Ricostruzione della serie storica delle temperature registrate alla stazione del Collegio Romano (Rm) (1782-2018)

Dipartimento di Ingegneria
 Corso di Laurea Magistrale in
 “Ingegneria per la Protezione dai rischi naturali”

Ricostruzione della serie storica delle temperature
registrate alla stazione del Collegio Romano (Rm)
 (1782-2018)

 Relazione di fine tirocinio anno accademico 2018/2019

 Tutor: Tirocinante:

 Prof. Elena Volpi Stefano Cipollini

 Matricola:

 461441

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

 Serie storica delle Osservazioni di Temperatura
 (1782-2018)
 Stazione Di Misura del Collegio Romano (Rm)

1. Introduzione
Il lavoro descritto dalla seguente relazione è stato svolto presso l’Università degli studi di Roma3 durante lo
svolgimento di un’attività formativa prevista dall’art. 10, comma5 lettere d) e e) della Legge D.M. 270/04
obbligatoria ai fini del conseguimento del titolo di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile per la Protezione
dai Rischi Naturali. L’attività svolta, in conformità a quanto previsto dal decreto ministeriale, ha avuto il
riconoscimento di 6 CFU.
L’obbiettivo del seguente lavoro è stato quello di ricostruire la serie storica delle temperature della Stazione
del Collegio Romano (RM), le cui osservazioni sono disponibili dal 1782 al 2018. La serie ricostruita
rappresenta il dato input per un lavoro di Tesi Magistrale, che ha invece l’obbiettivo di eseguire un’analisi
climatica tramite l’analisi statistica approfondita dei dati.
Inizialmente è stata attuata una procedura informativa, in cui sono state reperite, grazie alle diverse fonti
disponibili (e.g., [3,12]), le notizie riguardo alla posizione e alla storia della Stazione del Collegio Romano.
In un secondo momento, attraverso l’analisi di alcune fonti (e.g., [3,6,7,8,10,11,12,13]), sono stati reperiti i
dati di temperatura e le informazioni relative agli strumenti adottati per la registrazione, all’ubicazione di tali
strumenti e agli orari di osservazione. Le fonti consultate coprono un periodo temporale di più di 200 anni
(1782 – 2018), e si riferiscono a tre stazioni di registrazione che hanno effettuato le osservazioni: una
stazione collocata nell’Osservatorio del Collegio, in funzione dal 1782, una stazione del Servizio Idrografico,
le cui osservazioni sono disponibili dal 1927, e una stazione della Rete Agrometeorologica Nazionale
(RAN), collocata anch’essa nell’osservatorio, i cui dati sono reperibili dal 2004. I diversi dati ottenuti sono
stati analizzati e messi assieme per la ricostruzione conclusiva della serie.

2. La stazione del Collegio Romano  a sud il Campidoglio, distante circa 700 m
 (quota massima di 48 m s.l.m).
Il Collegio Romano (Figura 1) è situato nella città
di Roma, nella parte più depressa della vallata del
Tevere, ad una quota di circa 66,4 m s.l.m e alle
seguenti coordinate:
  latitudine 41°53’54’’ N
  longitudine 12°28’46’’ E
Le alture limitrofe al Collegio sono:
  a levante il Quirinale, distante circa 650 m
 (quota massima 50,9 m s.l.m);
  a nord il Pincio, distante circa 1000 m
 (quota media 55 m s.l.m) e Monte Mario, Figura 1 Il Collegio Romano (2019)
 distante circa 3500 m (quota massima 139
 m s.l.m); Uno dei punti principali della struttura è la torre
  ad ovest il Gianicolo, distante circa 1500 Calandrelli (Figura 2), il cui balcone (Figura 3) è
 m (quota massima di 88 m s.l.m); stato uno dei luoghi principali utilizzati per lo

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svolgimento delle registrazioni delle grandezze fine di generare delle serie temporali di elevata
meteorologiche durante il periodo di riferimento. qualità.

