Bollettino Settembre 2023

Siccità Estrema

Intensità massima rilevata per alcune regioni

Situazione Generale

Anche Settembre è stato un mese da record a livello globale, risultando il più caldo, con +0.93°C rispetto alla media 1991-2020. A livello europeo è stato addirittura 2.51°C più caldo della norma. Anche le temperature superficiali del mare sono state eccezionali, designando questo settembre come il secondo più caldo di tutti i mesi dopo Agosto 2023. Per quanto riguarda le piogge, a livello europeo questo trimestre è stato particolarmente secco per l’Italia, la Svizzera, la Francia e la Grecia, ma anche per molti Paesi dell’est Europa. Nonostante ciò, il Mediterraneo occidentale e orientale è stato interessato da fenomeni estremi di particolare intensità, fra cui le alluvioni in Grecia e il ciclone in Libia che ha provocato migliaia di vittime a causa del cedimento della diga a monte della città di Derna. In Italia, grazie alle perturbazioni occorse negli ultimi giorni di Agosto e della terza decade di Settembre, i grandi laghi hanno chiuso il mese 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), anche se sono poi tornati a scendere in queste prime settimane di Ottobre. I livelli del Po mostrano anch’essi dei picchi in corrispondenza dei periodi con le principali perturbazioni, ma si attestano su valori più alti rispetto all’omologo periodo del 2022. Per quanto riguarda le acque sotterranee, permangono valori sotto i minimi storici in alcune zone dell’alta pianura veronese (ARPA Veneto), così come nelle zone meridionali del Piemonte (ARPA Piemonte). La produzione di energia idroelettrica si mantiene a livelli nettamente superiori rispetto agli ultimi due anni.
Previsioni per i prossimi mesi
Per quanto riguarda le temperature dell’aria del trimestre Novembre-Gennaio, 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 dal 60-70% per Novembre al 40-50% per Gennaio. 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 nella norma, con una maggiore probabilità di precipitazioni superiori alla media a Novembre e Gennaio in diverse zone dell’Europa, compresa l’Italia.
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)

Clicca sulle immagini per ingrandire

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. A Settembre i valori più alti di VPD si sono concentrati in nelle regioni centro-meridionali.
Indici di esposizione alla siccità
  • Percentuale di territorio regionale affetto da siccità severo-estrema: sul brevissimo e breve periodo la siccità severo-estrema ha interessato diverse regioni, mentre sul lungo e soprattutto lunghissimo periodo il deficit si concentra ancora al Nord.
  • Percentuale di aree agricole interessate da siccità severo-estrema: la maggior parte delle aree agricole sono state soggette a siccità severo-estrema sia nei mesi più caldi da Luglio a Settembre che rispetto a livelli temporali che abbracciano gli ultimi 24 mesi.
  • Percentuale di popolazione esposta a siccità severo-estrema: i valori di esposizione tornano a risalire nel breve e nel lunghissimo periodo.

Clicca sulle immagini per ingrandire

Indice SPI (Standardized Precipitation Index)

Clicca sulle immagini per ingrandirle.

Le precipitazioni di Settembre e degli ultimi 3 mesi sono risultate particolarmente scarse nel centro Italia e nel sudovest. L’indice di medio periodo, invece, è influenzato soprattutto dalle piogge di Maggio e Giugno che hanno interessato non solo buona parte del centro-sud, fatta eccezione per la Puglia, ma anche ampie porzioni del nord. Sul lungo periodo, però, permangono situazioni di siccità anche estrema nelle regioni del nordovest e fra Trentino Alto-Adige, Veneto e Friuli Venezia-Giulia.

Anomalie di Temperatura della Superficie Terrestre

Le temperature di Settembre sono state ben al di sopra la media su tutto il nord Italia. Il mese, infatti, è risultato il 3° Settembre più caldo dal 1800 (ISAC-CNR).
Clicca l'immagine per ingrandirla.

Indice ESI (Evaporative Stress Index)

L’ESI indica qual è il tasso di evapotraspirazione rispetto alle condizioni normali. Nelle 4 settimane comprese fra il 4 Settembre e il 1 Ottobre, i valori di anomalia sono particolarmente bassi su buona parte dell’arco alpino, Liguria, Toscana settentrionale, Sardegna e sud della Puglia. Valori simili sono riscontrabili anche sul trimestre dal 10 Luglio al 1 Ottobre, anche se condizioni nettamente migliori sono evidenti nell’Emilia meridionale, buona parte della Toscana centro-sud, fra Umbria e Marche e Campania.
Clicca l'immagine per ingrandirla.
Clicca l'immagine per ingrandirla.

Indice VCI (Vegetation Condition Index)

La vegetazione forestale fra il 6 e il 21 Settembre risulta in condizioni di stress più o meno intenso su diverse zone dell’arco alpino centro-occidentale, Liguria e Appennino tosco-romagnolo. Nei successivi 16 giorni si aggiungono anche delle zone delle alpi trentino-venete e l’Appennino calabro meridionale.
Clicca l'immagine per ingrandirla.
Clicca l'immagine per ingrandirla.

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.