p. 1

103 carta climatica e atlante climatologico della sicilia the climatic map and the climatic atlas of sicily antonino drago regione siciliana ­ assessorato agricoltura e foreste ­ servizi allo sviluppo unità operativa di agrometeorologia riassunto l atlante climatologico su cd-rom e la carta climatica della sicilia sono frutto delle elaborazioni climatologiche territoriali svolte anche con lausilio di opportune tecniche di spazializzazione dei dati puntuali i dati di base sono quelli del trentennio 1965-1994 relativi a 125 stazioni pluviometriche e 55 termopluvometriche del servizio idrografico regionale le carte tematiche sono state realizzate alla scala 1:250000 il cd-rom è anche un database consultabile in maniera interattiva comprendente oltre alle elaborazioni statistiche puntuali tutti i dati mensili di partenza da cui esse derivano il programma di semplice uso per l utente è utilizzabile direttamente da cd-rom e non richiede alcun software specifico abstract the climatic atlas and of the climatic map of sicily are the product of the analysis of climatic data carried out also by means of geostatistical techniques the basic data set is represented by the series of 125 pluviometric stations and 55 thermo pluvometric ones managed by the servizio idrografico regionale the scale of the resulting thematic charts is 1:250000 the climatic atlas and the climatic map are now distributed on a specific cd-rom the software installed on the cd-rom is highly interactive and gives the possibility of some different queries e.g punctual statistical outputs montly data sources the program is friendly directly bootable from cd rom and doesn t need other specific software premessa dopo la pubblicazione del dicembre 1999 anch essa curata dell unità operativa di agrometeorologia dei volumi climatologia della sicilia che raccolgono l analisi climatologica su 125 siti di rilevazione pluviometrica e 55 termopluvometrica tutti

[close]

p. 2

104 afferenti al servizio idrografico regionale il passo successivo per definire ulteriormente le caratteristiche climatiche del territorio regionale è ora quello di rappresentare cartograficamente le elaborazioni e arricchire così le possibilità conoscitive a disposizione dell utenza la rappresentazione cartografica della distribuzione spaziale delle variabili climatiche è stata realizzata sia utilizzando il classico supporto cartaceo carta climatica della sicilia sia attraverso il più moderno e attuale supporto magnetico atlante climatologico della sicilia su cd-rom la carta climatica della sicilia consiste in diversi tematismi alcuni dei quali alla scala 1:250000 temperatura e precipitazioni medie annue altri in forma di carte ancillari di accompagnamento alla principale alla scala 1:1500000 quinto venticinquesimo cinquantesimo settantacinquesimo e novantacinquesimo percentile delle precipitazioni totali annue temperatura media delle minime nel mese più freddo media delle massime nel mese più caldo evapotraspirazione potenziale media annua e alcuni indici climatici l atlante climatologico su cd-rom oltre a comprendere tutte le rappresentazioni cartografiche ora dette contiene ulteriori particolari elaborazioni altri indici climatici distribuzione spaziale dei valori mensili di temperatura ed evapotraspirazione potenziale ecc il cd-rom è anche un database interrogabile e consultabile in maniera interattiva comprendente tutti i dati mensili di base già analizzati validati e in parte ricostruiti con appropriate procedure statistiche e sui quali sono state effettuate le elaborazioni climatologiche di sintesi l interrogazione può essere effettuata attraverso delle apposite query già definite sia a livello temporale che spaziale scelta la stazione che interessa tra quelle rappresentate cartograficamente sul territorio regionale e attraverso un percorso guidato la consultazione storica consente di estrarre i dati su un intervallo temporale che può andare da un singolo mese all intero trentennio l analisi o la consultazione di tipo spaziale consente invece l interrogazione del database secondo un altro criterio in tal caso,

