioni si realizzano quando avviene un espansione verso l Europa di un campo di alta pressione di origine sub-tropicale. L arrivo di quest area anticiclonica determina in tutta la pianura temperature massime ben oltre i 30 C e, a causa dell aria molto umida, le temperature minime si mantengono oltre i 18/20 C. Questi valori termici, associati a elevati valori di umidità, provocano uno stato di disagio all organismo per gran parte della giornata. Tuttavia il caldo estivo in Veneto, in particolare durante le irruzioni di aria calda africana si manifesta in modo diverso in relazione alle condizioni morfologiche locali, quali la presenza del mare, di laghi, della collina ecc. Le tabelle 3.1 e 3.2 evidenziano, per ogni stazione, dei valori medi: nella terza, quarta e quinta colonna il numero medio annuo di giorni in cui si registrano valori uguali e superiori alle soglie termiche indicate nella prima riga. Nella sesta colonna si indica il numero medio annuo di ondate di calore calcolato considerando il periodo di riferimento Questi dati sono rappresentati graficamente nelle cartine dalla figura 3.2 alla figura

58 N. N. giorni N. giorni N. giorni N. ondate Nome stazione stazione Tmin 18 C Tmax 30 C Tmin 18 e Tmax e 30 C calore 1 Cavallino (Treporti) Chioggia (Sant'Anna) Eraclea Mira Portogruaro Lison Agna Grantorto Legnaro Montagnana Teolo Adria Bellombra Castelnuovo Bariano Frassinelle Polesine Pradon Porto Tolle Villadose Farra di Soligo Gaiarine Roncade Volpago Montello Zero Branco Brendola Lonigo Lusiana Malo Rosa' Castelnuovo G Grezzana Marano di Valpolic Sorga' Villafranca Veronese Agordo Auronzo Belluno Col Indes (Tambre) Sospirolo Media 29 stazioni di pianura Tab. 3.1: Numero di giorni medio annuo storico (periodo ) con temperature maggiori o uguali a 18 C, maggiori o uguale a 30 C, contemporaneamente maggiori o uguali a 18 e a 30 C e numero di ondate di calore medio annuo storico (almeno 3 giorni consecutivi) di temperature minime maggiori o uguali a 18 C e di temperature massime maggiori o uguali a 30 C. 58

59 N. N. giorni N. giorni N. giorni N. ondate Nome stazione stazione Tmin 20 C Tmax 30 C Tmin 20 e Tmax e 30 C calore 1 Cavallino (Treporti) Chioggia (Sant'Anna) Eraclea Mira Portogruaro Lison Agna Grantorto Legnaro Montagnana Teolo Adria Bellombra Castelnuovo Bariano Frassinelle Polesine Pradon Porto Tolle Villadose Farra di Soligo Gaiarine Roncade Volpago del Montello Zero Branco Brendola Lonigo Lusiana Malo Rosa' Castelnuovo G Grezzana Marano di Valpolic Sorga' Villafranca Veronese Agordo Auronzo Belluno Col Indes (Tambre) Sospirolo media 29 stazioni di pianura Tab 3.2: Numero di giorni medio annuo storico (periodo ) con temperature maggiori o uguali a 20 C, maggiori o uguale a 30 C, contemporaneamente maggiori o uguali a 20 e 30 C e numero di ondate di calore medio annuo storico con almeno 3 giorni consecutivi di temperature minime maggiori o uguali a 20 C e di temperature massime e maggiori o uguali a 30 C. 59

60 Dalle figure 3.2 alla 3.7 si raffigurano le zone più calde e meno calde. Se si considera per le minime la soglia di temperatura di 18 fig. 3.2, si osserva che il numero medio di giorni all anno con oltre questa soglia è maggiore nella parte costiera e nella pianura centro occidentale compresa l area collinare del padovano, vicentino. Invece, l area attorno al lago di Garda e soprattutto in montagna fino nel fondovalle si misurano i valori minori. Se si considera invece la soglia di 20 fig. 3.3, l area più calda si restringe essendo più circoscritta attorno alla costa e nella pianura occidentale. Fig. 3.2: Rappresentazione del numero di giorni medio annuo (periodo ) con temperature minime a 18 C. Fig. 3.3: Rappresentazione del numero di giorni medio annuo (periodo ) con temperature minime a 20 C. 60

