IL SERVIZIO AGROMETEOROLOGICO NEL MOLISE COME SISTEMA DI MONITORAGGIO AMBIENTALE INTEGRATO Dr. Eduardo Patroni Direttore Tecnico Scientifico Dr. Giovanni Sardella Funzionario Agronomo Italia Agenzia Regionale Per la Protezione Ambientale del Molise (ARPAM) Dott.ssa Anna Pellecchia Funzionario Agronomo Italia Ente Regionale Per lo Sviluppo Agricolo del Molise (ERSAM) Sessione Tematica: Meteo e Clima PREMESSA I sistemi di monitoraggio ambientale costituiscono un valido strumento per misurare, comprendere e controllare i fenomeni naturali. L agrometeorologia è una disciplina che si colloca nell ambito delle scienze applicate ed ha un ruolo primario per la conoscenza delle caratteristiche meteorologiche e degli effetti prodotti, nei processi produttivi agricoli e nei complessi sistemi ambientali. Attualmente è utilizzata a livello operativo, essenzialmente nell ambito dei Servizi di Divulgazione Agricola e nel sistema delle ARPA. In campo agricolo, considerando il crescente fabbisogno di risorse alimentari e l intensa variabilità meteorologica accompagnata dall aumento dei fenomeni estremi, l agrometeorologia si propone da una parte come mezzo di tutela per gli operatori agricoli dai rischi meteorologici, dall altra come supporto tecnico scientifico per una adeguata caratterizzazione delle potenzialità colturali del territorio, contribuendo alla riduzione dei problemi legati all impiego eccessivo dei diversi imput tecnologici, al consolidamento di un agricoltura più rispondente alle esigenze della salvaguardia ambientale e delle produzioni e alla razionalizzazione delle risorse idriche. In campo ambientale, l analisi agroclimatica assume un ruolo importante nel campo della difesa del suolo, nella pianificazione del territorio e monitoraggio della qualità ambientale, a supporto della Protezione Civile e nella prevenzione epidemiologica. LA RETE AGROMETEOROLOGICA La Regione Molise con l'attuazione dei P.O.P (Piani Operativi Plurifondo) 1994-99 ha affidato all Ente Regionale di Sviluppo Agricolo (ERSAM), "la realizzazione e la gestione di una rete agrometeorologica a livello regionale. Per definire la metodologia di rilevamento dei dati ambientali e la struttura del sistema, la Regione Molise ha fatto riferimento ad uno studio di fattibilità realizzato nel 1990, in cui si prevedeva la realizzazione di un Servizio di Agrometeorologia a carattere 1
regionale come struttura operativa di supporto al settore agricolo, ma anche a quello ambientale, del turismo, della protezione civile ecc. La rete agrometeorologica già operativa, è costituita da 24 stazioni in telemisura variamente configurate (Fig.2) e dislocate sul territorio molisano in numero di 15 nella provincia di Campobasso e 9 in quella di Isernia (Fig.1). 2
Fig. 1 Dislocazione territoriale della rete 3
Fig. 2 Stazione meteorologica ERSAM (Guglionesi) Tutte sono alimentate da pannelli solari e sono dotate di sensori elettronici per la rilevazione dei parametri agrometeorologici, di una centralina di acquisizione (Data Logger), di una cassetta di memoria e di un modem telefonico GSM per la trasmissione dei dati al Centro di interrogazione, archiviazione ed elaborazione dati di Campobasso. Il dimensionamento della rete e la dislocazione delle stazioni sono stati progettati secondo le indicazioni dell Organizzazione Meteorologica Mondiale (OMM) e le specifiche esigenze regionali di copertura del territorio, tenendo in considerazione le differenziazioni orografiche e climatiche del territorio e la rappresentatività agrometeorologica in funzione delle destinazioni colturali prevalenti. In relazione alle finalità e alla dotazione di sensori, le periferiche si distinguono in stazioni principali e stazioni ordinarie. Le stazioni principali sono configurate per rispondere in modo specifico ad esigenze multiuso dei dati (meteorologia sinottica, agrometeorologia e climatologia) e sono caratterizzate da un estesa dotazione di sensori (Tab.1) che consentono di rilevare:?? temperatura e umidità dell aria,?? temperatura del suolo,?? velocità e direzione del vento a più livelli?? pressione atmosferica,?? precipitazione,?? radiazione solare nelle sue diverse componenti?? altezza del manto nevoso. 4