[close]

p. 3

105 scelta la provincia su cui effettuare l interrogazione può essere verificato un particolare evento meteorologico anche in tal caso comunque il passo minimo è sempre quello mensile su più stazioni meteorologiche il che può risultare utile ad esempio per capire cosa è successo in uno stesso periodo di tempo da un mese ad un anno sui diversi siti di rilevamento di un area territoriale circoscritta per comodità nel nostro caso la provincia amministrativa infine il cd-rom contiene tutte le elaborazioni già pubblicate su supporto cartaceo presenti sui volumi climatologia della sicilia rappresentate dai numerosissimi dati di sintesi sia in forma tabellare che grafica per singola stazione di rilevamento il programma informatico che sta alla base dell atlante su cd-rom è totalmente interattivo e di semplice utilizzo per la consultazione dei dati e delle elaborazioni ottenute con l applicazione di modelli di analisi geografica esso è utilizzabile direttamente da cd-rom e non richiede alcun software specifico di base metodologia prima di esporre la metodologia utilizzata per la spazializzazione dei dati puntuali e per la successiva rappresentazione cartografica è opportuno illustrare il metodo seguito per l elaborazione dei dati a livello di singola stazione meteorologica in accordo con l organizzazione meteorologica mondiale secondo cui il clima è costituito dall insieme delle osservazioni meteorologiche relative ad un trentennio è stato preso in considerazione il trentennio disponibile a noi più vicino che va dal 1965 al 1994 sulla base dei dati già pubblicati dal servizio idrografico regionale delle numerose stazioni presenti in sicilia come già detto ne sono state scelte 55 termopluviometriche e 125 pluviometriche questa selezione è stata fatta preferendo quelle stazioni che consentissero la maggiore copertura possibile del territorio regionale individuate possibilmente tra quelle che presentavano l intero trentennio climatico sull archivio provvisorio è stata avviata una procedura automatizzata di controllo di qualità dei dati per verificarne l attendibilità sono

[close]

p. 4

106 stati condotti due tipi di controllo di qualità dei dati meteorologici il primo consistente nel cosiddetto controllo climatico si basa sul confronto tra il dato in esame e alcune soglie climatiche considerate come i limiti al di là dei quali è rilevante la probabilità che esso sia errato il secondo tipo di controllo controllo spaziale mette in relazione i dati rilevati nello stesso momento in diverse stazioni ubicate su siti vicini e confrontabili e aventi quindi caratteristiche climatiche simili determinandone il grado di correlazione attraverso questi controlli è stato possibile scartare i dati non attendibili e passare così alla fase di ricostruzione statistica dei dati per il procedimento di ricostruzione è stato preliminarmente effettuato il calcolo delle correlazioni tra tutte le possibili coppie di stazioni limitrofe i cui valori fossero effettivamente disponibili e validi il valore del coefficiente di correlazione ha permesso di verificare se i dati dello stesso parametro meteorologico in stazioni limitrofe si muovevano nella stessa direzione presentando quindi un andamento analogo nei casi in cui si è riscontrato un elevato grado di correlazione tra una stazione e almeno altre due vicine è stata calcolata la regressione lineare tra le coppie di valori che ha permesso di ricostruire i pochi dati mancanti una volta ricostruiti questi sono stati inseriti insieme agli altri già controllati a formare l archivio completo e definitivo su cui sono state effettuate le elaborazioni climatologiche malgrado questi procedimenti per alcune stazioni che presentavano molte annate soprattutto se consecutive non è stato comunque possibile ricomporre l intero trentennio di riferimento l analisi statistica effettuata nel presente lavoro è stata eseguita ricavando dai dati mensili di temperatura e precipitazioni alcuni indici statistici più o meno sintetici media aritmetica mediana quantili coefficiente di variazione in grado di rendere quanto più possibile ricca di informazioni e notizie l analisi stessa per l analisi delle temperature ad esempio si può utilizzare la media aritmetica mentre per le precipitazioni è preferibile utilizzare la mediana più adatta a rappresentare una distribuzione caratterizzata da un elevato valore del campo di variazione essa infatti non risulta

