Bollettino Luglio 2023

Siccità Estrema

Intensità massima rilevata per alcune regioni

Situazione Generale

A livello globale, questo Luglio è stato il più caldo di sempre. Gli eventi estremi sono stati la caratteristica anche di questo mese appena trascorso. Intense ondate di calore hanno interessato l’emisfero settentrionale, causando danni all’ambiente (incendi hanno devastato diverse zone, dal Canada al Mediterraneo, in particolare Algeria, Grecia, Italia e Spagna) e alla salute umana. Per quanto riguarda le piogge mensili, l’Europa è stata divisa in due, con valori sopra la media nelle regioni settentrionali, Mar Nero e Ukraina, mentre condizioni più secche hanno interessato il Mediterraneo, in particolare le zone sud-orientali e l’Italia centro-meridionale. In riferimento ai cumulati di medio e lungo termine, invece, gli ultimi 3 mesi sono stati caratterizzati da un deficit che ha interessato la porzione centro-orientale e settentrionale del continente, mentre se si va indietro fino a 24 mesi, sono ancora i Paesi centro-occidentali e orientali ad avere porzioni di territorio affette da siccità severo-estrema (vedi mappa interattiva). Anche la temperatura superficiale del mare (SST-Sea Surface Temperature) ha visto anomalie importanti sul Mediterraneo, con valori anche di 4-5 °C sopra la media sul settore occidentale, e diverse “marine heatwaves” (ondate di calore marino), come si evince dai dati del Copernicus Marine Service Information. In Italia, le riserve idriche superficiali presentano valori diversificati a seconda della zona. Al Nord i maggiori problemi sono concentrati sul lago Maggiore e lago di Como, meglio quelli orientali come Garda e Iseo. Al Centro-sud la situazione è generalmente migliore, salvo casi come quello del Trasimeno. Gli invasi del sud risultano in calo per via dell’utilizzo irriguo, ma mantengono comunque livelli buoni. Ai primi di Agosto il Po, risultava con portata inferiore alla media nel tratto piemontese e dimezzata a Piacenza (Fonte ANBI), mentre alla sezione di Pontelagoscuro (FE) l’altezza si aggira attorno ai -6m, circa 1m in più rispetto allo stesso periodo dello scorso anno. Dal punto di vista delle produzione idroelettrica, il Nord presenta valori nettamente superiori al 2022.
Previsioni per i prossimi mesi
Per quanto riguarda le temperature dell’aria del trimestre Settembre-Novembre, il centro europeo per le previsioni a medio termine ECMWF indica valori sopra la media praticamente su tutta Europa. Stessa cosa vale anche per le temperature superficiali del Mar Mediterraneo. Per quanto riguarda le piogge, il trimestre potrebbe risultare, con una probabilità fra il 40 e il 70%, più piovoso del normale soprattutto sui Paesi mediterranei, in particolare Italia centro-sud, Balcani e Grecia.

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Focus Mensile

Le temperature di Luglio sono state sopra la media praticamente ovunque, con valori fino a oltre +3°C in Sardegna e regioni meridionali. Temperature in media o di poco inferiori si sono concentrate nella pianura Padana centrale.
Indici di esposizione alla siccità
  • Percentuale di territorio regionale affetto da siccità severo-estrema: condizioni diametralmente opposte hanno caratterizzato le regioni italiane a seconda del periodo considerato. Rispetto al singolo mese, la siccità severo-estrema ha colpito buona parte del territorio meridionale, mentre sul lungo e soprattutto lunghissimo periodo persiste il deficit al Nord.
  • Percentuale di aree agricole interessate da siccità severo-estrema: considerata la distribuzione delle aree irrigue (maggiormente concentrate al nord) rispetto a quelle non irrigue, risulta evidente le diversa incidenza della siccità di breve periodo rispetto a quella di lungo periodo sui diversi tipi di coltura.
  • Percentuale di popolazione esposta a siccità severo-estrema: i valori di esposizione evidenziati rispetto allo SPI1 e allo SPI24 si riferiscono ad una  popolazione insidente rispettivamente in regioni meridionali e settentrionali.

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Indice SPI (Standardized Precipitation Index)

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Le precipitazioni occorse in maniera disomogenea a Luglio sono ben rappresentate dall’indice a 1 mese, con un estremo surplus sulle regioni nord-orientali e un deficit concentrato al sud. Rispetto al trimestre quasi tutta la penisola ha ricevuto quantitativi di pioggia nettamente superiori alla norma, mentre sul semestre e i 12 mesi i valori positivi si sono concentrati soprattutto al centro-sud, anche se i fenomeni intensi di Luglio si fanno sentire su Trentino Alto-Adige e porzioni di Lombardia ed Emilia Romagna. Guardando ancora più indietro, permangono situazioni di siccità anche estrema su ampie zone del Nord Italia, in particolare su Piemonte e Valle d’Aosta.

Indice ESI (Evaporative Stress Index)

L’ESI indica qual è il tasso di ET rispetto alle condizioni normali. Nelle 4 settimane comprese fra il 3 e il 30 Luglio, i valori di anomalia sono negativi a nord, sull’arco alpino e Monferrato, costa veneto-friulana, sulle Apuane, Appennino abruzzese e calabro-lucano e buona parte di Sicilia e Sardegna meridionale. Rispetto ai valori dei 3 mesi (dall’8 Maggio al 30 Luglio), la situazione è simile, salvo un miglioramento dei valori negativi nell’astigiano e un’anomalia più marcata nella pianura lombarda orientale.
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Indice VCI (Vegetation Condition Index)

La vegetazione forestale nelle prime due decadi circa di Luglio risulta in condizioni ottimali al nord-est e in buona parte del centro-sud. Situazioni di stress si individuano sull’arco alpino occidentale, Appennino ligure e parte dell’Appennino toscano settentrionale. Nei successivi 16 giorni i valori tendono a scendere su buona parte della penisola, con situazioni che passano da condizioni favorevoli a normali.
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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.