Il ruolo del clima nel rischio desertificazione della Sicilia*

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1 Bollettino Accademia Gioenia Sci. Nat. Full paper Vol. 43 N. 372 pp Catania 2010 ISSN Il ruolo del clima nel rischio desertificazione della Sicilia* FRANCESCA M. D EMANUELE1, VINCENZO PICCIONE2, CONCETTA SCALIA2, VINCENZO VENEZIANO3 1 Dottore in Scienze Naturali - Università degli Studi di Catania - Italy Laboratorio di Cartografia, Dipartimento di Botanica, Università di Catania via A. Longo, Catania Italy. v.piccione@unict.it 3 Dottorando in Biologia ed Ecologia Vegetale in Ambiente Mediterraneo Università degli Studi di Catania - Italy 2 RIASSUNTO Gli AA. analizzano il ruolo del clima nel rischio desertificazione in Sicilia attraverso il protocollo Medalus, che consente di elaborare la Carta delle Aree Sensibili alla Desertificazione di un territorio. Viene analizzata la Qualità del Clima (CQI), data dalle componenti precipitazioni, arido-umidità ed esposizione dei versanti, mettendo a confronto due trentenni ( e ) e, successivamente, per ambedue i trentenni, vengono comparate le CQI ottenute su base media con quelle su base mediana, per analizzarne le risposte. Emerge una non confrontabilità dei risultati e, nel caso specifico del trentennio , si riscontra come tre valori medi annui incidano in modo sostanziale nella distribuzione percentuale del territorio fra le tre classi di Qualità del Clima. Parole chiave: Desertificazione, Medalus, ESAs, Qualità Climatica, media, mediana, Sicilia. SUMMARY Climate role in the Sicily desertification risk The authors analyze the climate role into the desertification risk in Sicily. The protocol applied is Medalus, also known as ESAs (Environmental Sensitive Areas), that allows to carry out the Map of the Desertification Sensitive Areas of a territory (Kosmas et al., 1999). The paper is splitted in two parts: it s analyzed the Climatical Quality (CQI), done by components precipitations, aridity-humidity, slopes exposition, by the comparison of two periods of thirty years ( e ) and, subsequently, for both periods, the CQI values obtained on mean base are compared with those obtained on median base, with the aim to analyze the results. It comes out a non-comparability of the results and, in the specific case of the period, how three annual mean values significantly affect the territory percentage distribution between the three Climate Quality classes. Key words: Desertification, Medalus, ESAs, Climate Quality, Mean, Median, Sicily *Nota presentata dal Socio Prof. G. Furnari nell adunanza del 29/04/2009. Lavoro eseguito con il contributo Fondo d Ateneo (ex 60%) dell Università di Catania.

2 FP15 INTRODUZIONE La Sicilia è caratterizzata da un clima tipicamente mediterraneo, con un regime pluviometrico irregolare ed estati caldo-asciutte che contribuiscono a rendere fragili, da un punto di vista ecologico, quegli ambienti già provati da eccessivi emungimenti delle risorse idriche e che richiedono politiche gestionali di sostenibilità ambientale appropriate per la salvaguardia e la conservazione dei suoli. Il presente lavoro è un contributo all analisi dell incidenza dei fattori climatici sul rischio desertificazione in Sicilia; in particolare, gli AA. hanno inteso analizzare il ruolo giocato dal clima, distinto nei fattori predisponenti il rischio desertificazione. Il lavoro è suddiviso in due momenti. In una prima fase viene analizzato l indice di Qualità del Clima, calcolato secondo la metodologia Medalus (Kosmas et al., 1999), mettendo a confronto due trentenni ( e ) e facendo riferimento a dati termoudometrici calcolati su base media. Nella seconda fase vengono messi a confronto i risultati dei rispettivi trentenni, ottenuti su base media, con quelli calcolati su base mediana. MATERIALI E METODI Gli AA. hanno interrogato la Banca Dati Georiferiti (BD-GeoRiD) del Rischio Desertificazione del Laboratorio di Cartografia del Dipartimento di Botanica dell Università degli Studi di Catania. I dati termoudometrici processati, desunti dal data base di 312 stazioni meteorologiche (fig. 1), di cui 111 termometriche (fig. 2), relativi all ottantennio , implementato negli anni dal summenzionato Laboratorio di Cartografia e restituiti attraverso vari contributi sia dei dati base (Duro et al., 1996) sia processati ai fini della caratterizzazione dell arido umidità (Duro et al., 1997, 2007a et b). Per essere confrontabili con altri studi sulle aree sensibili alla desertificazione (BARBERA et al., 2005; BELLOTTI et al., 2005; CARNEMOLLA et al., 2001; FERRARA et al., 2005; GIORDANO et al., 2002; MONTANARELLA, 2001; MOTRONI et al., 2004; PICCIONE et al., 2009), realizzati a scala regionale, sono stati utilizzati i trentenni e Gli AA. hanno adottato la metodologia Medalus, secondo la quale i processi di desertificazione vengono ricondotti a quattro tematismi: suolo, clima, vegetazione e gestione del territorio; rispettivamente Qualità del Suolo (Soil Quality Index - SQI), Qualità del Clima (Climate Quality Index - CQI), Qualità della Vegetazione (Vegetation Quality Index - VQI), Qualità di Gestione del Territorio (Management Quality Index - MQI) (Kosmas et al., 1999). I primi tre indici restituiscono un quadro dello stato delle condizioni ambientali, il quarto calcola la pressione esercitata dalle attività produttive agricole e le azioni mitigative da tutela ambientale. Tramite GIS, e sulla base di algoritmi che interpretano i dati e georefenziano le informazioni