UBICAZIONE Forlì del Sannio SENSORI PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA LN RG RN RD RR Frosolone PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB LN Gambatesa PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB Guglionesi PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA RG RN RD RR Jelsi PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA RG RN RD RR Lupara PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA RG RN RD RR Mafalda Monteroduni PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB Salcito PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB LN S. Martino in Pensilis PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA RG RN RD RR Sepino PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB LN Venafro PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA RG RN RD RR Tab. 1. stazioni principali. Le stazioni ordinarie con una dotazione di sensori più limitata, sono ubicate in zone che presentano caratteristiche particolari per l agricoltura, l allevamento, la selvicoltura e il turismo e sono in grado di rilevare accanto ad alcune grandezze meteorologiche classiche anche parametri di specifico interesse agronomico quale ad esempio la bagnatura fogliare (Tab. 2). UBICAZIONE SENSORI Agnone PP TA V2 UA LN Cantalupo PP TA V2 UA BF Campitello Matese PP TA V2 UA LN Campobasso PP TS TB TA TH T1 T2 VV V2 UA UB PA LN RG RN RD RR BF Capracotta PP TA V2 UA LN Castel S. Vincenzo PP TA V2 UA LN Larino PP TA V2 UA BF Melanico PP TA V2 UA BF Miranda PP TA V2 UA BF Montenero di Bisaccia PP TA V2 UA BF S. Elia a Pianisi PP TA V2 UA BF Trivento PP TA V2 UA BF Tab. 2 Stazioni ordinarie. Le unità periferiche di acquisizione dei dati gestiscono in modo del tutto automatico la funzionalità di acquisizione delle uscite dei sensori e quindi la memorizzazione dei valori orari e giornalieri, sia nella memoria interna che in quella esterna, costituita da una cassetta estraibile. 5
Al Centro di interrogazione, archiviazione ed elaborazione dati di Campobasso è presente un sistema informativo costituito da due NETSERVER in configurazione Hot- Backup, un modem cellulare GSM, un modem telefonico per un eventuale disservizio del gestore del sistema di trasmissione dati GSM e un lettore delle cassette di memoria. Un pacchetto software applicativo, funzionante in rete, provvede alla gestione e supervisione della rete di stazioni periferiche, alla ricezione, validazione e archiviazione dei dati. Le stazioni sono interrogate dal centro in automatico una volta al giorno ma è possibile programmare più interrogazioni ed effettuare in estemporanea chiamate dal centro verso le periferiche per i dati istantanei. I dati relativi ai diversi parametri una volta acquisiti e archiviati sono resi disponibili all utenza sul sito internet (Tab. 3). Data Pg (mm) Tmin ( C) Tmax ( C) Tmed ( C) Umin (%) Umax (%) Umed (%) 2001-01-29 37.8 3.4 9.1 6.0 85.0 97.0 94.0 2001-01-30 4.8 3.5 7.5 4.7 75.0 98.0 91.0 2001-01-31 2.2.9 6.2 2.6 62.0 90.0 81.0 2001-02-01.8-1.6 1.2 -.1 72.0 96.0 80.0 2001-02-02.8-4.3 1.8-1.7 49.0 92.0 67.0 2001-02-03.8-5.6 4.2 -.4 42.0 98.0 71.0 2001-02-04.0 1.1 7.0 4.4 88.0 98.0 96.0 Tab. 3. Riepilogo settimanale