Riscaldamento globale....anche in Italia?

Che sia in atto un riscaldamento globale della superficie del nostro pianeta è ormai fuori discussione. Semmai, si continua a discutere sulle cause del riscaldamento, e se a ciò contribuiscono  più  le attività umane o il Sole, ma anche di quali regioni della superficie terrestre siano effettivamente interessate dal riscaldamento.

Sembra proprio che le attività  umane (dette antropogeniche) rappresentino la causa principale. Da un certo punto di vista, questa è una cosa positiva, nel senso che chi ha 'rotto' il clima, in linea di principio dovrebbe essere in grado di 'riaggiustarlo'. Se invece fosse il Sole la causa dominante del riscaldamento globale....molto più tragico sarebbe il dover immaginare come raffreddarlo!

E' relativamente facile reperire informazioni dettagliate sui valori del riscaldamento globale basate su misure sia da terra che da satellite, basate su diversi tipi di analisi, e relative a diversi intervalli di tempo. Frequentemente vengono emessi bollettini che ci aggiornano sui nuovi record raggiunti dai valori mensili o annuali della temperatura. Tuttavia, generalmente sono valori globali riferiti all'intero pianeta.

Più difficile è invece reperire le stesse informazioni per quanto riguarda soltanto la penisola italiana.

La prima domanda è allora: ma anche l'Italia si sta riscaldando?

E' possibile rispondere a questa domanda grazie ai valori di temperatura forniti dal GLDAS_NOAH (NOAH Global Land Data Assimilation System). In parole semplici, si tratta di valori di temperatura ottenuti  utilizzando modelli della superficie terrestre, integrati, calibrati e validati con osservazioni sia da terra che da satellite. GLDAS permette di ottenere serie di dati relativi a tutta la superficie terrestre con diversi gradi di risoluzione sia spaziale che temporale e di fare anche previsioni sugli andamenti futuri sia di temperatura che di altri parametri dell'atmosfera.

GLDAS_NOAH ci fornisce valori di temperatura dal mese di Agosto del 1948 al mese di Gennaio del 2010, a cui ho aggiunto i dati MERRA (Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications) per estendere la serie temporale fino al Gennaio 2016. Questi valori ci forniscono una base di ben 68 anni per rilevare eventuali aumenti della temperatura media sulla penisola italiana. Precisamente, i valori di temperatura sono mediati temporalmente su intervalli di un mese e spazialmente su tutto il territorio nazionale. In questo modo si hanno 12 valori di temperatura media l'anno relativi a tutto il territorio italiano (acque territoriali escluse) per 68 anni consecutivi.

Nella Figura 1 vengono rappresentate le medie mensili nazionali (pallini rossi) dal 1948 al 2016. 

La linea continua di colore blu serve solo a far vedere più facilmente come la temperatura media mensile oscilla tra valori massimi in estate e valori minimi in inverno. 

A noi interessa sapere se durante questi 68 anni la temperatura media della penisola italiana è aumentata. 

Figura 1. Valori medi mensili della temperatura superficiale (pallini rossi) in Italia dal 1948 al 2016. La linea blu continua mostra la variazione stagionale di temperatura che oscilla tra massimi estivi e minimi invernali. La retta verde rappresenta la temperatura media annuale.

La retta verde (ottenuta con un'analisi di regressione lineare) rappresenta la temperatura media al passare degli anni. Questa retta ha una leggera pendenza positiva, il che significa che la temperatura media nazionale è aumentata, ed è aumentata precisamente di 0.025±0.012 ⁰C (gradi centigradi) all'anno, per un aumento complessivo di 1.74±0.56 ⁰C nel periodo tra il 1948 e il 2016.

Quindi la risposta è certamente sì, anche l'Italia si sta riscaldando.

La seconda domanda è: ma la penisola italiana si sta riscaldando in modo costante o la velocità di riscaldamento sta aumentando o diminuendo? 

I dati a nostra disposizione possono darci anche questa risposta.