3 FP16 acquisite, si ottiene la carta delle ESAs (Environmental Sensitive Areas to Desertification) ovvero la Carta delle Aree Sensibili alla Desertificazione. L ESAs suddivide le aree a rischio desertificazione in tre macroclassi: ESAs critiche - aree in stato di degrado avanzato, con elevata erosione, che rappresentano una minaccia all ambiente delle aree circostanti; ESAs fragili - aree dove qualsiasi cambiamento del delicato equilibrio delle attività naturali o umane può far aumentare il rischio desertificazione; ESAs potenziali - aree potenzialmente a rischio in cui è necessaria una politica di pianificazione precisa e concreta. Gli AA., per verificare la risposta delle variazioni climatiche, specie per quanto attiene la siccità meteorologica ed idrologica, hanno messo a confronto i dati climatici (precipitazioni e arido-umidità) attinenti a due trentenni dell ottantennio di riferimento, distinti in I Periodo ( ) e II Periodo ( ). Gli andamenti annuali delle temperature medie e delle precipitazioni dell ottantennio della Sicilia sono restituiti dalle figg Le rette di correlazione evidenziano il trend negativo delle precipitazioni della regione che, nell arco di 80 anni, sono diminuite di circa 200 mm e l incremento di oltre 1 C delle temperature medie regionali. In fig. 5 è restituito l andamento annuale dell arido-umidità media regionale, secondo Bagnouls e Gaussen (Duro et al., 2007b); 32 anni si attestano nella classe arido, 28 nel semiarido e 8 nel secco. L esposizione dei versanti, che concorre alla costruzione della Carta della Qualità del Clima (CQI) e che influenza il microclima attraverso l angolo e la durata di incidenza dei raggi solari sulla superficie del suolo è unico per i due periodi. RISULTATI Secondo il protocollo Medalus, incrociando i layer delle tre componenti climatiche (fig. 6), si ottengono le CQI relative al I Periodo ( ) e al II Periodo ( ). Le suddette carte suddividono le aree a rischio desertificazione, su base climatica, in tre classi di Qualità (alta, media e bassa). Il raffronto delle due carte (figg. 7-8) conferma il trend negativo che si evince dalla seguente tabella su dati termoudometrici medi:

