ANALISI CLIMATOLOGICA PER IL TERRITORIO DI CAMPI BISENZIO FONDAZIONE PER IL CLIMA E LA SOSTENIBILITA 1 Ver. 1.1
ANALISI CLIMATOLOGICA PER IL TERRITORIO DI CAMPI BISENZIO Gaetano Zipoli Firenze, Luglio 2006 2 Ver. 1.1
INDICE 1. INTRODUZIONE PAG. 4 2. IL TERRITORIO PAG. 5 3. NOTA METODOLOGICA PAG. 6 4. RISULTATI SOTTO FORMA DI TABELLE GRAFICI RELATIVI A: 4.1TEMPERATURA DELL ARIA PAG. 8 4.2UMIDITA DELL ARIA PAG. 12 4.3PIOGGIA PAG. 15 4.4VENTO (VELOCITA E DIREZIONE) PAG. 19 4.5RADIAZIONE SOLARE PAG. 28 5. RINGRAZIAMENTI PAG. 32 Allegati: n. 1 Tabelle delle elaborazioni del vento 3 Ver. 1.1
1.INTRODUZIONE Il presente lavoro riporta i risultati di un indagine condotta per conto dell Amministrazione del Comune di Campi Bisenzio dalla Fondazione per il Clima e la Sostenibilità (FCS) in collaborazione con l Istituto di Biometeorologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche nell ambito delle attività del Laboratorio per la Meteorologia e la Modellistica Ambientale (LaMMA) come convenuto nella relativa convenzione stipulata tra il Comune di Campi B.zio e FCS. Le condizioni meteorologiche costituiscono per un edilizia sostenibile sia un elemento di rischio da cui proteggersi che una risorsa da sfruttare soprattutto per il contenimento dei costi energetici. I parametri climatici più importanti che sono stati presi in considerazione in questa analisi sono i seguenti: temperatura dell aria, espressa in C umidità relativa dell aria, espressa in % pioggia, in mm velocità del vento, in m/s direzione del vento, in rispetto la Nord (0 ) radiazione solare giornaliera, espressa in MJm -2 4 Ver. 1.1
2. IL TERRITORIO Il territorio del Comune di Campi Bisenzio (poco più di 28 km 2 ) è localizzato completamente nella parte pianeggiante della valle Firenze-Pistoia circondato da rilievi che arrivano intorno ai 900 metri di quota. E un territorio completamente pianeggiante con un escursione molto piccola tra la sua quota massima (57 m slm) e quella minima (26 m slm). La climatologia di quest area risente ovviamente della morfologia del territorio che tende ad esaltare gli estremi termici, a favorire l accumulo di umidità nonché degli inquinanti atmosferici prodotti in loco. Il fatto che tutto il territorio sia pianeggiante insieme alle sue ridotte dimensioni spaziali, fa si che la variabilità spaziale dei principali parametri che ne determinano il clima sia molto ridotta anche per quelli caratterizzati da maggior dinamica, come la pioggia. Questa considerazione, supportata anche dai risultati cui era giunta una precedente e più ampia indagine su molti comuni della valle (L. Bacci e M. Romani, 2003), ci hanno indotto a prendere in considerazione solo alcune stazioni meteorologiche prossime all area di studio senza effettuare alcuna spazializzazione dei dati elaborati. 5 Ver. 1.1
3. NOTA METODOLOGICA Nel territorio del Comune di Campi Bisenzio non sono situate stazioni meteorologiche che abbiano raccolto serie storiche di dati climatici sufficientemente lunghe e complete da poter essere utilizzate in questa analisi. Si è quindi fatto ricorso ai dati delle seguenti stazioni: Firenze, Peretola, per quanto riguarda i dati di temperatura, umidità dell aria e precipitazioni Sesto Fiorentino, Case Passerini, per quanto riguarda la direzione e velocità del vento Firenze, Cascine, per i dati di radiazione solare Figura 1. Posizione delle stazioni meteo utilizzate rispetto al territorio di Campi B.zio contornato in rosso. Nella tabella seguente sono indicati gli anni, per le varie stazioni e per i vari parametri, utilizzati in questa analisi. 6 Ver. 1.1