di una stazione Nella rete sono comprese anche sette stazioni dotate di strumentazione meccanica che, rappresentano il punto di partenza su cui si sono sviluppate sia la meteorologia che l agrometeorologia, dagli esordi fino ai tempi più recenti. Accanto all attività di monitoraggio agroambientale, tenuto conto che sempre di più si è venuta ad affermare l importanza delle previsioni meteorologiche come supporto al mondo agricolo, è stata promossa negli anni scorsi una convenzione con il Parco Scientifico e Tecnologico d Abruzzo per la fornitura dei dati di previsione del Molise ad alta risoluzione. I risultati delle previsioni a larga scala realizzate dal Centro Europeo di Previsione (ECMWF) di Reading, sono rielaborati ed integrati con i dati misurati a terra, da un modello previsionale sviluppato dal Centro di Eccellenza in Meteorologia dell Università degli Studi de l Aquila. Il modello di simulazione è il Mesoscale Modeling 5 (MM5), che consente di avere delle risoluzioni spaziali e temporali estremamente elevate, ed è configurato per dare previsioni a 72 ore, su una griglia con passo di 9 Km. E così possibile stilare un bollettino meteorologico con le previsioni valide per il giorno corrente e per i due successivi, con la tendenza del tempo per altri tre giorni, integrando i dati con l ausilio di mappe meteorologiche a larga scala. 6
Il servizio può essere integrato da mappe di previsione a scala regionale per altri dati, quali, pressione al suolo e vento a 10 m., temperatura a 2 m., umidità a 2 m., precipitazione totale accumulata (Fig.2). Fig.2 Mappa di previsione della temperatura a 2 m ATTIVITA OPERATIVA Accanto alla rete agro-meteo funzionante dal 2000 per le stazioni principali e dal 2001 per le stazioni ordinarie, è in via di strutturazione il Servizio Agrometeorologico che, oltre alle attività operative quotidiane intende svolgere ricerche specifiche nel campo della agrometeorologia, climatologia, meteorologia ambientale e idrologia. L attività operativa, in parte già avviata, si articola in:?? previsioni meteorologiche giornaliere?? gestione della rete?? elaborazione e archiviazione dei dati?? assistenza meteorologica alle attività agricole?? supporto tecnico (per ARPA) nella valutazione e gestione della qualità dell aria?? assistenza meteorologica e climatica (per ARPA) nel monitoraggio aerobiologico di pollini e spore fungine?? assistenza nel campo della protezione civile Nell ambito delle ricerche specifiche si colloca il Progetto IrrighiaMo proposto in via sperimentale nel 2001 che, con l ausilio di un modello agrometeorologico di risparmio idrico, ha permesso la realizzazione di un servizio di facile utilizzazione, in grado di raggiungere capillarmente le aziende agricole e quanti operano nel settore dell irrigazione. 7
Si basa su un sistema realizzato con data-base SQL in ambiente Windows NT ed interfacciato ad INTERNET tramite il proprio web server che opera una analisi del bilancio idrico del terreno (apporti-perdite di acqua); le perdite più consistenti sono senz altro quelle dovute all evapotraspirazione, che viene misurata applicando la formula di Hargreaves. Per il calcolo della ET0 ( evapotraspirazione di riferimento) giornaliera, il programma utilizza i dati che le stazioni agrometeorologiche acquisiscono e trasmettono quotidianamente al centro di calcolo, mentre per la previsione dell ET0, si avvale dei dati climatici in archivio, necessari per formulare il consiglio irriguo. I risultati dell elaborazione del bilancio idrico consentono di dare un consiglio irriguo ed un valore dell umidità del terreno per ogni giorno del periodo esaminato, mettendo a disposizione degli utenti uno strumento efficace per un uso