Il mese di luglio visto dalla stazione di fisica

Le statistiche definitive sul mese di luglio appena trascorso lo archiviano come il mese mediamente più caldo nella serie di osservazioni condotte presso la nostra stazione meteorologica, dislocata sul tetto dell’istituto di fisica.

La stazione meteorologica del Dipartimento di Fisica dell’università di Torino acquisisce dati in modo abbastanza continuativo dal 1992. Abbastanza perché, malgrado negli anni si sia fatto il possibile per garantire un dataset il più continuo possibile di dati, ogni tanto guasti e vicende di vario tipo hanno prodotto alcune lacune temporali. Per avere un database continuo, sono state fatte delle interpolazioni usando alcune serie di dati acquisiti nella città di Torino: in particolare, sono state usate le serie dei dati giornalieri delle stazioni Buon Pastore, Alenia, Giardini Reali, Reiss Romoli, Vallere e Consolata di ARPA Piemonte, e la serie omogeneizzata della Società Meteorologica Italiana. Le interpolazioni dei dati mancanti sono state eseguite calcolando, sui dati disponibili, le rette di regressione (separatamente per temperature massime, medie e minime) rispetto ad ogni stazione, e mediando i vari dati così ottenuti per regressione da ogni stazione. Per la serie omogeneizzata della Società Meteorologica Italiana, che non dispone del dato di temperatura media, questa è stata ricavata come semisomma della minima e della massima.

Al fine di ottenere un database statistico di riferimento con cui raffrontarsi (normalmente il periodo di media usato a tale scopo è il trentennio 1961-90), sono state effettuate a ritroso le ricostruzioni dei dati fino al 1961, quindi essi sono stati mediati nel trentennio.

Media delle temperature minime, medie e massime nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Media delle temperature minime, medie e massime nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Il primo grafico che commentiamo è la media delle temperature nel periodo giugno-luglio di ogni anno dall’inizio delle osservazioni: si vede come il 2015 risulti secondo soltanto rispetto al 2003, che detiene ancora il primato, ma di poco. La differenza maggiore la si riscontra nelle massime (quasi 1 °C), mentre le minime differiscono di circa 0,5 °C.

Se ci limitiamo ai valori medi di luglio, tuttavia, notiamo come il 2015 balzi nettamente in testa, surclassando non solo il luglio 2003 (che non fu straordinario: luglio fu il meno anomalo dei tre mesi estivi) ma anche agosto 2003, mese considerato a lungo imbattibile, anche alcuni giorni fa, quando molti ritenevano difficile poter avere svariate ondate di calore di intensità tale da poter attaccare quel record. Dando un’occhiata ai valori ricostruiti a ritroso fino al 1961, nessun mese ha mai fatto osservare valori termici simili, per cui possiamo concludere che luglio 2015 è stato il mese più caldo almeno dal 1961 ad oggi in area urbana.