Origine dei dati utilizzati Parametro Stazione Periodo Temperatura dell'aria Peretola 1951-1995 Umidità dell'aria Peretola 1951-1980 Pioggia Peretola 1960-1995 Radiazione solare Le Cascine 1990-2000 Velocità del vento Case Passerini 1993-1999 Direzione del vento Case Passerini 1993-1999 Gli indici statistici calcolati sono il valore medio mensile e quello stagionale. Il primo derivato dai valori medi mensili di ogni anno. Per i valori stagionali l ulteriore elaborazione ha riguardato i mesi di Dicembre, Gennaio e Febbraio per la stagione invernale (da qui in avanti indicata anche come DGF), Marzo, Aprile e Maggio per quella primaverile (da qui in avanti indicata anche come MAM), Giugno, Luglio e Agosto per quella estiva (da qui in avanti indicata anche come GLA) e Settembre, Ottobre e Novembre per l autunnale (da qui in avanti indicata anche come SON). 7 Ver. 1.1
4. 1 ANALISI DELLA TEMPERATURA DELL ARIA. Nell analisi di questo parametro sono stati impiegati i dati della temperatura dell aria misurata a 2 m dal suolo e rilevati negli anni dal 1951 al 1995 nella stazione di Peretola. La serie è decisamente completa: ci sono tuttavia due buchi, mancando 13 giorni continuativi nel mese di novembre 1966 e 11 nel novembre 1972. Nelle tabelle seguenti vengono riportati i valori medi mensili e quelli stagionali della temperatura massima, minima e media espressi in C. MESE TEMP. MAX TEMP. MIN TEMP. MEDIA GEN 10.2 1.6 5.9 FEB 11.8 2.6 7.2 MAR 15.1 4.8 9.95 APR 18.7 7.6 13.15 MAG 23.4 11.4 17.4 GIU 27.4 14.8 21.1 LUG 31 17.2 24.1 AGO 30.7 17.1 23.9 SET 26.5 14.3 20.4 OTT 20.8 10 15.4 NOV 14.6 5.6 10.1 DIC 10.7 2.7 6.7 STAGIONE TEMP. MAX TEMP. MIN TEMP. MEDIA DGF 10.9 2.3 6.6 MAM 19.1 7.9 13.5 GLA 29.7 16.4 23.0 SON 20.6 10.0 15.3 8 Ver. 1.1
Temperature massime Nei grafici sotto riportati sono rappresentati gli andamenti mensili e stagionale della temperatura massima dell aria. VALORI MEDI MENSILI DELLE TEMPERATURE MASSIME TEMP. MAX ( C) 35 30 25 20 15 10 5 0 1951-1995 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 MESI VALORI STAGIONALI TEMPERATURE MASSIME TEMPERATURE MAX ( C) 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 DGF MAM GLA SON 1951-1995 STAGIONI 9 Ver. 1.1
Temperature minime Gli andamenti delle temperature minime dell aria sono riportati nei grafici che seguono. VALORI MEDI MENSILI DELLE TEMP. MEDIE MINIME TEMP. MIN. ( C) 20 15 10 5 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG MESI AGO SET OTT NOV DIC 1951-1995 VAORI STAGIONALI DELLE TEMP. MINIME TEMP. MINIME ( C) 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 DGF MAM GLA SON STAGIONI 1951-1995 10 Ver. 1.1
Temperature medie Gli andamenti mensili e stagionali delle temperature medie dell aria sono sotto riportati. VALORI MEDI MENSILI DELLE TEMP. MEDIE TEMP. MEDIE ( C) 30 25 20 15 10 5 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG MESI AGO SET OTT NOV DIC 1951-1995 VALORI STAGIONALI DELLE TEMP. MEDIE 25.0 TEMP. MEDIE ( C) 20.0 15.0 10.0 5.0 1951-1995 0.0 DGF MAM GLA SON STAGIONI 11 Ver. 1.1