 3. L’Osservatorio del Collegio Romano
 Il Collegio Romano è sede di un Osservatorio, in
 cui le osservazioni iniziarono nel gennaio del
 1782 sotto la direzione dell’abate Giuseppe
 Calandrelli. L’inizio di queste osservazioni fu reso
 possibile grazie all’istituzione nel 1780 della
 “Società Meteorologica Palatina”, che inviò
 strumenti di misura in 30 città europee, tra cui
 Roma. I primi dati raccolti da Calandrelli vennero
 pubblicati nelle “Effemeridi della Società
 Meteorologica Palatina”.
 Figura 2 Il Collegio Romano, Torre Calandrelli (fine ‘800)
 Nel 1803 Calandrelli pubblicò una sintesi delle
 osservazioni contenute nelle Effemeridi della
 Società Meteorologica Palatina fino al 1801, e dal
 1802 al 1810 le misure furono molto limitate con
 pubblicazioni di soli dati di pioggia.
 Le osservazioni ricominciarono con regolarità nel
 1811 e proseguirono fino al 1824 sotto la
 direzione di Calandrelli.
 Nei successivi anni, e fino al 1848, ci furono
 diversi cambiamenti nella direzione
 dell’Osservatorio, ma le osservazioni vennero
 eseguite in maniera abbastanza continua. In
Figura 3 Vista dal balcone della Torre Calandrelli, in direzione
 particolare, nel 1824, il Collegio Romano venne
 della Chiesa di Sant’Ignazio (NW) (1852)
 restituito alla Compagnia dei Gesuiti, sotto la
Recentemente è uscito un articolo sul Corriere direzione di Padre Dumouchel fino al 1842 e di
della Sera [14] in cui la stazione del Collegio Padre De Vico fino al 1848. A questi eventi
Romano, il cui responsabile oggi è Luigi Iafrate, è seguitò l’espulsione dei Gesuiti dal Collegio, dove
stata riconosciuta tra le stazioni centenarie della invece fu trasferito il Seminario Romano che
World Meteorological Organization1 (WMO), continuò con le registrazioni sotto la direzione del
organizzazione che svolge l’attività di analisi delle Prof. Ignazio Calandrelli, nipote di Giuseppe
osservazioni meteorologiche a lungo termine. Tale Calandrelli.
Organizzazione promuove inoltre degli standard e
 Nel 1849 rientrò nel Collegio la Compagnia dei
delle pratiche, da attuare nell’attività di
 Gesuiti, e le osservazioni svolte nell’Osservatorio
registrazione delle grandezze meteorologiche, al
 continuarono sotto la direzione di P. A. Secchi.
 Nel 1862 ebbe inizio la pubblicazione del
1
 La World Meteorological Organization delle Nazioni “Bullettino Meteorologico dell’Osservatorio del
Unite è un’organizzazione specializzata per la Collegio Romano” e successivamente del
cooperazione internazionale e il coordinamento sullo “Bollettino Decadico”.
stato e sul comportamento dell’atmosfera terrestre,
sulla sua interazione con la terra e gli oceani, sulle Nel 1876 l’Osservatorio divenne statale sotto la
condizioni meteo e sul clima da essa prodotto, e sulla direzione dell’Ufficio Centrale di Meteorologia
conseguente distribuzione della risorsa idrica.
 (UCM) con direttore Pietro Tacchini, astronomo
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geofisico e meteorologo, e da quel momento le  1999-2008 Ufficio Centrale di Ecologia
registrazioni furono abbastanza continue. Agraria, con direttore Domenico Vento;
  2008-2015 Unità di Climatologia e
Il 30 novembre del 1879 l’Ufficio iniziò a
 Meteorologia applicate all’Agricoltura
pubblicare il primo “Bollettino Meteorico
 (CMA), con direttore Domenico Vento
giornaliero”, ancora sotto la direzione di Pietro
 fino al 2009 e Luigi Perini fino al 2015.
Tacchini, primo direttore dell’Ufficio.
 Le informazioni più recenti della direzione della
Il 26 novembre del 1879 il governo italiano aveva
 struttura dell’Ufficio, dopo il 2015 fino ad oggi,
istituito anche il “Regio Ufficio Centrale di
 non sono state reperite, ma l’articolo di Virtuani
Meteorologia”, considerato come il primo
 P. del Corriere della Sera ha messo in luce che
tentativo di attuare un unico servizio
 attualmente il direttore è Luigi Iafrate, e l’Ufficio
meteorologico nazionale.
 si chiama CREA-CMA.
L’Ufficio si è occupato anche della pubblicazione
di Bollettini Meteorologici dal 1993 al 2012
contenenti le osservazioni meteorologiche [1] 4. Dati dell’Osservatorio
L’Ufficio Centrale di Meteorologia, dal 1876 in I dati di temperatura provenienti
cui è stato istituito fino ad oggi, ha subito diversi dall’Osservatorio, e i loro sistemi di misura, sono
cambiamenti nella direzione e nel nome che sono stati forniti da tre fonti:
riportati di seguito in ordine cronologico:
  “Il Clima di Roma – Esame delle
  1876-1887 Ufficio Centrale di osservazioni Meteorologiche eseguite dal
 Meteorologia (UCM) con direttore il Prof. 1782 al 1910”, studio a cura del Dott.
 Pietro Tacchini; Filippo Eredia (1911) [3]
  1887-1923 Ufficio Centrale di  “Meteorologia Romana, la serie storica
 Meteorologia e di Geodinamica con delle osservazioni al Collegio Romano
 direttore il Prof. Pietro Tacchini, fino al 1782-1978” di Vittorio Trevisan (1981)
 1900, e successivamente il Prof. Luigi [12]
 Palazzo;  Bollettini pubblicati dall’Osservatorio del
  1923-1937 Ufficio Centrale di Collegio Romano (1993-2011) [13]
 Meteorologia e di Geofisica, con direttore
 il Prof. Luigi Palazzo fino al 1931, Emilio Fonti [3] e [4]
 Oddone fino al 1935 e successivamente Lo studio del Dott. Filippo Eredia rappresenta una
 Pericle Gamba; raccolta di dati meteorologici, la cui realizzazione
  1937-1941 Ufficio Centrale di fu possibile grazie alla consultazione di documenti
 Meteorologia e di Climatologia, con originali e non (Tabella 1).
 direttore Pericle Gamba fino al 1940 e
 successivamente Girolamo Azzi; Fonti “Il Clima di Roma” di Filippo Eredia
  1941-1957 Regio Ufficio Centrale di Effemeridi della Società
 Meteorologica Palatina
 Meteorologia e di Ecologia Agraria, con 1782-1792
 (Osservatorio Astronomico di
 direttore Girolamo Azzi fino al 1956 e Bologna)
 successivamente Giorgio Roncali; 1793-1803 -
  1957-1999 Ufficio Centrale di Ecologia Copie delle Osservazioni
 Agraria di Difesa delle Piante coltivate 1811-1823 Originali (Osservatorio del
 Collegio Romano)
 dalle Avversità Meteoriche (UCEA), con
 1824 -
 direttore Giorgio Roncali fino al 1968, Documenti Originali
 Ottavio Sarrica fino al 1970, Ezio Rosini 1825-1910 (Osservatorio del Collegio
 fino al 1979, Luisa Fera fino al 1988, e Romano)
 successivamente Domenico Vento; Tabella 1 Fonti utilizzate nel lavoro del Dott. Filippo Eredia
 (1911)