4 FP17 Qualità I Periodo II Periodo Scarto Alta 21% 15% -6% Media 60% 57% -3% Bassa 19% 28% +9% La stessa procedura è stata adottata per ottenere le CQI del I e II periodo sostituendo i dati di pioggia mensili medi con i rispettivi mediani. In fig. 9 sono restituiti gli strati tematici che concorrono, secondo il protocollo Medalus, a definire la Qualità del Clima muovendo da dati mediani, e in figg le Carte della Qualità del Clima del I e II periodo su base mediana. Gli AA. hanno, quindi, messo a confronto le CQI del I e del II Periodo, calcolate su base media, con le rispettive CQI ottenute su base mediana, i cui risultati sono riportati nella seguente tabella: I Periodo Qualità Media Mediana Scarto Alta 21% 7% -14% Media 60% 55% -5% Bassa 19% 38% +19% II Periodo Media Mediana Scarto 15% 5% -10% 57% 50% -7% 28% 45% +17 I dati ottenuti su base mediana confermano, ancora una volta, il trend negativo della Qualità del Clima in Sicilia, ma cambia in modo sostanziale l incidenza percentuale. Si registra, rispetto alla Qualità del Clima, computata su dati medi, una riduzione significativa della percentuale dei territori ricadenti in Qualità del Clima Alta con conseguente incremento significativo dei territori con Qualità del Clima Bassa. DISCUSSIONE La scelta degli AA. di introdurre l uso della mediana nella procedura nasce dalla ricerca di verificare se e come varia il calcolo della CQI allorquando si consideri il valore centrale di una serie ordinata di dati escludendo i valori estremi che possono influenzare il dato medio finale. La precedente tabella, che confronta dati medi con mediani, produce due rappresentazioni non raffrontabili della Qualità del Clima che fanno nascere spontaneo il quesito: quali dati adottare? Risposta non facile, anche se la tentazione di propendere per i valori mediani è forte, specie dopo l esercizio che gli AA. hanno qui inteso eseguire. Dai dati udometrici, calcolati su base media, del trentennio , gli AA. hanno eliminato tre anni (1963, 1964, 1976) caratterizzati da valori estremi e riprocessato la CQI. Hanno ottenuto uno scenario del tutto confrontabile (fig. 12) con la corrispondente Carta della Qualità

5 FP18 del Clima su base mediana (fig. 11) e con scarti percentuali minimi come si evince dalla seguente tabella II Periodo ( ) Qualità Climatica Valori mediani Valori medi* Alta 5% 6% Media 50% 50% Bassa 45% 44% * esclusi gli anni 1963, 1964 e 1976 Scarto +1% 0% -1% Tre anni su trenta riescono dunque a incidere significativamente sul risultato finale. Gli AA. intendono approfondire la problematica con ulteriori studi, estendendo l indagine anche alla Calabria che vanta 80 anni di dati termoudometrici validati e la Carta delle Aree a Rischio Desertificazione (Barbera et al., 2005). Fig. 1. Distribuzione geografica delle stazioni pluviometriche Fig. 1. Geographical distribution of rainfall stations

6 FP19 Fig. 2. Distribuzione geografica delle stazioni termometriche Fig. 2. Geographical distribution of thermometric stations Precipitazioni in mm Anni Fig. 3. Andamento annuale delle precipitazioni medie regionali Fig. 3. Annual trend of regional averages rainfall

7 FP20 19,0 Temperatura media in C 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 Anni Fig. 4. Andamento annuale delle temperature medie regionali Fig. 4. Annual trend of regional average temperatures 200 Arido Intensità aridità Semiarido Secco Subumido Umido Anni Fig. 5. Andamento annuale dell arido-umidità media regionale (secondo Bagnouls e Gaussen) Fig. 5. Annual trend of dryness - humidity annual trend (second Bagnouls and Gaussen) ,0

8 FP21 Piovosità (su dati medi) Piovosità (su dati medi) Esposizione dei Versanti Arido-Umidità (su dati medi) Arido-Umidità (su dati medi) Fig. 6. Carte delle componenti climatiche (sensu Medalus) che concorrono a definire la Qualità del Clima sulla base dei dati termoudometrici medi Fig. 6. Climatic components maps (sensu Medalus) that combine to define the Climate Quality on the basis of temperature and rainfall average data

9 FP22 21% 19% 60% Fig. 7. Carta della Qualità del Clima relativa al I Periodo (valori medi) Fig. 7. Climate Quality map for the first Period (average values) 28% 15% 57% Fig. 8. Carta della Qualità del Clima relativa al II Periodo (valori medi) Fig. 8. Climate Quality map for the second Period (average values)

10 FP23 Piovosità (su dati mediani) Piovosità (su dati mediani) Esposizione dei Versanti Arido-Umidità (su dati mediani) Arido-Umidità (su dati mediani) Fig. 9. Carte delle componenti climatiche (sensu Medalus) che concorrono a definire la Qualità del Clima sulla base dei dati udometrici mediani Fig. 9. Climatic components maps (sensu Medalus) that combine to define the Climate Quality on the basis of median rainfall data

