L'esperienza dell'arpa Sardegna: applicazione a livello regionale delle mappe di first guess

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1 DELL AMBIENTE DELLA SARDEGNA ARPAS L'esperienza dell'arpa Sardegna: applicazione a livello regionale delle mappe di first guess a cura di Paolo Capece Dipartimento Specialistico Regionale Idrometeoclimatico ARPAS Roma 3 marzo 201 IPHEN Orto Botanico di Roma

2 introduzione Il monitoraggio fenologico La fenologia vegetale è la scienza che studia l'aspetto delle piante in relazione alle variabili meteorologiche. Il rilevamento fenologico su specie spontanee e coltivate rientra fra le attività di servizio dell'agenzia Regionale per la Protezione Ambientale della Sardegna, in quanto il comportamento fenologico delle piante rappresenta un importante indicatore climatico e ambientale per gli ecosistemi, siano questi naturali o agricoli. 2

3 introduzione Il monitoraggio fenologico Le specie attualmente oggetto di monitoraggio e modellistica fenologica sono specie di interesse ambientale, agricolo, allergologico, ed ornamentale fra cui : Vitis vinifera L. (Cabernet e Chardonnay) Cupressus sempervirens L. Cupressus arizonica G. Robinia pseudoacacia L. Olea europaea L. Ed altre specie di interesse fra cui la parietaria. 3

4 introduzione Il monitoraggio fenologico Oltre ad una serie di specie indicatori ambientali, lo studio del monitoraggio del manto superficiale della vegetazione si effettua anche mediante il supporto del telerilevamento da satellite, utile strumento capace di qualificare la formazione della necromassa, variabile dinamica fondamentale nello studio modellistico degli incendi boschivi. Recentemente si è passati da una risoluzione di 1,1 kmq a 250 mq. 4

5 introduzione Le ricadute applicative delle mappe fenologiche La ricadute applicative delle mappe Iphen nei numerosi anni di attività e diffusione si sono dimostrate utili nell'ambito della gestione del patrimonio agricolo, forestale e naturalistico, a livello allergologico, per la tutela delle risorse idriche, per la difesa dalle avversità biotiche e abiotiche sperimentando le sinergie con i modelli di difesa colturali, nonché per le applicazioni legate alla modellistica degli incendi. 5

6 introduzione Le ricadute applicative delle mappe fenologiche L intervento vuole testimoniare la rilevanza delle ricadute applicative dell esperienza nazionale della rete Iphen nella produzione delle mappe fenologiche in Sardegna. Sono stati utilizzate le attività di modellistica fenologica nelle attività operative Dipartimento Regionale Specialistico Idrometeoclimatico ARPAS con gli strumenti del Dipartimento. 6

7 L esperienza in Sardegna La stazioni agrometeorologiche in Sardegna 7

8 L esperienza in Sardegna La stazioni agrometeorologiche in Sardegna Le reti di stazioni automatiche sono in grado di fornire in tempo reale i dati osservativi e quindi calcolare le Ore Normali di Caldo con gli algoritmi testati direttamente sui dati orari senza necessità di ricostruire il dato con algoritmi appositi, in maniera da produrre un'analisi diagnostica utilizzando 144 rilevazioni giornaliere per ogni punto stazione, e quindi utilizzando i 24 dati orari reali misurati.. 8

9 Gradi giorno e Ore normali di caldo Ore Normali di Caldo Il grafico mostra il Tempo biologico simulato con le Ore Normali di Caldo. Il metodo nasce in Canada, per lo studio dei Pini, da parte di Boyer. 22 novembre 9

10 Gradi giorno e Ore normali di caldo Ore Normali di Caldo Il grafico mostra il Tempo biologico simulato con le Ore Normali di Caldo. Il metodo nasce in Canada, per lo studio dei Pini, da parte di Boyer. In rosso, la curva delle ore normali di caldo, in azzurro il vecchio sistema di calcolo dei Gradi Giorno. 22 novembre 10

