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Titolo: Caratteristiche termometriche della Regione Toscana sulla base dei dati 1998-2017.
Introduzione:
Molto spesso si va ad approcciare la climatologia come se fosse unicamente una scienza di previsione e soprattutto nell’ultimo periodo si sta assistendo ad una rivalutazione di tale scienza in tal senso. Mancano sempre più frequentemente degli studi che si basino su misurazioni dirette effettuate dall’uomo, ed in questa direzione non si intende dire che i modelli climatici hanno scarsa utilità, ma semplicemente che la climatologia è una scienza giovane, ma molto vasta, ed oltre agli studi modellistici, c’è bisogno anche di lavori su dati reali. Ci sono delle credenze, affermate da numerosi studiosi del clima, e rinnegate da molti altri, secondo cui attualmente ci troviamo in un periodo di grande cambiamento climatico, ma in realtà le cose stanno diversamente, e tra tutte le previsioni fatte (aumento del numero degli eventi estremi, cambiamento del regime delle precipitazioni) per il momento solo due trovano un riscontro scientifico: l’aumento di CO2 e l’aumento delle temperature. Per il primo si tratta di un passaggio da 280 a 400 ppm circa dall’epoca preindustriale ad oggi, per il secondo si tratta di un aumento di circa 0,9°C in 120 anni. Data quindi la grande incertezza dei modelli climatici, ho preferito costruire le fondamenta di quest’elaborato di tesi sui dati termometrici, cercando di effettuare una determinazione quanto più completa possibile delle caratteristiche termometriche della regione Toscana, prendendo come base di dati l’ultimo ventennio 1998-2017 (database del SIR Toscana). Le stazioni sono state scelte da una tabella di consistenza termometrica del SIR e sono 104 (Figura 1).

Figura 1: distribuzione geografica delle stazioni SIR oggetto dello studio termometrico.
Metodi utilizzati:
Per l’elaborazione dei dati numerici e per la realizzazione delle Figure, delle tabelle e dei grafici presenti nell’elaborato, è stato usato l’intero pacchetto Microsoft Office 365, messo a disposizione dall’Università di Pisa. Per la realizzazione delle cartografie e l’elaborazione di dati geografici sono stati utilizzati i due più celebri software GIS. QGIS 2.18 ed ArcGis 10.4.
Descrizione:
Nella prima parte del lavoro si è elaborato il database fornito dal SIR per l’ottenimento dei dati medi (annuali, mensili) che sono stati utilizzati nei vari studi. La prima fase ha riguardato l’andamento delle medie mensili e la distribuzione termometrica geografica regionale. Sono stati effettuati calcoli e considerazioni sulla questione dei Gradi Giorno e sull’andamento delle temperature stagionali nell’ultimo ventennio. Nel secondo capitolo mi sono occupato dell’elaborazione dei dati riguardanti la continentalità e della valutazione dell’effetto di volano termico da parte del mare. Sono stati calcolati indici per la stima di tali caratteri con l’intenzione di ricostruire un profilo termico dettagliato (Escursione Annua, Escursione Diurna, Differenza termica tra autunno e primavera, differenza termica tra luglio e agosto, tra gennaio e febbraio e tra ottobre e aprile). È stato valutato l’andamento dei caratteri di continentalità all’aumentare della quota altimetrica, perché recenti studi (Rolland, 2003 o Pinna S., 2018) vedono l’aumento della quota traducendolo in una rarefazione dei caratteri di continentalità, e quindi è come se andando ad altitudini superiori ci si stia avvicinando al mare. Sono state valutate inoltre, le differenze regionali nella continentalità, separando prima in nord-sud e successivamente in est-ovest la regione Toscana, allo scopo di evidenziare situazioni che non si potrebbero vedere prendendo in considerazione tutto il territorio, a causa della variabilità geografica e geologica elevatissima. Lo studio, infine, è stato arricchito dal calcolo dell’indice di Kerner: un indice prettamente marittimo, ma che è utile, in quanto molto semplice da calcolare, per studiare la marittimità del regime termico. Nel terzo capitolo, che è quasi il cuore dell’elaborato di tesi, è stato condotto uno studio sui gradienti termici altimetrici, quindi sulle variazioni della temperatura con l’aumento dell’altitudine. Il dato con la massima altitudine del database del SIR è la stazione di Passo Radici, con 1600 m circa, quindi si tratta di uno studio, almeno nei dati termometrici veri e registrati, fatto sui primissimi Km di troposfera. Il database del SIR fornisce temperature massime e minime giornaliere. Da qui sono state calcolate le medie (che quindi sono già una grande approssimazione rispetto ai dettami del WMO che prevedono il calcolo della temperatura giornaliera come media tra 24 temperature orarie) annuali delle temperature massime, medie e minime e quindi ovviamente come primo obiettivo si è calcolato il gradiente termico altimetrico annuale medio regionale (mediato tra tutte le stazioni e per l’ultimo ventennio 1998-2017). Successivamente sono stati calcolati i gradienti termici altimetrici mensili e sono state ovviamente effettuate anche correlazioni lineari di ogni dato con la quota. L’indice R2 è importantissimo per la valutazione dell’avvenuta correlazione tra 2 grandezze fisiche messe a confronto in un grafico di dispersione lineare. Il coefficiente angolare delle rette di tendenza ricavate, è ovviamente il gradiente termico (sia esso mensile, annuale) calcolato in °C/Km. Nell’ultima parte di questo capitolo si è prima elaborata una mappa con i dati di temperatura presi unicamente dal SIR e collegati ad un DTM 32 m della regione. La mappa è stata poi corretta mediante l’aggiunta di stazioni “fittizie” contenenti dati di altitudine in quanto ottenute con l’utilizzo di ArcGis ed attraverso il comando di estrazione di punti. Da un modello termometrico ricavato invece con i dati del SIR (sempre tramite il GIS) si è estratto un valore di temperatura per le stazioni fittizie ed infine, usando un interpolatore di tipo SPLINE si è riusciti a ricavare una mappa di distribuzione termometrica della regione Toscana, ad un livello di dettaglio molto superiore rispetto alla prima (Figura 2).