razionale dell acqua che contribuisce al calo delle perdite per dilavamento dei nutrienti chimici e a una significativa riduzione dell inquinamento delle acque superficiali e profonde da prodotti fitosanitari, a vantaggio della qualità ambientale. I risultati raggiunti in questo anno di prova fanno ben sperare per l utilizzo in continuo di questo strumento di analisi. Un particolare studio di approfondimento con analisi della situazione meteorologica dal 23 al 26 gennaio di quest anno, in un periodo in cui la fase previsionale non era disponibile, ha permesso di registrare i vari fenomeni atmosferici verificatisi in concomitanza dell evento alluvionale che ha interessato il medio e basso Molise. Già dalle mappe presenti in rete (Fig. 3) si evidenzia l approfondimento sull Italia di una saccatura (alla 500 mb), da cui si stacca una goccia fredda centrata sul basso tirreno. Il minimo di pressione al suolo ad essa associato, in fase con quello in quota, richiama aria fredda sulle regioni del versante adriatico determinando abbondanti precipitazioni. I dati di precipitazione rilevati dalle 24 stazioni (Fig. 4) descrivono l evolversi del fenomeno, evidenziandone l intensità e la distribuzione geografica, che corrisponde all area interessata dall evento alluvionale. Su tutto il te rritorio regionale sono stati registrati valori di precipitazione elevati, con accentuazione dei fenomeni nel medio e basso Molise, in corrispondenza dei bacini idrografici dei fiumi Biferno, Trigno e Fortore. Fig. 3. Mappe di analisi della pressione al suolo e dell al tezza di geopotenziale a 500 mb. 8
I fenomeni si sono verificati principalmente nei giorni 24 e 25 gennaio (Fig. 4). Fig. 4. Piogge registrate il 24 e 25 gennaio 2003 Il massimo di precipitazione è stato riscontrato a Sant Elia a Pianisi, nel bacino del Fortore, con ben 195.6 mm totali. Spiccano inoltre Trivento nel bacino del Trigno con 181.0 mm e Lupara nel bacino del Biferno, con 173.0 mm. (Tab. 3) STAZIONE Pioggia (mm)registrata il 23-01-2003 Pioggia (mm) registrata il 24-01-2003 Pioggia (mm) registrata il 25-01-2003 Pioggia (mm) registrata il 26-01-2003 Pioggia totale(mm) Agnone 0.8 32.0 15.8 0.2 48.8 Campitello Matese 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Campobasso 0.8 58.6 54 0.6 114.0 Cantalupo 1.6 61.6 32.0 0.2 95.4 Capracotta 0.4 0.0 0.0 0.0 0.4 Castel S. Vincenzo 2.4 18.4 1.6 0.0 22.4 Forlì del Sannio 0.8 42.0 12.6 0.2 55.6 Frosolone 2.8 57.0 41.0 12.2 113.0 Gambatesa 0.6 59.8 56.2 5.0 121.6 Guglionesi 10.2 59.8 79.4 3.0 152.4 Jelsi 0.6 46.6 31.8 1.2 80.2 Larino 2.2 57.8 67.2 5.6 132.8 Lupara 2.2 73.4 94.2 3.2 173.0 Mafalda - - - - - Melanico 3.0 54.2 38.2 5.6 101.0 Miranda 0.6 106.0 39.0 0.0 145.6 Montenero di 6.8 75.6 73.6 0.0 156.0 Bisaccia Monteroduni 2.2 6.6 1.8 0.0 10.6 Salcito 4.4 72.0 45.0 0.4 121.8 San Martino in 3.4 62.6 55.4 2.2 123.6 Pensilis Sant Elia a Pianisi 1.4 106.0 77.0 11.3 195.6 Sepino 0.8 58.0 53.2 6.4 118.4 Trivento 1.4 88.4 88.4 2.8 181.0 Venafro 1.2 10.8 6.8 0.0 18.8 Tab. 3. Dati registrati dalle stazioni ERSAM 9
CONCLUSIONI La realizzazione di un sistema di monitoraggio siffatto, unitamente alla disponibilità di informazioni derivanti dalle previsioni meteo consente, operando su due diverse scale temporali, di studiare da un lato, l andamento climatico tipico attraverso l esame di lunghe serie storiche di dati, dall altro, operando nel breve o brevissimo termine, l andamento meteorologico della stagione in corso. L obiettivo è dunque quello di dotarsi di un sistema di monitoraggio ambientale integrato, in cui l applicazione di tecniche agrometeorologiche evolute, sia in grado di conciliare le diverse attività umane con le esigenze dell ambiente. 10