Prima di proseguire, due parole sulla significatività dei dati. Chi segue le vicende meteorologiche cittadine ha sicuramente notato come i valori minimi registrati dalla nostra stazione siano particolarmente alti, soprattutto in questi mesi estivi e di notte, e soprattutto se confrontati con le stazioni suburbane e con quelle dislocate su prato. Questo fatto tuttavia non deve sorprendere più di tanto. Le stazioni “a norma” secondo l’organizzazione meteorologica mondiale (WMO) dovrebbero essere posizionate su erba, cosa che in area urbana è difficile da realizzare. D’altra parte, una stazione dislocata su cemento è più rappresentativa delle temperature che si registrano in area urbana. La posizione sul tetto dell’edificio rende il termometro meno legato all’eventuale colorazione scura dell’asfalto e più esposto alle eventuali brezze. D’altra parte, in situazioni di ondate di calore come quelle registratesi nel luglio appena trascorso, suolo e muri si scaldano durante la giornata, trasmettendo il calore anche al’interno, e rimangono caldi anche di notte, emettendo radiazione ad onda lunga che può essere intercettata da altri muri o dagli oggetti come i termometri. Diversa è la situazione di un prato inerbito, se l’erba rimane viva, in quanto la pianta traspira tutto quello che può al fine di abbassare la temperatura delle proprie foglie, e mantiene pertanto il suolo più fresco.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Passiamo ora a vedere le anomalie delle temperature registrate a luglio: tali anomalie, calcolate rispetto al trentennio 1961-90, risultano tra 5,4 e 6,3 °C, a seconda della temperatura, e sono le maggiori in assoluto per il mese di luglio, superando di oltre 2 °C il valore più alto precedente. Se per le massime tale anomalia non batte (per pochissimo) il valore di quella dell’agosto 2003, di 6,4 °C, per le medie e le minime risulta invece la maggiore in assoluto. Con una deviazione standard delle temperature sul trentennio 1961-90 compresa tra 1,8 e 2,0 °C, tali anomalie risultano pari ad un numero di deviazioni standard compreso tra 4,9 e 5,5. La statistica ci dice che, in una distribuzione nornale, un evento che si allontani dalla media di cinque deviazioni standard ha una probabilità di verificarsi di uno su oltre un milione: è pertanto evidente che la probabilità di avere, in dodici anni, ben due eventi (agosto 2003 e luglio 2015) così lontani dalla media indica che l’insieme statistico non rappresenta più il campione. E questo è vero, in quanto, infatti, le temperature medie stanno aumentando, e manca pertanto il criterio della stazionarietà del campione statistico.

Anomalie delle temperature minime, medie e massime registrate a luglio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Anomalie termiche a luglio rispetto al periodo climatico di riferimento 1961-90 per le temperature minime, medie e massime). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Anche il grafico che mostra il numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime) vede primeggiare senza rivali luglio 2015, in cui in ben 26 giornate su 31 è stata superata la soglia delle minime. Neppure agosto 2003 fece registrare così tanti giorni sopra soglia.

numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime

Numero di giorni nei mesi di luglio con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Ragionando non tanto sui valori assoluti ma sulle anomalie (sempre calcolate rispetto al periodo 1961-90), il discorso non cambia, anzi diventa ancora più evidente l’anomalia del mese appena trascorso.

numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con superamento di determinate soglie termiche (rispettivamente 27, 30 e 33 °C per le temperature minime, medie e massime

Numero di giorni, nei vari mesi di luglio del terzo millennio, con anomalie rispetto al periodo di riferimento 1961-90 superiori a 5 °C per le temperature minime, medie e massime. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Valutando infatti le giornate con anomalie superiori a 5 °C, si vede come, a fronte di svariati anno con valori compresi tra zero e otto, il 2015 svetti con 16 giornate con anomalie delle minime e 23 giornate con anomalie delle massime oltre i 5 °C. Anche in questo caso, agosto 2003 si inchina a luglio 2015…

Dati Dip. di Fisica - Unito.

Temperature minime, medie e massime relative al 2014 (linee sottili), al 2015 (linee spesse) ed alla media climatica 1961-90 (puntini). Dati Dip. di Fisica – Unito.

Ma ho lasciato per ultimo il grafico più eclatante, che rende comprensibile in modo immediato quanto luglio 2015 sia risultato fuori statistica rispetto alla media ed al trentennio climatico 1961-90. In questo grafico vediamo tre terne di curve: minime, medie e massime relative al 2014 (linee sottili), al 2015 (linee spesse) ed alla media climatica (puntini). Beh, che dire: la curva delle temperature medie di luglio 2015 supera spesso la media climatica delle massime, e per 25 giornate su 31 supera le massime registrate un anno fa nello stesso periodo. La stessa cosa vale per l’andamento delle medie del 2015 rispetto alla media climatica delle minime ed alle minime del 2014. E penso che questo sia sufficiente… anche perché la curva delle massime è veramente incommentabile: basti dire che soltanto il 31 luglio 2015 è risultato sottomedia, e soltanto come valori massimi.

