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Tematismi » Clima » Confronti Storici » Analisi lungo periodo
 

Andamento Lungo Periodo

 Il Rapporto sul cambiamento climatico pubblicato dall’IPCC nel 2013 annuncia alla fine del XXI secolo un aumento della temperatura della superficie terrestre di 1.5 – 2 °C rispetto al periodo 1850-1900, con l'attuazione di misure significative di riduzione dei gas climalteranti, fino a 6°C con scenari socio-economici di utilizzo delle risorse combustibili fossili con la stessa intensità con cui avviene oggi. E’ anche certo che, nella maggior parte delle regioni continentali, gli estremi caldi saranno più numerosi rispetto a quelli freddi, su scala giornaliera e stagionale. E’ quindi più probabile che le ondate di calore saranno più frequenti e dureranno più a lungo. Ciononostante si avranno comunque degli estremi freddi occasionalmente in inverno.

Anche in Piemonte un’attenta lettura dei dati osservati consente di evidenziare alcuni cambiamenti nelle variabili meteorologiche, sia sui trend di più lungo periodo sia sulla variabilità interannuale e gli eventi estremi. Vengono presentati di seguito alcuni risultati più interessanti ottenuti sia utilizzando i dati rilevati dalle stazioni meteorologiche di Arpa Piemonte, sia le analisi oggettive del campo di temperatura e precipitazione ottenute applicando una tecnica di interpolazione statistica che consente di avere dei campi su griglia regolare omogenei e confrontabili perché indipendenti dal numero di stazioni attive.

 

Considerazioni generali

Dall’analisi storica dei dati misurati sulla regione Piemonte si evidenzia un trend positivo nelle temperature, in particolare nei valori massimi, significativo dal punto di vista statistico. Tale trend, che raggiunge i 2°C negli ultimi 58 anni, è in linea con quanto evidenziato dalla letteratura per l’area alpina. Più incerto il trend sulle precipitazioni intense, che però sembra essere in crescita. I giorni piovosi, considerando gli ultimi 15 anni, risultano in diminuzione pressoché su tutta la regione, mentre aumenta la lunghezza massima dei periodi secchi. La pioggia annuale, nello stesso periodo, ha subito delle modificazioni, con un aumento in alcune zone (Verbano e basso Alessandrino) e una diminuzione in altre. Comparando i due indicatori si evidenzia un aumento degli eventi intensi laddove la pioggia annuale è aumentata. La quantità di neve fresca è complessivamente in diminuzione negli ultimi trent’anni, anche se nello stesso periodo si evidenziano singole stagioni particolarmente nevose. In generale, sovrapposta ad una tendenza al riscaldamento, sembra aumentare la variabilità interannuale, che determina l’alternanza di stagioni con caratteristiche climatiche molto differenti.

 

Distribuzione dei valori di temperatura massima a Torino nel periodo estivo 1976-1995 (blu) e 1996-2015 (rosso). Le linee verticali rappresentano i percentili (50°, 95° e 99°) delle due distribuzioni.

Andamento Temperature

   

L'analisi delle anomalie di temperatura media annuale sul Piemonte calcolate a partire dal 1958 fino al 2015, mostra chiaramente una inversione di tendenza delle annate dell'ultimo ventennio.

Neglu ultimi quindi anni in particolare, si osserva come la temperatura media sia stata sempre al disopra della norma del trentennio di riferimento (1971-2000) per un aumento totale stimato di circa 1°C in 50 anni.

Da notare come l'anno 2015 sia stato mediamente il più caldo degli ultimi 50 anni e che solo il 2010, mostri una tendenza inversa rispetto al comportamento medio delle annate del nuovo millennnio.

  

       

Anomalia della temperatura media annuale rispetto al periodo di riferimento 1971-200. In blu le anomalie negative (anni più freddi) in rosso le anomalie positive (anni più caldi rispetto al periodo di riferimento).        