4.2 ANALISI DELL UMIDITA RELATIVA DELL ARIA. I dati elaborati sono quelli della stazione di Peretola e si riferiscono al periodo 1951-1981. Le analisi sono state condotte sui valori medi mensili e stagionali dei rilievi delle ore 7:00, 13:00 e 19:00. Per quanto concerne i valori medi mensili, osserviamo una dinamica molto limitata per le misure del mattino, in prossimità dei valori massimi di umidità: le differenze tra il massimo di Novembre (89.6%) e il minimo di Febbraio (84.5%) sono decisamente molto piccole. Escursioni maggiori si osservano invece per i rilievi delle ore 13:00 (massimo di 74.1% a Dicembre e minimo di 44.8% a Luglio) e per quelli delle ore 19:00 (massimo a Novembre di 78.4% e minimo ancora a Luglio con 48.6%). Ovviamente le dinamiche stagionali di questo parametro appaiono ancora più contenute. Escursione ridotta al minimo per i rilievi del mattino, assai ridotte anche per quelli delle 13:00 (massimo di 67.3% in inverno e minimo di 47.2% in estate) e delle ore 19:00 (massimo di 70.0% in autunno e minimo di 51.8% in estate). PERIODO UMIDITA' RELATIVA VALORI MEDI ALLE ORE: 7 h 00 13 h 00 19 h 00 GENNAIO 86.5 70.5 73.1 FEBBRAIO 84.5 64.1 66.3 MARZO 85.6 58.7 62.5 APRILE 87 54 60.5 MAGGIO 87.6 52.2 58.1 GIUGNO 86.6 50.3 54.9 LUGLIO 85.1 44.8 48.6 AGOSTO 88.3 46.5 51.8 SETTEMBRE 88.8 53.1 60.4 OTTOBRE 89.3 60.7 71.2 NOVEMBRE 89.6 70.8 78.4 DICEMBRE 87.6 74.1 77.9 STAGIONI DGF 85.5 67.3 69.7 MAM 86.7 55.0 60.4 GLA 86.7 47.2 51.8 SON 89.2 61.5 70.0 12 Ver. 1.1
UMIDITA' RELATIVA MENSILE ORE 7:00 UMIDITA' REALTIVA (%) 100 90 80 70 60 50 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI UMIDITA' RELATIVA MENSILE ORE 13:00 UMIDITA' RELATIVA (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI UMIDITA' RELATIVA MENSILE ORE 19:00 UMIDITA' RELATIVA (%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI 13 Ver. 1.1
UMIDITA' RELATIVA STAGIONALE ORE 7:00 UMIDITA' RELATIVA (%) 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 DGF MAM GLA SON STAGIONI UMIDITA' RELATIVA STAGIONALE ORE 13:00 UMIDITA' RELATIVA (%) 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 DGF MAM GLA SON STAGIONI UMIDITA' RELATIVA STAGIONALE ORE 19:00 UMIDITA' RELATIVA (%) 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 DGF MAM GLA SON STAGIONI 14 Ver. 1.1
4.3 ANALISI DELLE PIOGGIE Nella tabella seguente sono riportate le elaborazioni relative alle piogge sia a livello mensile che stagionale relative ai valori cumulati di precipitazione che al numero di giorni in cui sono state superate le soglie di 10, 30 e 50 mm di pioggia cumulata nelle 24 ore. Nel caso del numero di giorni si tratta di valori assoluti, ossia il numero di eventi che hanno superato le varie soglie sul numero totale di giorni del periodo 1960-1995. MESE MEDIA n. gg. >10 mm n. gg > 30 mm n. gg.>50mm totale dei giorni con dati presenti GEN 66.3 77 5 1 1116 FEB 68.4 81 6 2 1017 MAR 75.6 90 14 1 1116 APR 84.4 96 9 3 1080 MAG 70.9 85 10 1 1116 GIU 55.2 46 9 1 1080 LUG 38.7 48 9 3 1115 AGO 66.0 86 17 4 1116 SET 79.6 99 24 5 1078 OTT 112.7 102 30 11 1116 NOV 120.1 140 29 6 1056 DIC 89.7 107 17 5 1116 TOTALE 927.7 1057 179 43 13122 STAGIONE totale dei giorni con dati presenti DGF 74.8 265 28 8 3249 MAM 77.0 271 33 5 3312 GLA 53.3 180 35 8 3311 SON 104.1 341 83 22 3250 Novembre e Ottobre sono i mesi più piovosi con oltre 120 mm e 112 mm di pioggia media cumulata; questi due mesi sono anche quelli con frequenza maggiore di eventi di bassa intensità (> 10 mm) e moderata (> 30 mm) intensità con, rispettivamente, 140 e 30 eventi nell intero periodo considerato. Luglio è decisamente il mese più secco (38.7 mm di pioggia media) e quello con limor numero di giorni con pioggia di media intensità. All opposto Ottobre (subito seguito a Novembre) è il mese con la maggior frequenza di giorni con piogge di moderata ed alta intensità. Gli andamenti dei grafici mensili e stagionali delle piogge sono illustrati nelle figure seguenti. 15 Ver. 1.1