Elenco delle temperature minime, medie e massime più alte registrate nel periodo 1961-2015. I valori relativi al periodo 1961-1991 sono ricostruiti. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Elenco delle temperature minime, medie e massime più alte registrate nel periodo 1961-2015. I valori relativi al periodo 1961-1991 sono ricostruiti. Dati Dip. di Fisica – Unito.

Nella tabella seguente andiamo proprio a vedere come si sono classificate le giornate singole di questo luglio nella classifica globale. Sono mostrate le prime venti posizioni per ogni valore termico (minima, media e massima), e abbiamo volutamente incluso, pur indicandoli in corsivo, anche i valori ricostruiti relativi al periodo 1961-90 (quando la stazione non c’era), in modo da collocare i valori attuali nel contesto storico. Si nota come, per tutte le temperature, ci siano tra otto e dieci giornate di luglio 2015 posizionate tra le venti più calde dal 1961. Aggiornato il record della minima del 13 agosto 2003, 26,5 °C, con i 27,1 °C del 7 e del 16 luglio; solo sfiorato il record di 32,3 °C delle medie dell’11 agosto 2003, con i 32,1 °C del 6 luglio; mentre si è avvicinato “al podio” delle massime la giornata del 21 luglio, con 38,1 °C, ancora lontano dai 39,4 °C dell’11 agosto 2003. Notiamo infine come, togliendo luglio 2015 e agosto 2003, rimangano pochi altri casi di giornate così calde in classifica.

Piogge cumulate nei vari mesi di luglio del III millennio. Dati Dip. di Fisica - Unito.

Piogge cumulate nei vari mesi di luglio del III millennio. Dati Dip. di Fisica – Unito.

L’ultimo grafico che vediamo si riferisce alle cumulate di pioggia registrate nel mese di luglio nella nostra stazione. Anche qui i valori sono stati ricostruiti nello stesso modo di quelli termici. Notiamo come sicuramente luglio 2015 sia risultato un mese generalmente poco piovoso, anche se già solo nel terzo millennio il luglio 2006 fu ancora meno piovoso. Si sono registrati soltanto tre episodi di pioggia, di cui due significativi, ed uno responsabile di oltre il 75% della precipitazione, legata ad un singolo evento temporalesco. Del resto, la maggior parte delle piogge estive sono legate ad episodi temporaleschi. Certo, paragonare luglio 2015 ai due anni precedenti, in cui si registrarono quasi 150 mm ciascuno, è impressionante. Tra l’altro, tenendo conto dell’insieme alte temperature – scarse precipitazioni, si intuisce che l’evapotraspirazione sia stata ingente e tale da far evaporare gran parte dell’acqua contenuta nello strato delle radici delle piante, trasformando una stagione che fino a giugno era idrologicamente non critica in una stagione a rischio di siccità (e certamente i pochi mm di pioggia caduti nella giornata odierna non possono risolvere la crisi).

In conclusione, dall’analisi dei valori acquisiti dalla nostra stazione di fisica si evince che abbiamo vissuto un altro mese che, alla luce dei riscontri statistici, può essere definito straordinario dal punto di vista termico, a dodici anni di distanza da un’estate storica caratterizzata da un altro mese straordinario. Sono caduti diversi record nella nostra stazione: quello delle minime in un singolo giorno, quello delle medie mensili di minime, medie e massime, e quello delle anomalie medie mensili minime e medie. A livello di pioggia, luglio 2015 è stato secco ma non il più secco, grazie ad un singolo evento temporalesco. Le previsioni per la settimana entrante mostrano la possibilità di un’altra robusta ondata di calore, e quindi vedremo se il 2015 avrà altre cartucce in serbo per archiviare definitivamente i record del 2003, o se – cosa che sinceramente speriamo – i valori rimarranno più contenuti.

