Le anomalie dell estate 2015

Transcript

1 Le anomalie dell estate 2015 A cura di Federico Grazzini, Andrea Selvini, Giovanna Pirretti Area Centro Funzionale e Sala Operativa Previsioni, Gabriele Antolini, Area Agrometeorologia Territorio e Clima BOLOGNA, 28 Settembre 2015

2 Riassunto Lo scopo di questo breve rapporto è quello di evidenziare e documentare, in maniera speditiva, le importanti anomalie riscontrate durante l estate 2015 sostanzialmente dovute alla persistente estensione dell alta pressione subtropicale sul Mediterraneo e l Europa continentale. L estate 2015 segna quindi un ulteriore ampio gradino verso il riscaldamento climatico. L aumento di temperatura, che si manifesta maggiormente proprio in estate, già al giorno d oggi risulta molto evidente sulla nostra regione ed è previsto continuare anche nei decenni futuri. Se la fresca (e piovosa) estate del 2014 aveva fatto sperare in un rallentamento di questo trend, quella appena trascorsa riporta il tasso di crescita della temperatura su valori decisamente preoccupanti. Si cercheranno anche di evidenziare analogie con l estate del 2003, anche essa preceduta da una estate molto fresca e piovosa. In copertina Luglio 2015, fiume Po in secca nei pressi di Boretto (RE). Foto di Stefano Saccani per la Gazzetta di Mantova

3 INDICE Arpa Emilia-Romagna, Servizio IdroMeteoClima RIASSUNTO... 2 INDICE DESCRIZIONE DELLA CIRCOLAZIONE A GRANDE SCALA E DELLE PRINCIPALI ANOMALIE ANALISI DELLE ANOMALIE A SCALA REGIONALE ALTEZZA DELLO ZERO TERMICO E BILANCIO IDROLOGICO ANOMALIA DELLA TEMPERATURA SUPERFICIALE DEL MARE NUMERO DI GIORNI DI DISAGIO BIOCLIMATICO

4 1. Descrizione della circolazione a grande scala e delle principali anomalie La parte iniziale dell estate non ha mostrato anomalie particolarmente persistenti, con un alternanza sull area Mediterranea di periodi anche molto caldi e irruzioni di aria fresca e instabile con numerosi temporali. La vera anomalia riguarda il mese di Luglio, eccezionalmente stabile e in parte anche il mese di Agosto, molto stabile e caldo nella prima parte ma che ha visto l ingresso di aria più fresca dopo il 15 per poi ripresentare una ondata di caldo nell ultima settimana del mese. In figura 1 vengono mostrate le anomalie stagionali di geopotenziale a 500 hpa e di temperatura a 850 hpa. Da queste si evidenzia rispettivamente un anomalia di alta pressione, con valori significativamente più alti del normale (oltre 3 deviazioni standard rispetto al valore stagionale climatico) e anche se di minore entità, ma pur sempre molto significativa, temperature molto più alte della media nella medio-bassa troposfera (850 hpa). I valori di anomalia di Z500 sono comparabili con i corrispondenti valori di anomalia del 2003 (originati principalmente nei mesi di giugno e agosto), mentre i valori di anomalia di T850 sono inferiori a quelli del Questo significa che quest ultima estate è stata caratterizzata da caldo anomalo soprattutto in quota, sopra i 2000 metri, come vedremo anche nell analisi dei profili medi del radiosondaggio. Un altra differenza rispetto al 2003 riguarda la maggiore estensione delle aree con Z e T positiva, soprattutto nella fascia equatoriale quasi interamente più calda del normale nel Figura 1: Il pannello superiore mostra l anomalia media stagionale (GLA) del geopotenziale a 500 hpa [dam] rispetto alla sua climatologia calcolata sul trentennio Le linee grigie tratteggiate mostrano il numero di deviazioni standard corrispondenti a tale anomalia (a partire da 2 a passi di 1). Il pannello inferiore mostra la stessa cosa ma per la temperatura a 850 hpa. Per entrambe le anomalie sono molto significative sull Europa, in particolare per Z500 la cui anomalia è pari a 3 deviazioni standard rispetto al normale valore stagionale (evento altamente raro). Elaborazione a partire dai dalle rianalisi di ERAinterim ECMWF. 4

