Bollettino Ottobre 2023

Siccità Estrema

Intensità massima rilevata per alcune regioni

Situazione Generale

A livello globale, questo è stato l’Ottobre più caldo dal 1979 e il secondo mese in assoluto con l’anomalia maggiore (+0.85°C) dopo lo scorso Settembre (+0.93°C) (vedi grafici). A livello europeo, da inizio anno, le temperature si sono mantenute sempre sopra la media. Anche le temperature superficiali del mare continuano ad essere le più alte dagli anni ’70. Il trimestre Agosto-Ottobre, a livello europeo, si è mantenuto ancora secco nel settore orientale e sul Mediterraneo, in particolare in Italia centro-sud anche se l’elevata evaporazione dovuta ai valori termici elevati dell’aria e dei mari hanno incrementato l’umidità atmosferica, aumentando la probabilità di formazione di fenomeni precipitativi intensi, come quelli che hanno  determinato l’alluvione in Toscana nei primi giorni di Novembre. I grandi laghi chiudono anche questo mese nella norma o 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). I livelli del Po, in discesa per buona parte di Ottobre, sono tornati a crescere notevolmente nella terza decade del mese, fino ad arrivare a sfiorare il livello di attenzione il 6 Novembre, a seguito delle piogge dei giorni precedenti. Per quanto riguarda le acque sotterranee, a fine Ottobre la situazione risultava pressochè invariata rispetto a Settembre in Piemonte (ARPA Piemonte), mentre in Veneto c’è una generale lenta ricarica, anche se ancora inferiore ai valori soliti del periodo (ARPA Veneto). La produzione di energia idroelettrica nelle regioni settentrionali della penisola è in netta crescita, con i valori che, nella prima settimana di Novembre superano quelli dell’anno con la maggiore produzione degli ultimi 4.
Previsioni per i prossimi mesi
Per quanto riguarda le temperature dell’aria del trimestre Dicembre-Febbraio, i dati d’insieme dei maggiori centri europei per le previsioni a medio termine indicano valori sopra la media su tutta Europa, ma in particolare sul Mediterraneo, con una probabilità del 60-100%. Le temperature superficiali del Mar Mediterraneo e dell’Atlantico settentrionale risultano superiori alla media per tutto il trimestre, con una probabilità dal 70 al 100%. Per quanto riguarda le piogge, il trimestre potrebbe risultare per lo più nella norma sul comparto mediterraneo centro-occidentale, e con una probabilità del 40-50% di precipitazioni superiori alla media sull’Europa centro-orientale.
Impatti nel resto del mondo
La siccità e le alte temperature di questi mesi hanno delle ripercussioni su diverse attività antropiche e sugli ecosistemi. Di seguito alcuni dei maggiori impatti segnalati a livello globale: (Clicca qui per vedere la mappa interattiva)

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Focus Mensile

Il VPD – Vapor Pressure Deficit è una misura di quanto è secca (alto VPD) o umida (basso VPD) l’aria. Il protrarsi nel tempo di alti valori di VPD, soprattutto nei mesi più caldi, può essere un indice di siccità e può influire sull’evapotraspirazione e sulla richiesta idrica delle piante e quindi sulla produzione agricola. Dai dati disponibili per la prima metà del mese, sono evidenti valori più alti di VPD dal 4 all’8 Ottobre in diverse aree delle regioni centro-meridionali.
Indici di esposizione alla siccità
  • Percentuale di territorio regionale affetto da siccità severo-estrema: Ad Ottobre la siccità severo-estrema ha interessato principalmente le isole, la Sicilia e la Calabria; sul trimestre è evidente una situazione di deficit intenso su buona parte delle regioni centro-meridionali, mentre sul lungo e soprattutto lunghissimo periodo il deficit si concentra ancora essenzialmente al Nord.
  • Percentuale di aree agricole interessate da siccità severo-estrema: i valori di Ottobre indicano che sono le aree con predominanza di colture non irrigue ad essere maggiormente interessate dal fenomeno sulle diverse scale temporali, eccetto che per lo SPI24, con predominanza di zone a colture irrigue o risaie.
  • Percentuale di popolazione esposta a siccità: i valori di esposizione sono evidenti sulle scale più brevi e sui 2 anni.

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Indice SPI (Standardized Precipitation Index)

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Le precipitazioni di Ottobre e degli ultimi 3 mesi sono risultate particolarmente scarse rispettivamente in Sicilia e regioni meridionali e centro fra Romagna e alto Lazio, mentre eventi anche a carattere intenso hanno portato a valori di pioggia cumulati anche sopra la media sull’alta Toscana e il nordest nell’ultima parte del mese. Le scale temporali di media e lunga durata, invece, risentono dei cumulati di pioggia registrati fra fine primavera ed inizio estate, evidenziando anche aree con valori sopra la media, eccetto aree sparse in Valle d’Aosta e Piemonte, dove ci sono segni di un deficit anche intenso. Rispetto agli ultimi 2 anni le aree interessate da deficit di pioggia sono ancora una volta concentrate soprattutto nel nordovest, e parte del triveneto.

Anomalie di Temperatura della Superficie Terrestre

Tutta la penisola è stata interessata da temperature ben al di sopra della media del mese, con anomalie anche superiori a 4°C.
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Indice ESI (Evaporative Stress Index)

L’ESI indica qual è il tasso di evapotraspirazione rispetto alle condizioni normali. Le alte temperature di Ottobre e degli ultimi 3 mesi hanno fatto sì che i valori di anomalia dell’indice rimanessero per lo più negativi sulla maggior parte del territorio nazionale.
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Indice VCI (Vegetation Condition Index)

Nelle settimane centrali di Ottobre la vegetazione forestale mostra condizioni di stress in diverse zone della Valle d’Aosta, alpi piemontesi e lombarde occidentali, zone collinari toscane, marchigiane e del basso Lazio, Campania, Calabria e Sardegna.
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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.