Bollettino Dicembre 2023

Siccità Estrema

Intensità massima rilevata per alcune regioni

Situazione Generale

A livello globale il 2023 è risultato in assoluto l’anno più caldo rispetto all’epoca pre-industriale (1850-1900), con un’anomalia media di quasi +1,5°C, e due giorni che, a Novembre, per la prima volta hanno superato i 2°C. In Europa 11 mesi su 12 sono risultati più caldi della norma. In Italia, questo appena trascorso è stato il secondo anno più caldo dal 1800, con un’anomalia di +1,12°C rispetto al periodo 1991-2020, a soli 0,04°C dal più caldo 2022 (ISAC-CNR). Circa il 10% del territorio nazionale dei Paesi dell’Europa mediterranea occidentale è ancora interessato dalla siccità severo-estrema che si è accumulata negli ultimi 24 mesi, e valori anche superiori si registrano in Grecia e nei Paesi più a est.
  • I grandi laghi, al 2 Gennaio 2024, mostrano tutti valori al di sopra dei valori medi di riempimento rispetto al massimo valore d’invaso disponibile (volume è compreso tra il limite minimo e il limite massimo dell’attività di regolazione delle acque).
  • Il Po, alla stazione di misura di Pontelagoscuro, mostra il picco legato alle precipitazioni di inizio Dicembre e chiude il mese con circa 40cm in più rispetto a fine 2022.
  • La situazione in Sardegna e Sicilia: a fine mese i livelli degli invasi sardi era al di sotto di quello del 2022 e, complessivamente, risultavano pieni per circa il 50% (Autorità di Bacino Sardegna); come conseguenza, nella seconda settimana di Gennaio il Consorzio di Bonifica della Sardegna Centrale ha vietato l’uso irriguo dell’acqua. In Sicilia la siccità e le alte temperature hanno costretto diversi comuni al razionamento dell’acqua.
  • Per quanto riguarda le acque sotterranee, a fine Dicembre in Piemonte i livelli di soggiacenza si attestavano al di sotto dei valori medi mensili, con tendenza alla stazionarietà o in diminuzione (ARPA Piemonte). In Veneto i livelli risultano in calo, anche se entro la media quasi ovunque; persistono i valori sotto media nell’alta pianura veronese (ARPA Veneto).
  • I valori di produzione di energia idroelettrica nelle regioni settentrionali della penisola nell’ultima settimana del 2023 risultano essere i più alti dal 2016.
Previsioni per i prossimi mesi
Per quanto riguarda le temperature dell’aria del trimestre Febbraio-Aprile, i dati d’insieme dei maggiori centri europei per le previsioni a medio termine indicano valori sopra la media sull’Europa centro-meridionale, con una probabilità crescente (40-70%) lungo l’asse latitudinale nord-sud. Anche le temperature superficiali del Mediterraneo risultano superiori alla media per tutto il trimestre, con una probabilità dal 70 al 100%. Per quanto riguarda le piogge, il trimestre risulta avere una tendenza dall’umido a livelli normali. In particolare Febbraio potrebbe risultare, con una probabilità del 40-50%, più piovoso della media su buona parte dell’Italia.

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Focus Mensile

Indici di esposizione alla siccità
  • Percentuale di territorio regionale affetto da siccità severo-estrema: nel mese di Dicembre sono state le regioni meridionali quelle ad essere interessate maggiormente dal fenomeno, che risulta estendersi verso il centro e il nord-ovest man mano che si passa a scale temporali di breve e media durata (3-6 mesi). Sul lunghissimo periodo (24 mesi) lo stress legato al deficit di pioggia è esteso su tutto il nord della penisola, e su Sicilia, Calabria e Puglia.
  • Percentuale di aree agricole interessate da siccità severo-estrema: i valori di Dicembre indicano che, dal breve al lungo periodo, sono le aree con predominanza di colture non irrigue ad essere maggiormente interessate dal fenomeno, mentre rispetto allo SPI24, prevalgono le zone a colture irrigue o risaie.
  • Percentuale di popolazione esposta a siccità: i valori di esposizione sono evidenti su tutte le scale eccetto che sui 12 mesi, dove le percentuali sono molto ridotte.

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Indice SPI (Standardized Precipitation Index)

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Precipitazioni fortemente sotto la media si evidenziano in particolare al sud e sulle isole maggiori sia rispetto ai valori di Dicembre, che dell’ultimo trimestre e della seconda metà del 2023. Gli ultimi 12 mesi, invece, sono per lo più nella norma, se non addirittura più piovosi in alcune aree settentrionali.

Anomalie di Temperatura della Superficie Terrestre

Dal punto di vista termico a Dicembre la penisola è stata interessata quasi ovunque da anomalie positive, più intense in alcune aree alpine e Appennini, dalle Marche alla Campania e Puglia.
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Indice ESI (Evaporative Stress Index)

L’ESI indica qual è il tasso di evapotraspirazione rispetto alle condizioni normali. Le temperature di Dicembre e delle ultime 12 settimane del 2023 hanno fatto sì che i valori di anomalia dell’indice rimanessero negativi sulla maggior parte del territorio nazionale, in particolare sul versante adriatico centrale e al nord-ovest, mentre segnali positivi sono visibili sul Trentino-Alto Adige, Liguria occidentale e Friuli-Venezia Giulia sud-orientale.
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Indice Pluviometrico SPI