5 2. Analisi delle anomalie a scala regionale La combinazione di persistenza e intensità dell alta pressione subtropicale, prevalentemente estesa dall Africa nord-occidentale verso il Mediterraneo e l Europa per quasi tutto il mese, ha determinato la forte anomalia del mese di luglio. A livello regionale luglio si è chiuso con anomalie che nella zona di pianura hanno raggiunto il valore massimo nell area di pianura centro occidentale della regione, facendo segnare temperature massime medie intorno ai 34 C e minime medie intorno ai 21 C. Nei mesi di giugno e agosto la differenza rispetto al valore climatologico è stata più contenuta ma comunque significativa, intorno ai +2 C. L andamento della temperatura di questa estate è riassunto nella figura 2 che mostra, a titolo d esempio, i valori di temperatura media giornaliera registrati nel centro della città di Bologna e confrontati con il rispettivo valore climatologico. Figura 2: Temperatura media giornaliera del 2015 (linea scura). Le linee tratteggiate rappresentano il valore medio climatologico delle temperatura media giornaliera calcolato su due distinti periodi di riferimento, (linea verde) e quello più recente (linea aranacione). Tutti i dati riferiscono alla stazione di Bologna Idrografico, situata nel centro della città in Piazza VIII Agosto. Come si può vedere quest anno è stato caratterizzato da molti giorni con temperatura media gionaliera molto più elevati del valore climatologico atteso, anche rispetto agli anni recenti che già mostrano una tendenza al riscaldamento. Si ricorda che la temperatura giornaliera è la media fra la temperatura massima diurna e la minima notturna. 5

6 L altissimo val medio di luglio è ancora più rilevante se si pensa che è avvenuto nel mese che annovera i massimi di temperatura media annuale e che presenta la minor variabilità. Luglio 2015, che ha fatto registrare valori medi mensili nelle città prossimi ai 29 C, risulta il luglio più caldo si sempre e il secondo mese in assoluto più caldo di sempre, poco sotto (circa -0,5 C) rispetto al record rappresentato da Agosto La media comprensiva dei tre mesi estivi del 2015 risulta essere 26,1 C contro i 24 C della climatologia e 24,9 C della climatologia più recente In figura 3 viene mostrata invece l andamento dello scarto delle temperatura media estiva regionale complessiva di tutti e tre i mesi e riferita alla climatologia Come si vede l estate 2015 si posiziona al terzo posto dopo il 2003 e il E interessante notare l impressionante sequenza di estati calde ad iniziare dagli anni 90, fin al 2003 con scarti relativamente contenuti ma costantemente positivi, dopo con scarti anche molto elevati ma intervallati da (poche) estati più fresche o nella norma, come quella del 2014, a testimonianza di un sensibile aumento della variabilità oltre che del valor medio della temperatura. La linea nera in grassetto, presente nel grafico, rappresenta la media mobile degli ultimi 5 anni e mostra sostanzialmente che rispetto agli anni la temperatura media estiva è aumentata di circa +2 C in soli 25 anni. Occorre poi considerare l aspetto delle precipitazioni, dell umidità dell aria e dell umidità del terreno, aspetti altrettanto importanti rispetto alla forzante in quota nel determinare il riscaldamento in superficie. E altamente probabile infatti che l alto contenuto di acqua nel terreno accumulato durante un inverno e primavera mediamente piovosi abbia attenuato quest anno il riscaldamento superficiale, per effetto della maggiore evaporazione e traspirazione delle piante. L effetto dell umidità del suolo è infatti molto importante e a parità di forzante meteorologica in quota può arrivare ad indurre differenze sulle temperature superficiali di alcuni gradi. Suoli più secchi come noto inducono un riscaldamento superficiale molto più elevato. Questo è ben evidenziato con il confronto con il 2012, che fu un anno estremamente secco, anche in primavera, e all inizio dell estate il contenuto di acqua nel suolo era già a livelli molto bassi amplificando in maniera consistente l anomalia di temperatura in superficie rispetto alla anomalia calda in quota che ha caratterizzato il 2012, inferiore a quella del 2003 e del 2015, come evidenziato in figura 4. Per approfondimenti sulle anomalie del 2012 e sull impatto dell umidità del suolo si rimanda al relativo articolo comparso sul numero 4 di Ecoscienza del

7 Figura 3: Anomalie della temperatura media estiva (mesi giugno, luglio, agosto) sull Emilia-Romagna rispetto al valore climatologico del periodo di riferimento Il 2015 si posiziona al terzo posto dopo l estate del 2003 e quella del L elaborazione è calcolata sulla base del sistema di rianalisi ARPA-SIMC Eraclito2 (fino al 2010) continuata con la media regionale derivata dalla griglia ERG5. La linea nera in grassetto rappresenta la media mobile calcolata sugli ultimi 5 anni. E evidente il trend positivo con estati mediamente più calde di circa +2 C rispetto al trentennio