[close]

p. 5

107 influenzata dagli eventi estremi precipitazioni troppo abbondanti o troppo scarse che verificandosi assai raramente andrebbero a pesare troppo sul reale andamento del fenomeno falsando il valore finale dell indice per ottenere maggiori informazioni sulla variabilità della distribuzione è stato utilizzato il coefficiente di variazione esso è il rapporto espresso in percentuale tra lo scarto quadratico medio e la media e si utilizza quando si vogliono mettere a confronto le misure di variabilità di popolazioni di dati che hanno medie differenti oltre agli indici sintetici e agli indici di dispersione o variabilità per fornire ulteriori indicazioni che servissero a caratterizzare meglio il clima è stata utilizzata l analisi probabilistica attraverso l uso dei quantili tra i più usati vi sono i quartili che dividono la distribuzione in quattro parti uguali aventi ciascuna il 25 della popolazione totale nel presente lavoro sono stati utilizzati invece i centili che suddividono la distribuzione in cento parti uguali in particolare il 5° il 25° il 50° che coincide con la mediana il 75° e il 95° percentile l uso dei percentili nella statistica applicata alla climatologia serve ad individuare con quale probabilità si possa verificare un determinato evento ad esempio con quale probabilità una determinata soglia termica possa essere superata o che probabilità ci sia riguardo al verificarsi di determinati eventi piovosi dire che il valore di temperatura del 5° percentile del mese di gennaio in una particolare località è 1,2°c equivale a dire che vi è solo il 5 di probabilità di avere nel mese di gennaio una temperatura inferiore o uguale a 1,2°c o allo stesso modo che vi è il 95 di probabilità che questo valore venga superato per le precipitazioni invece dire che il 75° percentile del mese di gennaio in un determinato sito di rilevamento è di 90 mm significa che nel 75 degli anni considerati in quella particolare stazione non si sono registrati valori totali mensili del mese di gennaio superiori a 90 mm ovvero in altre parole che vi è solo il 25 di probabilità che tale valore venga superato.

[close]

p. 6

108 elaborazioni dei dati di temperatura per ciascuna stazione le elaborazioni riguardano i valori medi mensili di temperatura massima minima e media i climogrammi di peguy che riassumono sinteticamente le condizioni termopluviometriche delle diverse località considerate lo studio probabilistico elaborazione dei dati di precipitazioni le elaborazioni riguardano lo studio probabilistico dei valori cumulati mensili e un elaborazione climatologica sugli eventi di massima intensità a 1 ora e a 24 ore elaborazioni relative agli indici climatici gli indici climatici sono delle particolari elaborazioni con cui si riassumono in uno o pochi numeri e/o simboli le condizioni climatiche di una località utilizzando soltanto alcuni principali parametri meteorologici in genere temperatura e precipitazioni tra le numerose possibili classificazioni climatiche mediante l uso di indici climatici sintetici proposte dagli studiosi nel corso degli anni in questo studio ne sono state considerate quattro caratterizzate da un crescente livello di complessità pluviofattore di lang indice di aridità di de martonne quoziente pluviometrico di emberger indice globale di umidità di thornthwaite elaborazione del bilancio idrico dei suoli la disponibilità di dati climatici pedologici e colturali consente lo studio delle condizioni idriche dei suoli e rappresenta uno degli strumenti più validi per un corretto e razionale uso della risorsa acqua in campo agronomico e territoriale indicando in particolare la presenza di zone più o meno deficitarie dal punto di vista della disponibilità idrica e permettendo nel contempo di classificare i territori in base al livello di marginalità pedoclimatica lo studio del bilancio idrico dei suoli di un ambito territoriale specie se questo è vasto ed eterogeneo comporta sempre delle inevitabili semplificazioni dei fenomeni fisici e i dei processi fisiologici che interagiscono nel sistema terreno ­ pianta bassa atmosfera.