 3

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Le registrazioni di temperatura ottenute dallo  Temperature medie minime mensili per
studio del dottor Filippo Eredia sono: l’intervallo 1831-1978
  Temperature medie massime mensili per
  Temperature medie mensili per gli
 l’intervallo 1831-1978
 intervalli 1782-1792, 1811-1823, 1825-
 1910. In Trevisan è anche riportato il numero dei giorni
  Temperature medie minime mensili per nei quali la temperatura media diurna, determinata
 l’intervallo 1831-1910 come media delle temperature massima e minima
  Temperature medie massime mensili per registrate giornalmente, è stata uguale o inferiore
 l’intervallo 1831-1910 ai 15°C.
  Temperature minime assolute mensili per
 Per avere una visione chiara e completa dei dati
 l’intervallo 1831-1910
 forniti da questi primi due documenti, sono state
  Temperature massime assolute mensili
 di seguito messe in evidenza le caratteristiche
 per l’intervallo 1831-1910
 degli strumenti utilizzati nei diversi periodi, la
Le temperature medie mensili in Eredia F. (1911) loro ubicazione, e gli orari in cui sono state
sono state determinate come media delle eseguite le osservazioni.
temperature medie giornaliere, a loro volta
 Strumenti e loro Ubicazione
ottenute mediando i valori di temperatura
registrati giornalmente in determinati orari. Le notizie relative agli strumenti di misura e alla
 loro ubicazione sono confermate sia in Trevisan
Il Volume di Vittorio Trevisan fu realizzato
 V. (1981) che in Eredia F. (1911), a meno di
invece a fronte della necessità in Italia, negli anni
 qualche piccola divergenza sulla quota di
70’, di creare un archivio di dati meteorologici
 posizione degli strumenti ritenuta trascurabile.
facilmente accessibili e utilizzabili a fini
scientifici e utilitaristici. Nel 1976 il Consiglio Le osservazioni termometriche iniziarono nel
Nazionale delle Ricerche (CNR) approvò, 1782 mediante il termometro Rèaumur (18,84 m
nell’ambito del progetto “Promozione della s.p.c – 38,98 m s.l.m), inviato dalla Società
Qualità dell’ambiente”, una ricerca per la Meteorologica Palatina, esposto all’aria libera
creazione di un archivio prototipo su supporto verso tramontana in modo da non venir mai
meccanografico di una serie storica di colpito dai raggi solari.
osservazioni meteorologiche. La serie analizzata
fu proprio quella registrata all’Osservatorio del Nel 1788 il termometro fu spostato (52,9 m s.l.m),
Collegio Romano, e il volume di Trevisan e venne esposto al Nord in un luogo più ventilato.
rappresenta esattamente l’archivio ricostruito delle Nel 1826 iniziarono le osservazioni della
osservazioni dal 1782 al 1978. Tale ricostruzione temperatura massima e minima mediante il
venne fatta attraverso la consultazione e l’analisi termometrografo di Bellani, le quali, secondo lo
critica di opuscoli astronomici, memorie, studi studioso Secchi, risultano essere attendibili dal
climatici specifici, bollettini giornalieri, decadici 1831.
mensili, annali, volumi, riviste e schede decadiche
manoscritte. Tra le diverse fonti utilizzate da Il 25 Ottobre del 1854 gli strumenti vennero
Trevisan è presente anche lo studio del Dottor spostati nel nuovo Osservatorio (Figura 4)
Filippo Eredia. costruito al di sopra della chiesa di Sant’Ignazio
 (poco al di sotto di 58,5 m s.l.m, 41 m s.p.c), ed in