8 Figura 4:Confronto fra le anomalie (altezza di geopotenziale a 500 hpa) in quota delle tre estati più calde di sempre. Nell estate 2012 la forzante in quota è stata meno anomala rispetto al 2003 e al 2015 tuttavia il riscaldamento superficiale è stato maggiore. Da notare che in soli 12 anni si sono ripetute 3 anomalie altamente significative. Dati rianalisi ERAInterim ECMWF. 8

9 3. Altezza dello zero termico e bilancio idrologico Un ulteriore conferma del fatto che l anomalia calda è stata molto rilevante, soprattutto in quota, arriva dall analisi dell altezza dello zero termico. Fattore molto importante anche per il bilancio idrologico in quanto al suo crescere aumenta notevolmente la fusione dei ghiacciai alpini e quindi anche le riserve di acqua dolce. Nel grafico sotto, in figura 5, viene riportata la distribuzione climatologica dello zero termico nel corso dell anno, così come rilevata dal radiosondaggio di S. P. Capofiume dal 1986 al 2014 (29 anni). I pallini viola sono i 90 (GLA) valori giornalieri rilevati questa estate. Come si vede la maggioranza dei pallini sta ben al disopra della mediana (linea blu) e dieci giornate hanno fatto rilevare uno zero termico superiore al 99 percentile della distribuzione, ovvero prossimo o superiore ai 5000 metri. Non a caso le cronache e i primi bilanci di massa dei ghiacciaci alpini riportano una fusione di ghiaccio molto significativa che ha di fatto cancellato il modesto accumulo di neve invernale di questi ultimi anni molto nevosi. Figura 5: Climatologia dell altezza dello zero termico ottenuta dai radiosondaggi della stazione di S. Pietro Capofiume (periodo ). La mediana è rappresentata dalla linea centrale blu. La fascia azzurra rappresenta l intervallo compreso fra il 25 e il 75 percentile. L e linee blu e rosse, agli estremi, sono rispettivamente il 1 e il 99 percentile della distribuzione giornaliera. I pallini viola marcano l altezza dello zero termico misurata quest estate, 90 giorni da giugno ad agosto. Sulle ascisse sono rappresentate le decadi dell anno. Se il contributo dell acqua di fusione dei ghiacciai è stato presumibilmente maggiore del normale questo però non è bastato a compensare il calo generalizzato di portate dovuto ad una pressoché mancanza di piogge nel mese di luglio per effetto della presenza dell alta pressione. Inoltre le 9

10 altissime temperature hanno indotto, come sempre succede, un aumento dei consumi e della richiesta di prelievi di acqua. Tale situazione ha determinato una rapida discesa dei livelli idrometrici dei fiumi, in particolare del fiume Po che già da metà luglio presentava valori di magra molto significativi e prossimi ai 350 m3/s contro un valore medio climatico di 800 m3/s (figura 6). Pur non essendo stati stati raggiunti i valori storici di magra di circa 250 m3/s raggiunti nel 2003 e nel 2005, valori di portata intorno ai 350 m3/s rappresentano un problema per l ecosistema fluviale, per la navigazione e per l approvvigionamento idrico di alcune zone di pianura. Lungo il settore appenninico la situazione è stata abbastanza diversificata con sofferenza maggiore sui corsi d acqua occidentali dove l apporto pluviometrico primaverile è stato inferiore. Per una descrizione più dettagliata degli effetti su umidità del suolo e livello idrometrici registrati nel mese di luglio si rimanda alla nota Utile anche il confronto con la siccità del 2006 descritta in questo documento: Figura 6: Andamento della portata del fiume Po nella stazione idrometrica di Boretto (Re). La linea nera si riferisce al valore giornaliero della portata ed da comparare con la linea verde che rappresenta la media mensile climatologica e la linea rossa che rappresenta il minimo mensile. La linea rossa, in corrispondenza della finestra grigia, mostra il giorno in cui è stato raggiunto il minimo della portata (22 luglio) con un valore intorno ai 350 m3/s. I grafici sono consultabili in tempo reale sul sito sezione Siccità e desertificazione. 10