[close]

p. 7

109 tali considerazioni conducono alla scelta di una metodologia che utilizzi delle relazioni empiriche per il calcolo del bilancio idrico in particolare per quanto riguarda l evapotraspirazione potenziale etp disponendo di serie storiche complete di dati solo per la temperatura dell aria e le precipitazioni almeno relativamente ad una rete di stazioni di densità accettabile la scelta ricade su quelle equazioni che utilizzano soltanto questi due parametri quale ad esempio quella di thornthwaite 1957 il bilancio idrico del suolo secondo thornthwaite-mather è stato tra l altro indicato come metodo standard per il calcolo del regime idrico dei suoli a livello tassonomico dalla soil taxonomy del dipartimento dell agricoltura degli stati uniti d america u.s.d.a 1975 la distribuzione spaziale delle elaborazioni climatologiche per passare da una serie di dati puntuali a una distribuzione continua nello spazio che consenta la rappresentazione cartografica dell andamento delle diverse grandezze meteo-climatiche si possono impiegare diversi metodi tra i più diffusi si ricordano ad esempio la media aritmetica il più semplice la media mobile pesata in cui il peso è in genere l inverso della distanza elevato a potenza le tecniche delle isoiete e dei topoieti negli ultimi anni anche in climatologia si fa ricorso sempre più spesso ai metodi geostatistici che oltre all interpolazione dei i dati puntuali mediante l impiego di appropriati algoritmi di calcolo danno pure la possibilità di un analisi statistica sia a monte che a valle del processo di spazializzazione in proposito il metodo del kriging sembra presentare le migliori possibilità applicative in climatologia per tale ragione esso è stato qui utilizzato per l interpolazione dei dati delle precipitazioni i risultati ottenuti confrontati con i dati puntuali sulle singole stazioni e con le conoscenze del territorio regionale sembrano confermare la validità dell applicazione di tale metodologia per l interpolazione spaziale dei totali annui di precipitazioni in ogni caso esso si è ritenuto di privilegiare tale metodo rispetto ad altri che provati nella fase iniziale delle elaborazioni ad esempio media mobile pesata con l inverso della

[close]

p. 8

110 distanza al quadrato o alla quarta potenza avevano portato a risultati comunque accettabili per l interpolazione dei dati di temperatura considerata l elevata correlazione con la quota di tale parametro almeno per quanto riguarda i valori medi che poi sono quelli da noi elaborati in questo lavoro è stato invece utilizzato il metodo del gradiente termico verticale medio 0,5°c/100 m di quota per le temperature medie annue attraverso l impiego del dem digital elevation model prodotto qualche anno fa dall assessorato regionale dei beni culturali e ambientali purtroppo non è stato possibile applicare in parte o in tutto tale metodologia alle precipitazioni in quanto in tal caso la correlazione con la quota non è mai costante e definita su tutto il territorio come invece succede appunto per le temperature le elaborazioni anzidette sono state effettuate utilizzando alcune funzioni offerte dagli strumenti gis sistemi informativi geografici nel nostro caso è stato soprattutto utilizzato il software arc-view con l estensione spatial analyst mentre solo per qualche applicazione sono state utilizzate anche alcune particolari funzioni di arc-info le carte di base ottenute attraverso tali metodologie sono temperature medie annue e mensili precipitazioni medie annue precipitazioni annue a diversi livelli di probabilità 5° 25° 50° mediana 75° e 95° percentile a partire da esse attraverso ulteriori elaborazioni sono poi state ottenute molte altre carte derivate escursioni termiche medie annue temperature massime nel mese più freddo temperature minime nel mese più freddo evapotraspirazione potenziale mensile e annua indici climatici di lang de martonne emberger thornthwaite rivas-martinez carta delle temperature medie annue tale carta ancorché di tipo generale fornisce già una buona idea sulla diversificazione climatica della nostra regione a parte la possibilità di un uso diretto dei dati in essa presenti per gli scopi che richiedono solo un livello minimo di approfondimento essa attraverso un criterio di similitudine può anche servire come base