Figura 2: A sinistra, la mappa di distribuzione termometrica con solo le stazioni del SIR. A destra la rielaborazione con l'utilizzo correttivo del gradiente altimetrico calcolato precedentemente.
Nel quarto capitolo si è discusso riguardo le temperature massime, minime e agli eventi di caldo/freddo più intenso degli ultimi anni. Si sono trovati i massimi ed i minimi assoluti regionali per il ventennio e si sono studiati i dati dal punto di vista statistico, e non solo. Infatti, sono state elaborate delle cartografie GIS di rappresentazione delle ondate di calore, utilizzando non la temperatura dei singoli eventi, ma lo scarto di tale valore estremo, dalla media regionale (per il periodo 1998-2017) del mese in cui l’evento si è verificato. Questo ha permesso di produrre delle mappe dettagliate di influenza dei valori estremi di temperatura con interpolazione IDW (Inverse Distance Weight) che si basa sull’influenza della distanza sulla variabile (in questo caso lo scostamento del valore estremo di temperatura dalla media). Nell’ultimo capitolo sono contenute le considerazioni finali ed alcuni cenni sul riscaldamento del pianeta e sull’influenza di questo sulla regione Toscana, tenendo presente che il database utilizzato è relativo soltanto agli ultimi 20 anni e che questi non sono sufficienti per individuare una variazione climatica (c’è bisogno di almeno 50-60 anni), ma può fornire delle linee guida sulle variazioni termometriche degli ultimi anni.
Risultati:
Per ciò che riguarda le temperature mensili, novembre, dicembre ed aprile hanno mostrato un aumento negli ultimi 20 anni, mentre maggio è in anti-correlazione, e mostra invece una diminuzione. Tutto sommato viene mostrato quindi un lieve aumento di temperatura, che è confermato dall’andamento nell’ultimo ventennio dei gradi giorno, che a livello regionale sono in palese diminuzione. Nessuna correlazione invece, a livello stagionale: non si riscontrano aumenti per ciò che riguarda le temperature invernali, primaverili, estive o autunnali. Lo studio della continentalità non fornisce grossi risultati, preso nel suo insieme, ma si ottengono soddisfazioni andando a studiare gli stessi parametri dislocati geograficamente in maniera più precisa, questo perché la Toscana ha innumerevoli sfaccettature geografico-geologiche, che rendono assai difficili questo tipo di studi. I dati di massimi e minimi assoluti hanno evidenziato la presenza nell’ultimo ventennio di tre eventi molto estremi: l’ondata di calore del 2003, quella del 2017, e l’ondata di freddo del 2005. Per quanto riguarda le ondate di calore, quella del 2017 ha registrato massimi assoluti in più stazioni rispetto a quella del 2003, che però dalla sua parte ha degli eventi davvero intensissimi: singoli eventi hanno registrato più di 42°C (il record appartiene ad una temperatura di 43°C misurata alla stazione di S. Colombano) e molti hanno raggiunto e superato 10 unità di deviazione standard. Assolutamente, ed incredibilmente anomalo appare l’evento del 2005 (ondata di freddo), con valori di temperatura incredibilmente bassi anche a quote molto poco alte (-14,9 °C registrati Montopoli, a circa 100 m di quota), considerando anche che si è verificato a marzo, e che quindi sarà ricordato in tal senso nella storia recente. Si sono riportati infine dei cenni sull’attuale presunto riscaldamento che sta coinvolgendo l’intero pianeta e si è visto che non c’è quasi traccia di ciò in Toscana, visto che su 20 stazioni scelte e distribuite su tutto il territorio in modo molto uniforme, solo una di queste ha mostrato un riscaldamento nell’ultimo ventennio, corredato con un alto coefficiente R2. I risultati ritrovati in questo studio sono stati utili e pongono sicuramente le basi su approfondimenti futuri che potrebbero portare a conoscere più a fondo la termometria Toscana.
N.B=necessita di Figure non presenti in formato elettronico, ma in copia cartacea.