VALORI MEDI MENSILI DEI CUMULATI DI PIOGGIA 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV CUMULATI MEDI (mm) DIC MESI VALORI MEDI STAGIONALI CUMULATE DI IPODDIA (mm) 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 DGF MAM GLA SON STAGIONI NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > A 10 mm NEL PERIODO 1960-1995 150 100 50 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU N GIORNI LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI 16 Ver. 1.1
NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > A 30 mm NEL PERIODO 1960-1995 35 30 25 20 15 10 5 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV N. GIORNI DIC MESI NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > A 50 mm NEL PERIODO 1960-1996 N. GIORNI 12 10 8 6 4 2 0 GEN FEB MAR APR MAG GIU LUG AGO SET OTT NOV DIC MESI 17 Ver. 1.1
NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > 10 mm NEL PERIODO 1960-1995 PER STAGIONE N. GIORNI 400 300 200 100 0 DGF MAM GLA SON STAGIONI N. GIORNI 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > A 30 mm NEL PERIODO 1960-1995 PER STAGIONE DGF MAM GLA SON STAGIONI NUMERO TOTALE DI GIORNI CON PIOGGIA > A 50 mm NEL PERIODO 1960-1995 PER STAGIONE 25 N. GIORNI 20 15 10 5 0 DGF MAM GLA SON STAGIONI 18 Ver. 1.1
ANALISI DATI DI VENTO Per l analisi del parametro vento sono stati utilizzati i dati raccolti in località Case Passerini del Comune di Sesto Fiorentino nel periodo dall 1.1.1993 al 31.12.1999 mediante sensori di velocità e direzione posti a 10 metri dal suolo. La base dei dati sono le rilevazioni effettuate allo scadere di ogni ora e di ogni mezzora. Le elaborazioni relative ai vari mesi dell anno e alle stagioni, insieme ai grafici delle rose dei venti, sono di seguito riportati. MESE NUMERO DI DATI PRESENTI GENNAIO 10169 FEBBRAIO 9309 MARZO 10102 APRILE 9989 MAGGIO 10251 GIUGNO 8505 LUGLIO 10365 AGOSTO 10352 SETTEMBRE 8890 OTTOBRE 8743 NOVEMBRE 8579 DICEMBRE 8503 STAGIONE DGF 27981 MAM 30342 GLA 29223 SON 26213 Riepilogo dati di vento Nella tabella che segue sono stati riepilogati i dati di vento evidenziando, per ciascun mese e stagione, la distribuzione percentuale tra le otto possibili direzioni di provenienza delle registrazioni semiorarie per tutte le intensità del vento ovvero in presenza di calma di vento. A titolo d esempio il dato cerchiato in rosso nella tabella seguente indica che nel mese di Maggio nel periodo considerato (dal 1993 al 1999) il 21.3% delle registrazioni si riferiscono a venti provenienti da SudOvest indipendentemente dalla loro intensità. Nello stesso mese nell 8.8% dei rilievi si riscontrava calma di vento. 19 Ver. 1.1
DISTRIBUZIONE PERCENTUALE DEI DATI DI VENTO RILEVATI N NE E SE S SW W NW CALMA GEN 18.2 6.9 10.5 8.1 9.5 11.9 10.4 8.9 15.6 FEB 18.7 9.4 12.4 8.7 9.0 13.2 10.2 8.6 9.9 MAR 15.7 11.9 11.9 7.8 8.3 14.3 11.7 7.6 10.7 APR 11.2 8.1 14.5 10.4 9.8 17.5 12.6 7.4 8.4 MAG 10.6 7.9 12.9 8.4 8.6 21.3 14.6 7.0 8.8 GIU 8.1 5.4 13.0 7.3 9.0 23.8 16.1 7.0 10.2 LUG 12.0 8.1 9.5 6.2 8.5 20.8 16.2 7.8 10.9 AGO 10.6 6.9 10.3 7.2 9.3 20.4 16.0 6.8 12.5 SET 10.5 8.1 12.8 8.7 10.3 15.8 13.6 7.7 12.6 OTT 16.3 7.2 12.8 9.9 9.8 11.9 10.2 7.1 14.8 NOV 15.4 6.4 12.4 9.8 9.6 11.0 10.1 7.8 17.5 DIC 17.2 6.5 10.1 8.9 9.6 13.4 10.7 8.3 15.4 DGF 18.1 