In Figura 2 mostriamo come sta variando la pendenza (o coefficiente angolare) della retta verde di Figura 1 con il passare del tempo (cioè la variazione di temperatura per anno o, se vogliamo, il tasso annuo di varazione della temperatura). Un aumento della pendenza significa che il riscaldamento sta accelerando, cioè la sua velocità aumenta col passare del tempo.

Figura 2. Tasso annuo di variazione della temperatura media della penisola italiana. Ciascun pallino rappresenta il tasso medio annuale (ottenuto con una "sliding window" di 30 anni ª). Le rette tratteggiate sono disegnate per mostrare più facilmente le diverse pendenze del tasso di variazione in periodi diversi.

L'andamento è veramente interessante e allarmante!

Possiamo notare che il tasso di variazione della temperatura media nazionale è cambiato in modo diverso in periodi diversi.

1. Nel periodo tra il 1975 ed il 1985 la pendenza è rimasta pressocchè costante e con valori negativi. Il valore negativo della pendenza indica che la temperatura è diminuita e, nel nostro caso, la temperatura media annuale nazionale è diminuita di circa 0.01 ⁰C all'anno.
2. Nel periodo tra il 1985 ed il 2004 la  pendenza è aumentata passando da valori negativi a valori positivi sempre più grandi fino a quasi 0.05 ⁰C l'anno nel 2004. Il valore positivo della pendenza indica che la temperatura è aumentata. Ma nel nostro caso, non solo la temperatura è aumentata, ma è aumentata  sempre più velocemente. La retta blu tratteggiata ci dice che ogni anno a partire dal 1985 la temperatura è aumentata della stessa quantità dell'anno precedente più altri 0.003 ⁰C.
3. Nel periodo dal 2005 al 2010 si è registrata un'inversione di tendenza,  cioè la temperatura ha continuato ad aumentare (poichè la pendenza è positiva) ma meno rapidamente rispetto al periodo precedente.
4. A partire dal 2010 invece ciò che si nota è veramente drammatico. Infatti la temperatura è aumentata, ma molto più rapidamente, cioè in ogni anno successivo al 2010 la temperatura è aumentata della stessa quantità dell'anno precedente più altri 0.01 ⁰C.

Questi valori, sebbene siano numericamente piccoli, in effetti hanno implicazioni veramente grandi. Infatti, per fare un esempio, se in 68 anni (dal 1948 al 2016) la temperatura media nazionale è aumentata di 1.7⁰C, con l'attuale tasso di 0.08⁰C all'anno, basteranno appena 20 anni perchè la temperatura media nazionale aumenti di altri 1.7⁰C.

Quindi, la temperatura media della nostra penisola sta aumentando (di 1.7⁰C negli ultimi 68 anni) e sempre più rapidamente (di altri 1.7⁰C nei soli prossimi 20 anni).

Sergio Messina

a:  "sliding window". Supponiamo di avere una serie di misure, ad esempio di temperatura, effettuate alle date x_1, x_2, x_3,...., x_n e di voler vedere come un certo indice statistico, ad esempio il valore medio, varia nel tempo. La "sliding window" è una tecnica numerica consistente nel fissare un intervallo di tempo (la window), ad esempio 30 anni nel nostro caso,  e selezionare i valori compresi tra la data della prima misura x_1 ed x_1+30. Poi si calcola il valore dell'indice statistico in questo intervallo. Successivamente, si selezionano i valori compresi  tra  x_2 ed x_2+30,  si calcola il nuovo valore dell'indice statistico, e si va avanti fino alla data x_n-30, in modo da selezionare l'intervallo tra x_n-30 ed x_n. In questo modo ottengo una serie di valori dell'indice statistico tra la data x_0 ed x_n -30, o se vogliamo tra x0+30 ed x_n, i quali essendo ottenuti facendo medie su intervalli lunghi sono meno soggetti all'effetto delle fluttuazioni statistiche.