Le registrazioni di temperatura fornite dal volume particolare i termometri furono messi al Nord,
di Trevisan sono: preservati la mattina dall’azione del sole con una
  Temperature minime assolute mensili per persiana e la sera con una porta aprentesi sul
 l’intervallo 1782-1978 balcone.
  Temperature massime assolute mensili
 per l’intervallo 1782-1978

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 Orari di Osservazione

 In un primo periodo compreso tra il 1782 e il
 1824, secondo le indicazioni fornite
 dall’Accademia Meteorologica Palatina, le
 registrazioni venivano eseguite alle ore 7
 antimeridiane, alle 14 e alle 21 pomeridiane. Dal
 1825 a maggio del 1828 venivano aggiunte alle
 precedenti osservazioni altre due registrazioni ad
 orari non prefissati (5 misure totali). Nel mese di
 giugno del 1828 e fino al 21 settembre del 1830
 Figura 4 Veduta dell’Osservatorio sopra la Chiesa di secondo Trevisan fino al 21 settembre del 1828, le
 Sant’Ignazio (prima metà del ‘900) osservazioni vennero eseguite regolarmente alle
 ore 5,7,12,15,21 e talvolta alle 19. Il 21 settembre
Nell’agosto del 1857 fu sostituito il termometro
 del 1830 venne soppressa la misura alle 5, e dal
centigrado all’ottantigrado, e il primo febbraio del
 12 gennaio del 1851 fu inserita l’osservazione alle
1859 i termometri vennero trasportati in una
 ore 9 antimeridiane (5 misure totali alle ore
gabbia meteorica collocata su un balcone a Nord,
 7,9,12,15,21). Nel 1862 l’osservazione delle 9
a circa 48,37 m s.l.m. Inoltre quello stesso giorno
 venne di nuovo soppressa, riportando il numero
iniziarono anche le registrazioni con il
 delle registrazioni totali a 4, ma venne
Meteorografo Secchi.
 nuovamente inserita nel gennaio del 1879. Da
Nel 1891, e fino al 1921, la collocazione degli quest’ultima data però l’osservazione alle ore 7
strumenti fu portata a 50,6 m s.l.m. veniva eseguita solo da aprile a settembre, e nei
 restanti mesi venivano registrati i valori alle 8
Dal 1922 al 10 Luglio 1942 la strumentazione fu (7,9,12,15,21 da aprile a settembre e 8,9,12,15,21
disposta alla quota di 45,5 m s.l.m. nei restanti mesi). Secondo lo studio di Trevisan,
In quest’ultima data, inoltre, gli strumenti furono dal 1879 le registrazioni furono sempre alle
riportati nell’originaria Specola della torre 8,9,12,15,21. Infine dal 1933 le osservazioni
Calandrelli, ovvero il luogo di osservazione nella furono ridotte a 3 al giorno, ovvero alle 8,14,19
torre, e disposti in una finestra meteorica volta a solari. Nella tabella che segue è riportata una
Nord e situata a 58,6 m s.l.m. Le informazioni sintesi degli orari di osservazione sopra descritti
circa la strumentazione e la sua ubicazione sono (Tabella 2)
riassunte in Tabella 3.
 Anni Orari di Osservazione
 1782 - 1824 7,14,21
 7,14,21,X,Y (X e Y non
 1825 - maggio 1828
 prefissate)
 giugno 1828 - 21 settembre
 1830 (secondo Trevisan 21 5,7,12,15,21 e talvolta 19
 settembre 1828)
 21 settembre 1830
 (secondo Trevisan 21
 7,12,15,21
 settembre 1828)
 -12 gennaio 1851
 12 gennaio 1851 - 1862 7,9,12,15,21
 1862 - gennaio 1879 7,12,15,21
 7,9,12,15,21 da aprile a
 settembre
 gennaio 1879 - 1932 8,9,12,15,21 nei restanti mesi
 (secondo Trevisan sempre
 8,9,12,15,21)
 1933-1978 8,14,19
 Tabella 2 Orari di Osservazione (1782-1978) – Dalle
 informazioni di [3][12]
 5