7.6 11.0 8.5 9.4 12.7 10.4 8.6 13.7 MAM 12.5 9.3 13.1 8.8 8.9 17.7 13.0 7.3 9.3 GLA 10.4 6.9 10.8 6.9 8.9 21.5 16.1 7.2 11.3 SON 14.1 7.2 12.6 9.5 9.9 12.9 11.3 7.5 15.0 Analisi sui picchi di vento A completamento delle analisi relative al vento vengono di seguito riportati i dati relativi agli eventi di picco (in m/sec) e al numero di eventi con vento superiore a 10 m/sec sia per mese che per stagione. E evidente la presenza di una netta direzione prevalente (Nord-NordEst) quando si prendono in considerazione gli eventi con venti più intensi. EVENTO DI PICCO (M/SEC) PROVENIENZA N. EVENTI CON VENTO > 10 MSEC PROVENIENZA PREVALENTE GEN 13.51 N 43 N FEB 12.49 N 15 N MAR 14.03 N 58 N-NE APR 11.69 NE 12 N-NE MAG 11.61 NE 11 NE-N GIU 9.55 SW 0 - LUG 11.0 N 1 N AGO 11.3 N 3 N SET 14.33 SE 3 SE OTT 14.22 NE 28 N-NE NOV 12.85 NE 19 N DIC 13.7 N 56 N-NE DGF 13.7 N 115 N-NE MAM 14.03 N 81 N-NE GLA 11.36 N 4 N SON 14.33 SE 50 N-NE 20 Ver. 1.1
Rose dei venti Nei grafici che seguono vengono riportate per ciascun mese e stagione la percentuale di eventi secondo le cinque classi di intensità di vento e le loro provenienze. Così per esempio in Gennaio circa il 12% degli eventi registrati è riferito a venti che provengono da Nord e all interno di questo raggruppamento gli eventi che ricadevano nella classe d intensità da 4 a 6 ms -1 rappresentavano poco più del 3.5%. GENNAIO 21 Ver. 1.1
FEBBRAIO MARZO 22 Ver. 1.1
APRILE MAGGIO 23 Ver. 1.1
GIUGNO LUGLIO 24 Ver. 1.1
AGOSTO SETTEMBRE 25 Ver. 1.1
OTTOBRE NOVEMBRE 26 Ver. 1.1
DICEMBRE 27 Ver. 1.1
DICEMBRE-GENNAIO-FEBBARIO MARZO-APRILE-MAGGIO 28 Ver. 1.1
GIUGNO-LUGLIO-AGOSTO SETTEMBRE-OTTOBRE-NOVEMBRE 29 Ver. 1.1
4.5 ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE Per l analisi della radiazione solare sono stati impiegati i dati rilevati a 2 metri dal suolo dal piranometro installato a Firenze, in prossimità del parco delle Cascine. Da tale stazione è stata estratta una serie completa di dati orari che hanno coperto il periodo 1 Gennaio 1995-31 Dicembre 2000. A partire dai rilevamenti effettuati ogni ora (in Wm -2 ) si è ricostruito l integrale giornaliero (Jm -2 ) e sono stati quindi calcolati i valori medi di tali integrali giornalieri per tutti i giorni di ciascun mese e delle quattro stagioni. Tali indici sono espressi in MJm -2. Nelle tabelle e nei grafici seguenti si riportati i valori medi mensili e stagionali così calcolati. RADIAZIONE SOLARE CASCINE 1990-2000 INTEGRALE MEDIO MESE GIORNALIERO PER MESE MJ/m2 GENNAIO 5.34 FEBBRAIO 7.95 MARZO 11.09 APRILE 12.93 MAGGIO 17.78 GIUGNO 20.06 LUGLIO 22.76 AGOSTO 19.74 SETTEMBRE 15.64 OTTOBRE 10.14 NOVEMBRE 6.09 DICEMBRE 4.91 RADIAZIONE SOLARE CASCINE PERIODO 1990-2000 INTEGRALE MEDIO GIORNALIERO PER STAGIONE STAGIONE MJ/m2 DGF 5.93 MAM 14.28 GLA 20.86 SON 9.92 30 Ver. 1.1
RADIAZIONE SOLARE INTEGRALI GIORNALIERI MEDI MENSILI 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 GEN FEB MAR APR MAG GIU LIG AGO SET OTT NOV DIC INTEGRALE GIORNALIERO MEDIO (MJ/m2) MESI DELL'ANNO RADIAZIONE SOLARE INTEGRALI GIORNALIERI MEDI STAGIONALI INTEGRALE MEDIO STAGIONALE (MJ/M2) 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 DGF MAM GLA SON STAGIONI 31 Ver. 1.1
RINGRAZIAMENTI Hanno collaborato alla realizzazione di questo studio: Lorenzo Bottai per la parte cartografica Luca Fibbi per la parte database climatico Daniele Grifoni per la revisione delle elaborazioni Francesco Sabatini per la parte tecnico-strumentale 32 Ver. 1.1