[close]

p. 9

111 per la scelta delle stazioni meteorologiche che meglio rappresentano l area di nostro interesse per esse sono infatti disponibili a livello puntuale tutte le elaborazioni statistiche di approfondimento presentati in forma grafica e tabellare sia nell atlante che nella pubblicazione climatologia della sicilia carte delle temperature medie mensili le carte mensili consentono un livello di analisi più dettagliato nel tempo rispetto a quelle annuali nonché il confronto a scansione mensile con l andamento meteorologico corrente che può risultare di grande utilità per conoscere l entità dello scostamento dai valori climatici e le eventuali conseguenze sulle attività agricole e umane in genere carte delle temperature medie delle massime nel mese più caldo e delle minime nel mese più freddo carta delle escursioni termiche medie annue in tal caso è già evidente un maggiore livello di approfondimento sulle differenze climatiche esistenti tra le diverse aree territoriali in relazione agli effetti che alcune caratteristiche geografiche e topografiche esercitano sull estrinsecazione dei valori termici giornalieri temperature massime e minime diurne anche in tal caso oltre all uso diretto delle informazioni presenti nella carta un utilità maggiore può derivare dalla possibilità di scegliere le stazioni meteorologiche più rappresentative per la zona di nostro interesse sulle quali poi eventualmente approfondire ulteriormente lo studio.

[close]

p. 10

112 carta delle precipitazioni annue la carta riporta i valori mediani 50° percentile dei totali annui delle precipitazioni del trentennio 1965-1994 per quanto anche in questo caso si tratti di una carta di tipo generale essa dà già la possibilità di una migliore conoscenza delle caratteristiche pluviometriche delle diverse aree soprattutto se a essa si affiancano i grafici che schematizzano la distribuzione mensile dello stesso parametro anche in tal caso vale il criterio della similitudine già detto per cui in aree con analoghe caratteristiche pluviometriche risulta più agevole la scelta delle stazioni rappresentative dell area di interesse in modo da accedere successivamente alle analisi probabilistiche a livello puntuale singolo sito di rilevazione ciò appare peraltro ancora più valido e interessante qualora si consideri che la distribuzione mensile delle precipitazioni annue risulta in sicilia raggruppabile in tre tipologie che poco tuttavia differiscono tra loro e tutte comunque riconducibili al tipico clima mediterraneo carte di elaborazione probabilistica delle precipitazioni totali annue oltre alla carta ora detta sono state anche effettuate delle elaborazioni cartografiche sulla base dello studio probabilistico delle precipitazioni totali annue si tratta di un arricchimento dell informazione di tipo pluviometrico che ci consente di conoscere l entità delle precipitazioni annue a diversi livelli di non superamento secondo il significato già visto prima nella parte metodologica carte dell evapotraspirazione potenziale mensile e annua l applicazione dei risultati di questa elaborazione risulta utile per conoscere le potenziali perdite evapotraspirative che caratterizzano le diverse aree territoriali della nostra regione sia a livello annuo che di singolo mese nel primo caso l utilità principale consiste ad esempio nella possibilità di valutare i diversi ambienti in relazione ai fabbisogni annui di acqua irrigua e consente quindi di definire le caratteristiche progettuali delle strutture di raccolta e degli impianti di distribuzione della stessa.

[close]