Se consideriamo l’andamento delle temperature massime giornaliere negli ultimi 58 anni in Piemonte si osserva un trend positivo statisticamente sigcirca 0.62 °C/10 anni) rispetto all’intero periodo 1958-2015 (0.38 °C/10 anni). Quindi si può dire che le temperature massime sono aumentate di circa +2°C in 58 anni. Questo aumento sembra essere più accentuato nelle zone montane.

 

 

 

Valori medi annuali della temperatura massima dal 1958 al 2015. In blu è rappresentata la linea di tendenza riferita agli anni 1958-2015, in rosso la linea di tendenza riferita al periodo dal 1981 al 2015. Le aree in grigio e arancione rappresentano gli intervalli di confidenza della retta di regressione lineare (al 95%)

Anche le temperature minime giornaliere hanno subito un aumento, anche se di minore entità, circa 1,5°C in 58 anni. Non si evince una variazione di trend nei periodi più recenti, infatti nell’intero periodo 1958-2015 le temperature minime sono aumentate di 0.25 °C/10 anni, nel periodo 1981-2015 di 0.21 °C/10 anni.

 

 

Valori medi annuali della temperatura minima dal 1958 al 2015. In blu è rappresentata la linea di tendenza riferita agli anni 1958-2015, in rosso la linea di tendenza riferita al periodo dal 1981 al 2015. Le aree in grigio e arancione rappresentano gli intervalli di confidenza della retta di regressione lineare (al 95%)

Interessante è osservare come l’effetto dell’aumento della temperatura si riflette sulla forma della distribuzione della temperatura stessa modificando così non solo il valore medio ma anche gli estremi. Confrontando, ad esempio, la distribuzione della temperatura massima giornaliera estiva del periodo 1981-2015 con quella del 1958-1980 si evidenzia un aumento della mediana e del 95° percentile di circa 1°C e del 99° percentile di circa 1.5°C.

 

 

Distribuzione dei valori di temperatura massima nel periodo estivo per le zone di pianura in Piemonte nel periodo 1958-1980 (blu) e 1981-2015 (rosso). Le linee verticali rappresentano i percentili (50°, 95° e 99°) delle due distribuzioni

Queste variazioni hanno apportato anche modifiche al ciclo diurno della temperatura. Utilizzando come esempio i dati orari di una stazione di monitoraggio della rete regionale di Arpa Piemonte, è possibile calcolare e rappresentare l’andamento medio della temperatura giornaliera (ciclo giornaliero) : si evince un aumento della temperatura dell'intyero ciclo giornaliero, più importante nelle ore diurne, e più significativo se si considerano i dati degli ultimi anni 15 anni rispetto ai dieci anni precedenti. Questa modifica nel ciclo diurno è significativa per gli aspetti legati all’evapotraspirazione con implicazioni, ad esempio, sull’agricoltura.  

Ciclo diurno della temperatura per una stazione di monitoraggio di Arpa Piemonte nel periodo 1990-2015 e nei due sottoperiodi 1990-2000 e 2001-2015

Un focus sulla distribuzione della temperatura massima giornaliera estiva della città di Torino, considerando le variazioni tra il periodo 1976-1995 e il periodo 1996-2015, evidenzia lo spostamento verso destra della distribuzione, con un aumento del valore della mediana e del 95° percentile (33°C) che diviene, nella distribuzione più recente, l'84° percentile e il  99° percentile (34.6°C) che divene il 93° percentile. Gli estremi tendono quindi a manifestarsi con una frequenza più che triplicata.  

 

 

 

 

Andamento Precipitazioni

   

L'analisi delle anomalie precipitazione cumulata media annua sul Piemonte calcolate a partire dal 1958 fino al 2015, con i dati a disposizione, non delinea una tendenza chiara e "statiticamente" significativa, piuttosto si osservano periodi di più anni consecutivi al di sotto della norma di riferimento, alternati ad altri in cui l'apporto di precipitazione nel corso dell'annata, risulta positivo.