11 Gradi giorno e Ore normali di caldo Ore Normali di Caldo La funzione (fvn) utilizzata per convertire i dati di temperatura media oraria in ore normali di caldo (hnc), è così strutturata: se td < tc_min, allora fvn = 0 se td > tc_max, allora fvn = 0 (2 * (td - tc_min)α altrimenti: fvn = (tc_opt - tc_min)2*α * (tc_opt - tc_min)α -(td-tc_min)2*α) dove: α tc_min tc_opt tc_max td = ln (2 / ln ((tc_max - tc_min) / (tc_opt - tc_min))); = 10 (temperatura cardinale minima); = 26 (temperatura ottimale); = 35 (temperatura cardinale massima); = temperatura media oraria. 11

12 Gradi giorno e Ore normali di caldo Ore Normali di Caldo 12

13 Gradi giorno e Ore normali di caldo

14 L esperienza in Sardegna Le ONC vengono prodotte con tecniche geostatistiche, impiegano le regressioni multiple utilizzando la quota, la distanza dal mare, le coordinate geografiche e la distanza dai fondovalle. L interpolazione spaziale dei dati puntuali sono state spazializzate su una griglia di 250 x 250 m per tutta la Sardegna sulla base di un modello digitale del terreno (DEM) sempre a 250 m. E' stato utilizzato il software Arcgis 9 della Esri per la produzione finale delle mappe. Dalle ONC alle mappe fenologiche 14

15 L esperienza in Sardegna La fase first guess Sulla base di tale prodotto, utile per diversi modelli fenologici, per il periodo aprile - settembre sono state prodotte, ad esempio per la vite, le mappe fenologiche. Particolare importanza è stata data alla fase "first guess" di Iphen, che è stata riprodotta lavorando sul punto stazione, in relazione alle verifiche fenologiche in campo. 15

16 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC Dalla mappa delle ore normali di caldo cumulate da inizio anno si ricava il campo di first guess delle fasi BBCH, applicando le equazioni empiriche ricavate per regressione su dati storici (*) meteorologici e fenologici. Cabernet Sauvignon vegetativo: BBCH= *ONC Chardonnay vegetativo: BBCH= Ln(ONC) Cabernet Sauvignon - riproduttivo: BBCH= ( *lat )*Ln(ONC) *lat Chardonnay - riproduttivo: BBCH= ( *lat )*Ln(ONC) *lat (lat=latitudine in coord. Geografiche; ONC = ore normali di caldo) (*)Calò A. et al La fenologia della vite in Italia in rapporto alle condizioni ambientali. In: Ministero per le risorse agricole e alimentari e forestali, Il determinismo climatico sulla fenologia della vite e la maturazione dell uva in Italia. Arti grafiche Conegliano:

17 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC Viene fatto girare il modello sui dati orari della rete di circa 60 stazioni Si analizzano i dati per punto stazione, ottenendo il campo FIRST GUESS periodo stazione Ore Normali Caldo Modello fenologico Modello fenologico Cabernet Chardonnay 17

18 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC vengono effettuati i rilievi fenologici settimanali di verifica in campo. Dal 2002, per la vite, i rilievi vengono svolti tradizionalmente nell areale Viticolo di S. M. La Palma, Alghero (SS), a breve distanza dalla stazione di Olmedo. 18

19 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC le piante sono segnate nel vigneto, consentendo la verifica delle stesse piante campione, nel corso della stagione. Il proprietario non è informato su quali siano le piante sotto controllo. 19

20 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC Viene fatto girare il modello sui dati orari della rete di circa 60 stazioni Si analizzano i dati per punto stazione, ottenendo il campo FIRST GUESS Si effettua il rilievo fenologico, quindi le eventuali correzioni Si produce la mappa finale della decade considerata 20

21 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC 21

22 Fenologia Genesi del prodotto operativo IMC 22

23 Applicazioni Il dato fenologico, e la mappa, viene integrata agli altri prodotti modellistici, come per esempio i modelli fitopatologici, e diffusa mediante sito web, pubblicazioni periodiche, bollettini mensili. Indice EPI Dolianova giugno

24 Applicazioni Il dato fenologico, e la mappa, viene integrata agli altri prodotti modellistici, come per esempio i modelli fitopatologici, e diffusa mediante sito web, pubblicazioni periodiche, bollettini mensili. 24

25 Applicazioni 25