2 thoughts on “Il mese di luglio visto dalla stazione di fisica

  1. Salve Cassardo,

    ritengo che questa: http://bit.ly/1MWH3D3 sia la capannina meteorologica di cui si parla nel pezzo. Secondo le direttive WMO (https://www.wmo.int/pages/prog/gcos/documents/gruanmanuals/CIMO/CIMO_Guide-7th_Edition-2008.pdf, punto 2.1.4.1 ) essa non rispetta i requisiti per un rilevamento affidabile dei dati (sarà a 15-20 metri di altezza) e l’uso di questi è quindi dubbio:

    Temperature observations on the top of buildings are of doubtful significance and use because of the variable vertical temperature gradient and the effect of the building itself on the temperature distribution.

    (Ad occhio) In basso davanti si vede una specie di scarico d’aria/riscaldamento (?) e subito dietro quello che ritengo sia un serbatoio d’acqua (presente da quando?) che pieno peserà ad occhio 200-300 kg e immagazzinerà di conseguenza una notevole quantità di calore, specie d’estate. Essa è infine collocata su una superficie di cemento.

    Qual è il suo punto di vista in proposito?

    Grazie e saluti

    foskolo

    • Salve foskolo,
      l’immagine è corretta (è la nostra stazione), e conosco molto bene la direttiva WMO. Applicando rigorosamente la quale, la sfido a trovare stazioni che siano a norma, anche alcune di quelle dell’Aeronautica Militare. Sicuramente, ad esempio, non lo è quella di Milano Linate…
      Il mio punto di vista è il seguente. Prima di tutto, la stazione di Torino Caselle, l’unica del torinese in pianura, facente parte della rete synop, e che dovrebbe essere a norma (ma, non avendola mai visitata, non posso dire nulla), non è rappresentativa delle temperature dell’area urbana di Torino, essendo collocata in area suburbana, o comunque al di fuori dell’area urbana. Ritengo decisamente più rappresentativa la nostra stazione, proprio perché ubicata su una superficie di cemento (ha visto bene, quelle sul tetto sono mattonelle di cemento).
      Lo scarico invece si trova dall’altra parte del tetto ed è lo scarico dell’impianto di riscaldamento e raffrescamento. Da un’analisi fatta da noi prima e dopo la costruzione dell’impianto, la sua costruzione non perturba le misure, che invece risentono molto di più delle risalite di aria bollente dal basso.
      I recipienti metallici che lei vede non contengono acqua, ma strumentazione utile per lo studio dei raggi cosmici (ma non so altro).
      Tornando alla rappresentatività delle stazioni, ritengo che la cosa più importante sia quella di assicurare l’omogeneità della serie. Questo è stato fatto in maniera scientificamente inattaccabile dai curatori del volume “il clima di Torino”, ed ha permesso di poter ricostruire una lunga serie storica che è arrivata fino ad alcuni anni fa. Tale serie è stata basata su misure che soltanto in pochi anni sono state ricavate da stazioni oggi definibili a norma WMO, ed anzi per la quasi totalità degli anni le stazioni erano più somiglianti alla nostra (in altre parole, si trovavano sui tetti degli edifici), tanto è vero che, secondo i curatori dello stesso libro, la stazione attualmente più “vicina” a tali misure dal punto di vista climatico è proprio la nostra.
      Il mio lavoro alla base di questo post è stato più rapido e si è limitato ad analizzare dapprima solo le misure effettuate sul tetto, e successivamente a confrontarle con quelle ricostruite sulla base di alcune misure effettuate negli anni precedenti a Torino. Il metodo da me presentato non ha la stessa pretesa di rigore perché ho voluto fare un calcolo rapido (pur se non scorretto) in modo da poter preparare il post, ma non ho avuto il tempo di controllare tutti i dati che avrei voluto al fine di redigere una pubblicazione scientifica: soprattutto non ho effettuato i riscontri statistici necessari.
      Cordiali saluti
      Claudio Cassardo

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