IL DATASET DELLE ANOMALIE DELLE TEMPERATURE MEDIE EUROPEE PER IL PERIODO 1655-2015

A cura di Luigi Mariani

Il dataset di partenza (Go to the English version)

L’Europa è la zona del mondo con le più lunghe serie di dati strumentali e ciò in virtù del fatto che l’invenzione dei primi strumenti meteorologici (termometro, pluviometro, evaporimetro e barometro è stata effettuata dai membri della scuola di Galileo e che in tale contesto scientifico originalissimo fiorì per la prima volta l’idea di diffondere gli strumenti meteorologici a livello europeo per promuovere una rete osservativa che operasse in modo coordinato (Iafrate, 2008) . la disponibilità di serie di tempo molto lungo è molto interessante per scopi storici e climatologiche anche se spesso si rivela un’arma a doppio taglio a causa della estrema variabilità nella qualità dei dati strumentali raccolti in passato a causa di problemi come unità di standard di misurazione e rilevamento. Con l’obiettivo di organizzare un dataset semplice, facilmente aggiornabile e che consenta di avere una visione d’insieme per l’areale europeo sull’intero periodo strumentale, sono stati raccolti i dati delle stazioni mostrate nella cartina in figura 1 (in tabella 1 si trova l’anagrafica con il significato degli acronimi).

Il dataset, che è riportato nel file dei dati EUROPA_TD_da_1659_DATI e RISULTATI.xls (scaricabile qui), inizia  nel 1655 e all’inizio si tratta solo dei dati della serie galileiana fiorentina (Camuffo e Bertolin, 2012). A questa dal 1659 si aggiunge la serie storica delle temperature dell’Inghilterra centrale – Central England Temperature – CET (Metoffice – Hadley Centre, 2015) e via via altre stazioni, dapprima afferenti ad osservatori storici (Camuffo and Jones, 2002) e poi a reti operative attuali. I dati più recenti provengono sia sito dal Rimfrost (2015) sia dai siti di Meteofrance, di ECAD, dell’UK Metoffice e di Meteosvizzera . In ogni caso nel file dei dati sono sempre indicate le fonti, evidenziate dal diverso colore dei dati.

Elaborazioni eseguite e prodotto finale

Al fine di poter ottenere medie areali rappresentative, i dati di ogni singola stazione sono stati omogeneizzati convertendoli in anomalia rispetto alla temperatura media annua del trentennio 1961-1990 della stazione stessa. Il prodotto finale è costituito dal diagramma della temperatura media annua europea  espressa come anomalia rispetto alla media 1961-90. I dati con cui è stato prodotto il diagramma sono anch’essi reperibili nel file EUROPA_TD_da_1655_DATI e RISULTATI.xls e sono aggiornati al 2015.

Qualità dei dati

Un rischio costante che si pone a chi utilizza i dati europei di serie secolari è quello costituito dall’influenza delle isole di calore urbano (Urban Heat Island – UHI), il che è tutt’altro che improbabile in un’area densamente popolata come l’Europa ed in cui le misure meteorologiche sono iniziate in osservatori geofisici il più delle volte posti al centro di grandi aree urbane.

Onde ragionare sul peso che l’UHI ha in rapporto alle serie storiche considerate, può essere utile osservare il diagramma della devianza (figura 4) delle anomalie termiche. La devianza è infatti la sommatoria degli scarti dalla media elevati al quadrato e il suo andamento:

  • manifesta un debole incremento dalla metà dal 1850 ad oggi, portandosi da valori medi di 4.7 per il periodo 1851-1900 a valori medi di 6.15 per il periodo 1951-2015. Si noti che il periodo dal 1851 ad oggi è segnato da un incremento nel numero di stazioni che rende la rete più rappresentativa del territorio indagato, il che potrebbe spiegare l’incremento della devianza
  • è pressoché stazionaria a decorrere dagli anni 50 del XX secolo, anni in cui il numero delle stazioni si stabilizza a livelli superiori alle 25.  Il mancato incremento della devianza dal 1951 ad oggi porterebbe a propendere per il mancato incremento dell’effetto UHI per la rete considerata. Occorre tuttavia precisare che questa valutazione presenta alcuni limiti fra cui il fatto che l’UHI non è l’unico fattore ad agire sulla devianza registrata. In proposito ricordo che ad esempio che per un regime circolatorio di tipo zonale (correnti atlantiche accentuate con anticiclone ben assestato sul Mediterraneo e cintura di basse pressioni sul mare del Nord) la devianza potrebbe essere più accentuata che non per regimi circolatori più favorevoli agli scambi latitudinali. Inoltre i diversi fattori agenti sulla devianza potrebbero almeno in alcuni casi agire compensandosi fra loro.