61 Se si esaminano le temperature massime considerando come soglia il valore di 30 C, fig. 3.4, si osserva che le zone più calde risultano principalmente la pianura meridionale con una media annua di circa 60 giorni di superamento a seguire la pianura centro occidentale. Queste zone infatti sono le più lontane dai bacini idrografici come il lago di Garda e il mare e risentono maggiormente del forte riscaldamento diurno. Invece, la pianura settentrionale, che risulta molto vicina alla catena alpina, risente maggiormente durante il periodo estivo del calo pressorio; anche se questo è molto contenuto si possono formare con una certa frequenza dei temporali termo convettivi, che in alcune giornate possono essere anche di forte intensità. Pertanto in queste zone si possono misurare valori massimi più bassi e quindi il numero medio annuo di giorni oltre i 30 C risulta più basso e compreso tra 35 e 40. Tuttavia, come risulta dalla figura 3.4, la parte più fresca è la costa, risultando l influenza del mare molto significativa a ridurre le temperature massime, e ancor di più la montagna. Fig. 3.4: Rappresentazione del numero di giorni medio annuo (periodo ) con temperature massime a 30 C. Se si esamina la frequenza media annua con temperature che superano i 18 C di minima e i 30 di massima fig.3.5, l area più fresca risulta la montagna, la costa, la pianura settentrionale e l area attorno al lago di Garda con un numero di giorni di superamento inferiore a 20. La pianura occidentale, compresa l area collinare del padovano e del vicentino, presenta il maggior numero di giorni di superamento. 61

62 Fig. 3. 5: Rappresentazione del numero di giorni medio annuo (periodo ) con temperature minime a 18 C e temperature massime a 30 C. Per quanto riguarda la soglia di 20 di minima e 30 C di massima, fig.3.6, in questo caso è la parte costiera e la pianura occidentale compresa l area collinare a presentare con maggior ripetitività le temperature più elevate. La pianura meridionale essendo l area più continentale fa registrare valori minimi oltre i 20 C per pochi giorni all anno tra 4 e 10 giorni figura 3.3, anche se fa riportare valori massimi sensibilmente al di sopra i 30 C per molti più giorni, mentre nella pianura settentrionale la presenza dei temporali estivi determina in estate valori minimi spesso sotto i 20 C e valori massimi sotto i 30 C, risultando meno calda delle altre zone circostanti. I temporali che si possono formare in queste aree possono essere di tipo prefrontale in seguito all arrivo di aria più fresca o essere di tipo orografico che si verificano quando l'aria umida viene sospinta a ridosso dei rilievi dai venti dominanti, quindi la massa d'aria è costretta a sollevarsi fino a liberare la propria instabilità a seguito della condensazione. 62

63 Fig. 3.6: Rappresentazione del numero di giorni medio annuo (periodo ) con temperature minime a 20 C e temperature massime a 30 C Le figure che rappresentano le ondate di calore sono quelle che indicano le aree in cui il disagio può arrivare a livelli alti in caso di irruzioni estive di aria calda. Nella fig. 3.7 che rappresenta il numero medio di ondate di calore definite da un periodo di almeno 3 giorni caratterizzato da temperature minime uguali o maggiori a 18 e da temperature massime uguali o maggiori a 30 C, si osserva che la frequenza delle ondate aumenta mano a mano ci si allontana dalla costa verso la pianura interna passando da una media di 2 ondate calcolate nel litorale alle 4/5 ondate computate nella pianura centro occidentale. Si vede, inoltre, che il numero di ondate si riduce approssimandosi alla montagna e verso il lago di Garda, in quanto queste zone godono di un clima più fresco principalmente a causa di un minor numero di giorni con di temperature oltre i 30. Fig. 3.7: Rappresentazione del numero di onde di calore medio annuo (periodo ) con almeno 3 giorni consecutivi di temperature minime a 18 C e di temperature massime a 30 C. 63