In particolare, nella seconda metà degli anni '80 e nei primi anni 2000, il Piemonte si è trovato a dover affrontare più annate consecutive di scarse piogge, mentre a fine anni '70 e negli ultimi anni, ad eccezione del 2015, la situazione è opposta.

Non si evince neanche un aumento della variabilità interannuale.

 

Anomalia della precipitazione media annuale rispetto al periodo di riferimento 1971-2000. In arancione gli anni con anomalie negative (anni meno piovosi) in rosso le anomalie positive (anni più piovosi rispetto al periodo di riferimento).

Da un punto di vista qualitativo, si può osservare nell’ultimo ventennio, nelle stagioni invernali e primaverili (in basso) una maggiore frequenza di anni con un deficit di precipitazione rispetto alla media. Nella stagione autunnale (a destra)sembra invece aumentare il numero di anni con un surplus di precipitazione.

 

Anomalia delle precipitazioni autunnali cumulate sul Piemonte rispetto alla media del periodo 1971-2000 (in blu gli anni al di sotto della media, in rosso quelli al di sopra).

Anomalia delle precipitazioni invernali cumulate sul Piemonte rispetto alla media del periodo 1971-2000

 

Anomalia delle precipitazioni primaverili cumulate sul Piemonte rispetto alla media del periodo 1971-2000

Considerando gli ultimi 58 anni, anche dalle analisi del campo di precipitazione giornaliera, non si evince un trend significativo nella pioggia sul Piemonte.

 

Facendo però un’analisi degli ultimi 15 anni rispetto al periodo di riferimento 1971-2000, si osserva una forte diminuzione del numero di giorni piovosi (precipitazione registrata maggiore o uguale a 1mm) un po' ovunque.

 

 

 

 

 

Differenza del numero medio di giorni piovosi tra i periodi 2001-2015 e 1971-2000

Sempre nell'analisi degli ultimi 15 anni rispetto al periodo di riferimento 1971-2000, si osserva una aumento della precipitazione cumulata annua nella zona del Verbano, in corrispondenza della zona del Lago Maggiore, e una lieve diminuzione complessiva delle precipitazioni sul resto della regione, più rilevante sul Biellese e sulla fascia meridionale tra Cuneo e Alessandria.

 

Differenza della precipitazione cumulata annua tra i periodi 2001-2015 e 1971-2000

Dal punto di vista delle precipitazioni intense, confrontando i percentili più elevati (95° e 99°) della distribuzione della pioggia giornaliera dei periodi 1971-2000 e 2001-2015, si osserva un aumento del 99° percentile nella zona del Verbano (Lago Maggiore), nell’Alessandrino e Cuneese appenninico, e in alcune aree prealpine nordoccidentali, mentre non si evidenziano sostanziali differenze nel valore del 95° percentile.

 

Differenze dei valori del 99° percentile della distribuzione della precipitazione giornaliera tra il 2001-2015 e il 1971-2000

Per analizzare le variazioni nelle precipitazioni più intense, sono state considerate le distribuzioni annuali delle precipitazioni giornaliere (superiori o uguali ad 1mm) su tutti i punti griglia su cui viene effettuata l’analisi oggettiva. Si riscontra un trend positivo statisticamente significativo di aumento dei valori estremi giornalieri (massimo della distribuzione di ogni anno).  

Boxplot delle distribuzioni annuali delle precipitazioni giornaliere sul Piemonte dal 1958 al 2015, superiori o uguali ad 1 mm. In viola il trend (statisticamente significativo) dei massimi.