Segnalo anche che le stazioni spagnole di Salamanca, Navaracerrada e Cadice presentano una correlazione con la serie dell’Inghilterra Centrale ridottissima, fatto invece che non si evidenzia per le altre stazioni. In un prossimo futuro pertanto si renderà necessaria una riflessione più approfondita sulle stazioni di riferimento spagnole.

Risultati

Il diagramma delle anomalie termiche annue europee (figura 3) evidenzia un comportamento peculiare e si giustifica a mio avviso con il fatto che le stesse sono da ritenere frutto di tre tipi di fenomeni convergenti:

  1. Un trend al riscaldamento legato all’uscita dalla Piccola Era Glaciale (PEG). Il diagramma in figura 3 evidenzia che siamo passati da valori fino a -2.5°C al di sotto della media 1961-90 (dato raggiunto nel gelido 1740, anno più freddo di tutta la serie) a valori attuali di 2°C al di sopra della media stessa (dato del 2014, anno più caldo di tutta la serie).
  2. Una variabilità interannuale molto forte che è una delle caratteristiche più peculiari del clima europeo. La grande variabilità interannuale deriva in sostanza dal fatto che da un anno all’altro cambia in modo sensibile la frequenza la persistenza dei diversi tipi circolatori a macro e mesoscala che interessano il nostro continente. Di tale variabilità il cittadino europeo non può in alcun caso prescindere quando affronta scelte influenzate dal clima.
  3. Una ciclicità pluridecennale e della durata media di 38 anni su tutta la serie che è frutto delle ciclicità manifestata dalle temperature oceaniche e descritta all’indice Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO – https://it.wikipedia.org/wiki/Indice_AMO). Quando AMO è in fase positiva e l’oceano è caldo anche le temperature europee sono più elevate mentre quando AMO passa in fase negativa e l’oceano diventa freddo le temperature europee si riducono di conseguenza. Si noti che dalle  osservazioni sulla transizione di AMO da negativo a positivo avvenuta nel 1994, il fenomeno è spinto da un periodo a correnti atmosferiche atlantiche (grandi correnti occidentali o westerlies) molto intense, il che è segnalato da valori molto positivi dell’indice circolatorio atmosferico North Atlantic Oscillation Invernale (NAOI – https://it.wikipedia.org/wiki/Oscillazione_Nord_Atlantica). La potenza dell’indice AMO è molto rilevante. Si osservi ad esempio che nella fase fredda che và da fine anni ’50 al 1987 le temperature europee sono ridiscese a valori prossimi a quelli che presentavano fra il 1900 e il 1930.
Figura 1 – Le 29 stazioni europee utilizzate in sede di analisi.

Figura 1 – Le 29 stazioni europee utilizzate in sede di analisi.

Figura 2 – Numero di stazioni utilizzate nell’analisi

Figura 2 – Numero di stazioni utilizzate nell’analisi

Figura 3 – Anomalia media rispetto alla temperatura media annua del trentennio 1961-1990. La linea nera è la media mobile con periodo 10 anni e serve per allisciare la variabilità di breve periodo.

Figura 3 – Anomalia media rispetto alla temperatura media annua del trentennio 1961-1990. La linea nera è la media mobile con periodo 10 anni e serve per allisciare la variabilità di breve periodo.

Figura 4 – Deviazione standard delle anomalie rispetto alla temperatura media annua del trentennio 1961-1990 (l’indice non è calcolabile quando è disponibile un solo dato e cioè nei periodi 1655-1658, 1672-1701 e 1710-1721).

Figura 4 – Deviazione standard delle anomalie rispetto alla temperatura media annua del trentennio 1961-1990 (l’indice non è calcolabile quando è disponibile un solo dato e cioè nei periodi 1655-1658, 1672-1701 e 1710-1721).

Tabella 1 – Anagrafica che riporta anche gli acronimi indicati in figura 1.

Tabella 1 – Anagrafica che riporta anche gli acronimi indicati in figura 1.

Ringraziamenti

Ringrazio l’amico Costantino Sigismondi per la revisione critica del testo.

Riferimenti bibliografici

  • Camuffo D. and Bartolin C., 2012. The earliest temperature observations in the world: The Medici Network (1654-1670), Climatic Change 111(2):335-363 · July 2012.
  • Camuffo D. and Jones P.D. 2002. Improved Understanding of Past Climatic Variability from Early Daily European Instrumental Sources. Kluwer Academic Publisher, http://www.wkap.nl/prod/b/1-4020-0556-3 (sito visitato il 7 gennaio 2016).
  • Metoffice – Hadley Centre, 2015. Hadley Centre Central England Temperature (HadCET) dataset, http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcet/ (sito visitato il 7 gennaio 2016).
  • Rimfrost – Data on global weather stations, http://www.rimfrost.no/ (sito visitato il 7 gennaio 2016).