11 4. Anomalia della temperatura superficiale del mare Altro aspetto di notevole importanza riguarda l impatto sul riscaldamento del mare la cui temperatura nel mese di luglio ha raggiunto valori decisamente molto elevati, intorno ai 30 C in ampie zone del Mediterraneo centrale, e prossima ai picchi record del E vero che in estate, con assenza di vento, il riscaldamento interessa una strato molto superficiale di acqua, qualche metro. E altresì vero comunque che il successivo passaggio di eventi perturbati e l aumento di ventilazione con l approssimarsi dell autunno produce un rimescolamento che tende a trasportare il calore accumulato negli strati inferiori. Le modalità di questo trasporto dipendono quindi dalla somma di condizioni atmosferiche che si susseguiranno e che al momento non è dato di sapere. Tuttavia è ragionevole aspettarsi che parte di questo eccesso di calore venga accumulato in profondità. Ci sono studi, come quello di Trenberth et al. 2014, che mostrano che il 90% del surplus dell energia termica immessa nel sistema oceano-atmosfera negli ultimi anni è stata assorbita dagli oceani e solo il restante 10% ha prodotto il riscaldamento superficiale che stiamo rilevando. Detto questo è indispensabile monitorare i flussi di calore nel mare che, con la sua grande inerzia, rappresenta un enorme serbatoio di calore per i successivi mesi autunnali e invernali. Sarà infatti interessante capire se queste anomalie estive di manifesteranno con un mare più caldo in autunno e quindi potenzialmente più favorevole ad eventi di precipitazione intensa. In ogni caso la semplice analisi delle temperature medie superficiali dei mesi di giugno, luglio e agosto (figura 7) mostra un giugno sostanzialmente allineato alla norma recente che vede comunque un riscaldamento rispetto agli anni 80 e 90. La media mensile di luglio (linea verde) mostra invece che l ultimo valore, corrispondente al 2015, è il record assoluto a pari merito con luglio 2003, mentre agosto 2015 è il secondo valore più alto dopo agosto Figura 7: Andamento della temperatura media superficiale del mare (media su tutto il bacino del Mediterraneo e parte dell Atlantico orientale 30N20W 46N30E) derivata da ERAInterim e analisi operative ECMWF (per il 2015). Rosso: agosto, verde:luglio, azzurro:giugno. Le linee sottili rappresentano i valori della media mensile nei singoli anni, mentre la linea più grossa rappresenta una media centrata su 3 anni. 11

12 5. Numero di giorni di disagio bioclimatico In ultimo è utile mettere in risalto l effetto combinato delle alte temperature e dell alto tasso di umidità sulla salute umana e degli animali in generale. L eccesso di calore, accompagnato talvolta da alti tassi d umidità, specie sulle provincie orientali, ha dato luogo a persistenti situazioni di disagio bioclimatico, in particolare da metà luglio ad inizio agosto, tali da determinare un eccesso statistico di mortalità in numerose provincie (comunicazione ASL). Nel grafico sottostante vengono confrontati il numero di giorni superiori alla tre soglie di disagio bioclimatico (debole disagio, disagio, forte disagio) dei capoluoghi di provincia della regione e delle zone di pianura. Come si vede dalla figura 7, l estate 2015 è stata per ora in assoluto quella che ha presentato le maggiori condizioni di disagio dall inizio del servizio di previsione del disagio (2005), con circa un terzo dei giorni (nel periodo 15 maggio 15 settembre) con almeno debole disagio e ben 14 giorni di forte disagio, circa tre volte rispetto agli altri valori. Si sono registrati inoltre i valori massimi giornalieri assoluti dell indice di disagio (indice di Thom) che per due giornate ha registrato un valore medio di 27. I dati si riferiscono al numero di giorni medi per provincia ottenuto dalla somma dei superamenti di tutti i capoluoghi diviso per il numero di provincie dell Emilia-Romagna. Il ricalcolo di alcuni indicatori per il 2003 (quando il servizio non era ancora attivo) mostra un numero di superamento comparabili con il Figura 7: Nel grafico vengono mostrati il numero medio di giorni per capoluogo di provincia di superamento delle varie soglie di disagio bioclimatico. Il calcolo è fatto contando tutte le occorrenze in cui si sono superate le varie soglie e dividendo per il numero delle provincie. Vengono mostrati i dati a partire dal 2006, anno di inizio del servizio di previsione del disagio bioclimatico. Spicca il 2015 con circa 45 giorni di disagio percepito sul totale di 125 giorni del periodo monitorato (15 Maggio 15 Settembre). 12

13 Arpa Emilia-Romagna Via Po 5, Bologna Servizio IdroMeteoClima Viale Silvani 6, Bologna