Per valutare eventuali tendenze nelle precipitazioni intense, sono stati analizzati i dati delle precipitazioni orarie (dal 1993 al 2015) misurate dalle stazioni della rete di Arpa Piemonte (circa 70). I dati sono stati considerati nel loro insieme per evidenziare eventuali caratteristiche a livello regionale. Inoltre, per poter confrontare stazioni a quote diverse, i dati sono stati standardizzati. Analizzando la frequenza di occorrenza del 95° e 99° percentili, calcolati sull’intera distribuzione, negli anni dal 1993 al 2015, non si evincono trend significativi dal punto di vista statistico. E’ comunque interessante osservare come, nel periodo estivo e invernale (in basso), risulta una maggiore variabilità a partire dal 2000. Nel periodo primaverile (a destra) invece, si osserva dal 2008 una minore frequenza degli episodi estremi. Nel periodo autunnale si evidenziano gli anni caratterizzati dagli eventi alluvionali, anche con caratteristiche differenti (1994, 2000, 2011), senza una tendenza nella variabilità.

Considerando le singole serie, si evidenzia qualche trend positivo significativo sulla tendenza delle precipitazioni orarie, soprattutto per le stazioni più in quota.

 

Frequenza di occorrenza del 95° e del 99° percentile delle precipitazioni orarie (di almeno 1 mm) standardizzate in primavera.

Frequenza di occorrenza del 95° e del 99° percentile delle precipitazioni orarie (di almeno 1 mm) standardizzate in inverno

 

 

Frequenza di occorrenza del 95° e del 99° percentile delle precipitazioni orarie (di almeno 1 mm) standardizzate in estate
 Interessante è analizzare la variazione della lunghezza massima annuale dei periodi secchi (giorni consecutivi con precipitazione inferiore ad 1mm) sull’intera regione. Si osserva qualitativamente un aumento di tale lunghezza nell’ultimo ventennio, dove si evidenziano molti episodi caratterizzati da periodi lunghi soprattutto alle quote basse. Si evidenzia anche l'anno 2015, caratterizzato da un'anomalia negativa di precipitazione, come gli anni di forte siccità dal 1996 al 2007.  

Lunghezza massima dei periodi secchi annuali (giorni consecutivi con precipitazione inferiore ad 1mm) per ogni punto di griglia dell’analisi oggettiva sul Piemonte, ordinati per quota (ascisse). In ordinata gli anni.

Per avere un’indicazione sulle quantità di neve fresca è stato utilizzato l’indice standardizzato di anomalia nevosa (SAI – Standardized Anomaly Index): un indice SAI positivo indica una quantità di neve superiore alla media dell’intero periodo, mentre un indice negativo è legato ad un deficit. L’indice SAI esprime l’entità delle anomalie in termini di multipli di deviazione standard.

Analizzando tutta la serie storica dei mesi da novembre a maggio dal 1941 al 2014, si può notare che gli anni con anomalia negativa sono concentrati in prevalenza negli ultimi trent’anni. Nello stesso periodo compare il 2008 che è stato l’anno, dopo il 1950, con anomalia positiva maggiore.

Si evidenzia un periodo, dal 1970 al 1980 caratterizzato da stagioni prevalentemente nevose.

Considerando i valori mensili si osserva inoltre come in questi ultimi 30 anni ci sia stata una maggiore variabilità nelle precipitazioni dei mesi di novembre e dicembre tanto da far registrare un’elevata frequenza di eventi eccezionali sia positivi che negativi.

 

Indice standardizzato di anomalia nevosa (SAI – Standardized Anomaly Index) nei mesi da novembre a maggio dal 1941 al 2014 considerando i valori medi delle stazioni sull’arco alpino piemontese, in blu gli anni in cui le nevicate sono state superiori alla media, in rosso gli anni con deficit nevoso. Nell’immagine sono indicati i percentili della distribuzione (10°, 25°, 75° e 90°). Le variazioni dei valori compresi tra le linee arancioni continue (25° e 75° percentile) sono da considerarsi normali mentre quelle oltre le linee tratteggiate sono da considerarsi situazioni anomale (10° e 90° percentile).