Indice scelto a livello internazionale, attraverso la “Dichiarazione di Lincoln”, per l’identificazione di siccità meteorologiche (SPI 3 mesi). Basato sulla sola precipitazione cumulata mensile (McKee et al., 1993), quantifica un deficit o surplus di pioggia rispetto ai valori medi, a diverse scale temporali (usualmente 1, 3, 6, 12, 24 e 48 mesi), consentendo la determinazione delle diverse tipologie di siccità, dalla meteorologica, all’agricola all’idrologica. Le serie di pioggia (almeno 30 anni) vengono adattate in una distribuzione gamma, successivamente trasformata in un distribuzione normale, con media zero e deviazione standard pari a 1. Tale standardizzazione permette il confronto fra diverse aree geografiche e climatiche. Le equazioni da cui deriva lo SPI sono di seguito rappresentate: dove H(x) è la probabilità cumulativa della pioggia xc e d sono delle costanti.
La tabella seguente indica le classi di siccità o surplus in base ai valori dell’indice:

Riferimenti bibliografici

McKee T.B., Doesken N. J., Kliest J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference of Applied Climatology, 17-22 January, Anaheim, CA. American Meterological Society, Boston, MA. 179-184.

Guttman, N. B. (1999). Accepting the Standandardized Precipitation Index: a calculation algorithm. J. Amer. Water Resour. Assoc., 35 (2), 311-322.

Indice ESI
Evaporative Stress Index

L’indice ESI (Evaporative Stress Index) quantifica anomalie temporali standardizzate del rapporto fra evapotraspirazione reale e potenziale e fornisce indicazioni “proxy” circa la rapida evoluzione dell’umidità superficiale del suolo e delle condizioni di stress delle colture. I valori dell’indice, calcolato con aggregazioni di brevi periodi (es. 4 settimane), forniscono indicazioni circa cambiamenti rapidi, mentre aggregazioni più lunghe, che integrano dati su periodi di tempo maggiori (es. 12 settimane), sono rappresentative di cambiamenti più lenti.


Riferimenti bibliografici

Anderson, M. C., J. M. Norman, J. R. Mecikalski, J. P. Otkin, and W. P. Kustas, 2007a: A climatological study of evapotranspiration and moisture stress across the continental U.S. based on thermal remote sensing: I. Model formulation. J. Geophys. Res., 112, D10117, doi:10110.11029/12006JD007506.

Anderson, M. C., J. M. Norman, J. R. Mecikalski, J. P. Otkin, and W. P. Kustas, 2007b: A climatological study of evapotranspiration and moisture stress across the continental U.S. based on thermal remote sensing: II. Surface moisture climatology. J. Geophys. Res., 112, D11112, doi:11110.11029/12006JD007507.

TCI
Temperature Condition Index

Temperature Condition Index



dove LSTi, LSTmin, e LSTmax sono rispettivamente l’ultima immagine LST disponibile e i valori minimo e massimo assoluti lungo la serie temporale, relativi allo stesso periodo. In accordo con lo studio di Sun and Kafatos, per il calcolo del TCI invece della temperatura di brillanza viene utilizzata la LST. Nonostante l’LST sia calcolato per tutto l’anno, durante il periodo autunno-invernale le immagini satellitari sono più influenzate dalla maggiore copertura nuvolosa che contraddistingue questi mesi più freddi. Il dataset di LST (DOI: 10.5067/MODIS/MOD11A2.006) utilizzato per il calcolo dei TCI proviene dall’elaborazione delle immagini dello strumento MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) del satellite Terra (EOS AM-1).


Riferimenti Bibliografici

Kogan, F. N. (1995). Application of vegetation index and brightness temperature for drought detection. Advances in Space Research. 15, 91-100.

Sun D., Kafatos M. (2007). Note on the NDVI-LST relationship and the use of temperature-related drought indices over North America. Geophysical Research Letters, 34.

VCI
Vegetation Condition Index




dove NDVIi, NDVImin, e NDVImax sono rispettivamente l’ultima immagine NDVI disponibile ed i valori minimo e massimo assoluti lungo la serie temporale, riferiti allo stesso periodo. Nonostante l’NDVI sia calcolato per tutto l’anno, durante il periodo autunno-invernale le immagini satellitari sono più influenzate dalla maggiore copertura nuvolosa che contraddistingue questi mesi più freddi. Il dataset degli indici di vegetazione (DOI: 10.5067/MODIS/MOD13Q1.006) utilizzato per il calcolo del VCI e dell’E-VCI proviene dall’elaborazione delle immagini dello strumento MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) del satellite Terra (EOS AM-1).
 

Riferimenti Bibliografici

Kogan, F. N. (1995). Application of vegetation index and brightness temperature for drought detection. Advances in Space Research. 15, 91-100.

VHI
Vegetation Health Index



dove a, e b sono coefficienti che quantificano rispettivamente il contributo del VCI e del TCI nella risposta della vegetazione. Data la complessità del nostro ambiente e visto quanto esso sia caratterizzato da diversi tipi di vegetazione (dalle conifere e latifoglie sempreverdi Mediterranee alle conifere e latifoglie decidue temperate) che rispondono in maniera differente alla temperatura ed alla disponibilità idrica, ai coefficienti è stato assegnato lo stesso peso (0.5) per semplificare il calcolo dell’indice.


Riferimenti bibliografici

Kogan, F. N. (1995). Application of vegetation index and brightness temperature for drought detection. Advances in Space Research. 15, 91-100.

Kogan F.N. (2001). Operational space technology for global vegetation assessment. Bulletin of the American Meteorological Society. 82 (9), 1949-1964.