11 FP24 7% 38% 55% Fig. 10. Carta della Qualità del Clima relativa al I Periodo (valori mediani) Fig. 10. Climate Quality map for the first Period (median values) 5% 45% 50% Fig. 11. Carta della Qualità del Clima relativa al II Periodo (valori mediani) Fig. 11. Climate Quality map for the second Period (median values)

12 FP25 Fig. 12. Carta della Qualità del Clima relativa al II Periodo , esclusi gli anni 1963, 1964 e 1976 (valori medi) Fig. 12. Quality Climate map for the second Period , excluding the years 1963, 1964 and 1976 (average values)

13 FP26 BIBLIOGRAFIA BARBERA B., NICCOLI R., PICCIONE V., (a cura di) Carta delle Aree Sensibili alla Desertificazione in Calabria. Pubblicazione Calabria. - Rubbettino Editore, 60. BELLOTTI A., FARETTA S., FERRARA A., MANCINO G., Carta delle Aree Sensibili alla Desertificazione della regione Basilicata. Dipartimento di Scienze dei Sistemi Colturali, Forestali e dell Ambiente, Università della Basilicata, Regione Basilicata, Dipartimento Ambiente e Territorio. CARNEMOLLA S., DRAGO A., PERCIABOSCO M., SPINNATO F., Metodologia per la redazione di una carta in scala 1: sulle aree vulnerabili al rischio di desertificazione in Sicilia. - Palermo. DURO A., PICCIONE V., SCALIA C., ZAMPINO D., Precipitazioni e temperature medie mensili in Sicilia relative al sessantennio Atti del 5 Workshop del P. S. Clima, Ambiente e Territorio nel Mezzogiorno. Amalfi Aprile CNR - Roma, I Tomo: DURO A., PICCIONE V., SCALIA C., ZAMPINO D., 1997 Fitoclima della Sicilia. Contributo alla caratterizzazione del fattore aridità. Atti del 5 Workshop del P. S. Clima, Ambiente e Territorio nel Mezzogiorno. Amalfi Aprile CNR - Roma, II Tomo: DURO A., FARO M., GRASSO R., PICCIONE V., 2007a - Contributo allo studio della desertificazione in Sicilia su base climatica. Trend di Aridità in Sicilia. Boll. Accad. Gioenia Sc. Nat. 40, 367: DURO A., GRASSO R., VENEZIANO V., PICCIONE V., 2007b - Contributo allo studio della desertificazione in Sicilia su base climatica. Aridità secondo Bagnouls et Gaussen. Boll. Accad. Gioenia Sc. Nat. 40, 367: FERRARA A., BELLOTTI A., FARETTA S., MANCINO G., BAFFARI P., D OTTAVIO A., TRIVIGNO V., 2005 Carta delle aree sensibili alla desertificazione della regione Basilicata. Forest@ 2/1: GIORDANO L., GIORDANO F., GRAUSO S., IANNETTA M., ROSSI L., SCIORTINO M., BONATI G., 2002 Individuazione delle zone sensibili alla desertificazione nella regione Siciliana. ENEA. Roma, 17. KOSMAS C., KIRKBY M., GEESON N., The Medalus project. Mediterranean desertification and land use. Manual on key indicators of desertification and mapping environmentally sensitive areas to desertification. Bruxelles, Belgium. EUR 18882, 88. MONTANARELLA L., Indicazione delle aree vulnerabili alla desertificazione in Puglia. Documenti del Territorio n. speciale monografico. Il Sistema Informativo Territoriale della Regione Puglia. MOTRONI A., CANU S., BIANCO G., LOJ G., Carta delle Aree Sensibili alla Desertificazione (Environmentally Sensitive Areas to Desertification, ESAs) Servizio Agrometeorologico Regionale per La Sardegna, 46.

14 FP27 PICCIONE V., VENEZIANO V., MALACRINO V., CAMPISI S., Rischio Desertificazione Regione Sicilia (Protocollo Medalus). Mappe di sensibilità e incidenza territoriale a scala comunale del processo in divenire. Quad. Bot. Ambientale Appl., 20/1: RINGRAZIAMENTI Si ringrazia il Sign. Andrea Piccione per il contributo tecnico fornito per la realizzazione dell impianto cartografico