L andamento stagionale climatico del bacino del fiume Po

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1 L andamento stagionale climatico del bacino del fiume Po Silvano Pecora Arpa Emilia-Romagna, Servizio IdroMeteoClima Con dati e materiale forniti da Arpa Piemonte, Arpa Lombardia, Arpa Veneto, INGV e CMCC Venezia, 26 Settembre 2012 L allarme siccità 2012 a confronto con le siccità del 2003 e Fondazione EnI Enrico Mattei

2 L estate 2012 nel bacino del fiume Po

3 Numero consecutivo di giorni non piovosi nell estate 2012 Stazione Bacino Numero di giorni non piovosi Periodo di Ritorno, anni Casanova Staffora Piampaludo Tanaro Settepani Bormida Sezzadio Bormida San Nicolò Trebbia Gropparello Chiavenna Parma ARPA Parma Boretto Pianura tra Enza e Crostolo Reggio Emilia ARPA Crostolo Mirandola Pianura tra Secchia e Panaro Malalbergo Reno 74 >100 San Clemente Reno Le Taverne Reno Imola Reno Martorano Savio

4 Riunione della Cabina di Regia del fiume Po - 20 Luglio 2012 Portate medie giornaliere a Pontelagoscuro Previsto 2012 Osservato 2012 Portata (mc/s) giu 25-giu 30-giu 05-lug 10-lug 15-lug 20-lug 25-lug 30-lug 04-ago 09-ago Data

5 Statistica delle portate minime Po a Pontelagoscuro 1-P Portata al Tr [anni] Portata al Portata minima /11/2012 7/18/2012 prevista [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s] Piacenza Weibull Tempo di ritorno, anni PORTATA 1.08 PREVISTA Cremona Tempo di ritorno, anni Boretto Tempo di ritorno, 0.95 anni Borgoforte Tempo di ritorno, anni Pontelagoscuro Tempo di ritorno, anni Serie storica Q [m³/s] Riunione della Cabina di Regia del fiume Po - 20 Luglio 2012

6 Bollettino di previsione fiume Po - 3 Settembre 2012 Portate medie giornaliere a Pontelagoscuro Previsto Osservato 2012 Portata (mc/s) ago 13-ago 22-ago 31-ago 09-set Data

7 Portate del Po a Pontelagoscuro 2012 confronto anni storici Po a Pontelagoscuro Portata [m³/s] MINIMO STORICO

8 Schema della presentazione Un Po( ) di climatologia raccontata da un ingegnere Il clima attuale: temperatura e precipitazioni nel bacino del Po Gli oceani globali e il mare Adriatico Neve e ghiacci Idrometria del fiume Po Idrologia deterministica e stocastica in condizioni di cambiamento climatico Qualche conclusione preliminare

9 Il clima attuale: temperatura e precipitazioni

10 Andamento delle temperature medie globali dal 1850 ad oggi e possibili trend lineari calcolati su periodi diversi Copyright IPCC 2007 WG1 AR4

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12 RETE DI MONITORAGGIO DEL BACINO DEL FIUME PO

13 Tmax annua sul bacino del Po Trend: circa 2,5 C negli ultimi 30 anni, invece di 2 C in 45 anni Tmax C Tmax annua -media su bacino PO y = x anni Tmax_annua clima_tmax_po Lineare (Tmax_annua)

14 Coefficiente di tendenza (mm/anno) - piogge da Gennaio ad Agosto cerchio rosso= signif.al 95% Domodossola Prerichard 0.22 Aosta -1.1 Lanzo Oropa Varallo Casale Monferrato Torino Giardini Torino/Bric della Croce Cumiana -6.2 Alessandria Lobbi Luserna S. Giovanni Vercelli -3.6 Cameri Milano -2.6 Bergamo -9.4 Piacenza Brescia/Ghedi -0.7 Parma -3.3 Ferrara -0.74

15 AFFLUSSI ANNUALI SUL BACINO DEL PO DAL 1975 AL 2010: 12% riduzione

16 AFFLUSSI GENNAIO - AGOSTO riduzione ancora maggiore (23%)

17 AFFLUSSI SETTEMBRE - DICEMBRE Leggero incremento (3%)

18 E il bacino piemontese?

19 AFFLUSSI ANNUALI DAL 1975 AL 2010: 11% riduzione

20 AFFLUSSI GENNAIO - AGOSTO - riduzione ancora maggiore (21%)

21 AFFLUSSI SETTEMBRE - DICEMBRE Leggero incremento (6%)

22 Trend della precipitazione nel nord Italia negli ultimi 120 anni (Adattato da Brunetti, Maugeri, Monti, Nanni, 2004) Trend della precipitazione nel nord Italia negli ultimi 120 anni: la tropicalizzazione? (Adattato da Brunetti, Maugeri, Monti, Nanni, 2004) Pioggia utile Pioggia pericolosa m m /d a y > 2 5 m m /d a y

23 Il mare

24 IPCC AR4 Trend degli ultimi 80 anni: 2mm/anno

25 Come sta cambiando il livello del Mediterraneo? Dati da altimetria satellitare 1992 Trend: 1.52 mm/anno 2007

26 Temperatura e salinità nel Mediterraneo Occidentale e Orientale T anom ( o C) S anom (psu) Comprehensive Medatlas (2002) data set analysis Western Med Eastern Med Rixen et al., 2006 Heat cont. anom (10 20 J) Salt cont. anom (10 13 psu m 3 )