p. 11

113 le carte mensili invece oltre a consentire un maggiore dettaglio per gli stessi scopi ora detti permettono di definire più correttamente i parametri che caratterizzano la distribuzione dell acqua nel corso della stagione irrigua sia a livello aziendale che a livello consortile in quest ultimo caso i vantaggi sono però ben maggiori se si pensi alle dimensioni del fenomeno inquadrato secondo un approccio comprensoriale e cioè in termini di interi bacini di utenza irrigua e bene sottolineare ancora una volta che trattandosi di informazioni climatiche e quindi medie le carte ci danno la possibilità di conoscere la situazione che normalmente si verifica in una zona e quindi trovano possibilità applicative nelle fasi di stima pertanto a priori dei fenomeni studiati riguardo agli aspetti gestionali lungo la stagione corrente l utente pur potendo trarre delle buone informazioni di massima dalle carte dell evapotraspirazione potenziale dovrà comunque valutare la situazione del presente dato meteorologico con altri strumenti operativi modelli di bilancio idrico che consentono un affinamento della tecnica irrigua anche attraverso eventuali confronti con il dato climatico presente nella carte stesse infine anche in questo caso va ricordato che i valori riportati sulle carte sono quelli medi annui o mensili per gli ulteriori eventuali approfondimenti di tipo probabilistico si potranno invece consultare le tabelle e i grafici realizzati per le singole stazioni di rilevazione anch essi presenti nell atlante secondo il principio visto prima per le temperature e le precipitazioni carte degli indici climatici le carte ottenute sono relative a cinque diverse classificazioni climatiche proposte negli anni passati da diversi climatologi geografi e botanici che si sono occupati dell argomento indice pluviometrico di lang indice di aridità di de martonne quoziente pluviometrico di emberger indice globale di umidità di thornthwaite e indice bioclimatico di rivas-martinez di tali classificazioni i dati relativi prime quattro erano già stati pubblicati a livello puntuale singola stazione nei volumi climatologia della sicilia mentre nell ultimo caso si tratta di una nuova elaborazione

[close]

p. 12

114 effettuata per questo nuovo lavoro anche in considerazione delle sempre più frequenti segnalazioni e richieste da parte di molti studiosi e tecnici che affrontano lo studio sulle conoscenze del territorio in chiave bioclimatica guardando quindi principalmente alle interazioni fra clima e biosfera vegetali in particolare l utilità di queste carte come peraltro dei dati puntuali consiste nella definizione sintetica delle specificità climatiche delle distinte zone dell isola secondo diversi approcci metodologici messi a punto dai vari autori nel tempo che nel caso specifico sono caratterizzati da livelli di complessità crescente nell ordine di elencazione visto sopra come già indicato nel volume climatologia della sicilia gli indici di classificazione che sembrano interpretare meglio la situazione regionale sono quelli proposti da de martonne da thornthwaite e da rivas-martinez la classificazione di lang appare infatti poco adatta a distinguere le diverse aree dell isola tendendo ad enfatizzare l aridità mentre all opposto quella di emberger tende ad ampliare eccessivamente le classi di clima umido raggruppando situazioni mesoclimatiche caratterizzate da evidenti diversità bibliografia aa.vv ­ carta climatica del piemonte ­ regione piemonte torino 1998 benincasa f maracchi g rossi p agrometeorologia pàtron bologna 1991 bonini baraldi a caratterizzazione climatologica del territorio veneto regione veneto centro sperimentale per l idrologia e la meteorologia teolo pd 1993 castrignanò a stelluti m ­ studio della variabilità spaziale mediante la geostatistica ­ istituto sperimentale agronomico bari ciavatta c vianello g bilancio idrico dei suoli applicazioni tassonomiche climatiche e cartografiche clueb bologna 1989 constantinidis c bonifica ed irrigazione edagricole bologna 1981 isaaks e.h srivastava r.m ­ an indroduction to applied geostatistics ­ oxford university press ­ new york 1989 leti g statistica descrittiva il mulino bologna 1983 maracchi g pieri m ­ manuale di spazializzazione dei dati agrometeorologici manuale tecnico n.11 ce.s.i.a accademia dei georgofili firenze 1994.

[close]

p. 13

115 mennella c il clima d italia f.lli conte editori napoli 1973 pignatti s ecologia vegetale utet torino 1995 pinna m l atmosfera e il clima utet torino 1978 rosini e introduzione all agroclimatologia parte prima le basi della climatologia e.r.s.a servizio meteorologico regionale bologna 1988 rosini e introduzione all agroclimatologia parte seconda richiami di statistica e.r.s.a servizio meteorologico regionale bologna 1988 spiegel m.r statistica 2a edizione collana schaum etas libri milano 1992

[close]