27 Neve e ghiaccio

28

29 Dati di ARPA Lombardia

30 Esempio Esempio di diminuzione dell estensione di un tipico ghiacciaio alpino dal 1978 al 2003 alpino

31 (Diminuzione di superficie: 20% in 20 anni)

32 Il Po

33 LE MAGRE DEL PO A PONTELAGOSCURO Portate medie Portata [m3/s] 1500 Minimo anno Media annua Minimo giu-ago Data Si osserva la sequenza di anni particolarmente critici :2003, 2004, 2005, 2006, 2007

34 Portate medie annuali del Po a Pontelagoscuro % di riduzione PONTELAGOSCURO ANALISI ANNUALE DELLE PORTATE portata media annua, m 3 /s R 2 = anno

35 Portate medie gennaio-agosto a Pontelagoscuro 30% di riduzione PONTELAGOSCURO ANALISI DELLE PORTATE PERIODO GENNAIO-AGOSTO portata media sul periodo, m 3 /s R 2 = anno

36 Portate medie periodo estivo a Pontelagoscuro 45-50% di riduzione PONTELAGOSCURO ANALISI STAGIONE ESTIVA DELLE PORTATE PERIODO GIUGNO-AGOSTO portata media periodo estivo, m 3 /s R 2 = anno

37 Portate medie settembre-dicembre a Pontelagoscuro: praticamente niente riduzione ma enorme variabilità portata media sul periodo, m 3 /sec R 2 = anno

38 E in chiusura del bacino piemontese?

39 Portate medie annuali a Piacenza riduzione del 35% PIACENZA ANALISI ANNUALE DELLE PORTATE portata media annua, m 3 /s R 2 = anno

40 Portate medie periodo estivo a Piacenza riduzione del 40% PIACENZA ANALISI STAGIONE ESTIVA DELLE PORTATE PERIODO GIUGNO-AGOSTO 2500 portata media periodo estivo, m 3 /s R 2 = anno

41 Il cuneo salino

42 MODELLO RISALITA CUNEO Q PONTELAGOSCURO = 650 m 3 /sec magra ordinaria Q HWS LWS m³/s km km Gnocca Goro Tolle Maistra Pila HWS LWS 30 Po di Maistra Distanza [km] Salinità [ppt] 40 HWS LWS Po di Pila Salinità [ppt] Distanza [km] Po di Tolle 40 HWS LWS Salinità [ppt] Distanza [km] Po di Gnocca 40 Po di Goro HWS LWS Salinità [ppt] HWS LWS Salinità [ppt] Distanza [km] Distanza [km]

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48 Idrologia deterministica e stocastica in condizioni di cambiamento climatico

49 Parma a Ponte Verdi Tempo di corrivazione: 10.2 ore Area: 624 km 2

50 Descrizione statistica della portata La distribuzione di Q La distribuzione di Q * GEV

51

52 PARMA a Ponte Verdi P GEV - indiretta GEV - diretta GEV - corretta T Q [m 3 /s]

53 ipotesi Variazione del 20% della precipitazione media sul torrente Parma 1070 m3/s 1370 m3/s (+ 28 %) 5 anni 2.6 anni (-50 %)

54 La catena modellistica Step 1: Simulazione del clima nel periodo con il modello climatico regionale COSMO CLM con condizioni al contorno ERA 40 per limitare l effetto del GCM e calibrazione della tecnica di downscaling spaziale MOS (Model Output Statistics)che usa il principio degli analoghi (Turco et al. 2011) Step 2: Il periodo viene simulato a partire da modelli climatici globali e si ripete la procedura di calibrazione della tecnica di downscaling spaziale MOS. Step 3: Generazione di scenari climatici regionali per il XXI secolo -> input per la modellistica numerica degli impatti. La parte idrologica idraulica viene simulata attraverso le catene modellistiche presenti nel sistema Po-FEWS e Po- DEWS A. Zollo, P. Mercogliano et al. (03/2012) Divisione ISC RP0129 Architectures and tools to analyse the impact of climate change on hydrogeological risk on Mediterranea area.

55 La catena modellistica RAINFALL TEMPERATURE LEVEL/DISCHARGE VALIDATION, INTERPOLATION, TRANSFORMATION DATA First chain Second chain Third chain User config chain HEC- HMS DHI - NAM TOPKAPI HMS/NAM/TOPKAPI HEC- RAS DHI - MIKE11 SOBEK /PAB RAS/MIKE11/ SOBEK/PAB

56 What-If scenario: rotta arginale

57 What-If scenario: rotta arginale + cambiamento climatico (10%)

58 Cartogramma della portata minima annuale del Po a Pontelagoscuro SCENARIO Po a Pontelagoscuro 1-P Serie storica Tr [anni] magra ordinaria 2010 magra ordinaria magra ordinaria 2050 magra ordinaria MAGRA ORDINARIA (tempo di ritorno = 1.33 anni) IN CONDIZIONI DI CAMBIAMENTO CLIMATICO QMIN [m³/s]

59 Alcune conclusioni (work in progress)

60 Conclusioni Il monitoraggio idrologico è fondamentale nella comprensione dei fenomeni I processi idrologici non sono sempre spiegabili in modo deterministico, ma occorre considerarne la casualità Gli approcci deterministici e stocastici possono coesistere Occorre considerare la non stazionarietà dei processi idrologici stocastici Occorre stimare l incertezza nelle simulazioni e previsioni delle variabili idrologiche L incertezza non è un limite, ma piuttosto una caratteristica intrinseca dei processi idrologici

61 Grazie per l attenzione

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