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 Anni Strumento Quota s.l.m [m] Quota s.p.c [m] Esposizione
 Esposto all’aria libera verso
 1782-1788 Termometro Rèaumur 38,98 18,84 tramontata preservato
 dall’azione dei raggi solari
 1789-25 Termometro Rèaumur
 Esposti a Nord in un luogo più
 ottobre 1854 e Termometrografo di 52,9 -
 ventilato
 Bellani (dal 1831)
 Poco al di sotto di
 26 ottobre Termometro Rèaumur
 58,5 (Osservatorio Poco al di sotto di Esposti al Nord preservati
 1854-agosto e Termometrografo di
 sopra la chiesa di 41 dall’azione del sole
 1857 Bellani
 sant’Ignazio)
 settembre Termometro Poco al di sotto di
 1857- Centigrado e 58,5 (Osservatorio Poco al di sotto di Esposti al Nord preservati
 01/febbraio Termometrografo di sopra la chiesa di 41 dall’azione del sole
 1859 Bellani sant’Ignazio)
 Termometro
 Centigrado 48,37 (Gabbia
 02/febbraio
 Termometrografo di Meteorica su un - Esposti al Nord
 1859-1891
 Bellani Meteorografo balcone a Nord)
 Secchi
 Termometro
 Centigrado
 1892-1921 Termometrografo di 50,6 - -
 Bellani Meteorografo
 Secchi
 Termometro
 Centigrado
 1922-10
 Termometrografo di 45,5 - -
 luglio 1942
 Bellani Meteorografo
 Secchi
 Termometro 58,6 (Finestra
 Centigrado meteorica volta a
 11 luglio
 Termometrografo di Nord nell’originaria - Esposti al Nord
 1942-1978
 Bellani Meteorografo Specola della torre
 Secchi Calandrelli)
 Tabella 3 Configurazione della stazione di misura ubicata
 presso l’Osservatorio dal 1782 al 1978 [3][12]
 Fonte [1]
  Temperature medie massime mensili per
 Oltre alle due fonti sopra descritte, sono stati
 l’intervallo 1993-2012
 reperiti i dati di temperatura registrati presso
  Temperature medie minime mensili per
 l’Osservatorio del Collegio Romano, pubblicati
 l’intervallo 1993-2012
 sui Bollettini Meteorologici, dal 1993 al 2012 [1].
  Temperature medie giornaliere 1993-2012
 I documenti contenenti queste registrazioni sono
  Temperature medie mensili 1993-2012
 facilmente scaricabili dal sito del CMA “Unità di
 ricerca per la climatologia e la meteorologia Dal 1993 al 1999 le misure estreme di temperatura
 applicate all’agricoltura”, ex UCEA [13]. giornaliera, rilevate dalle 00:00 alle 24:00, sono
 state eseguite con un termometro a massima a
 Le osservazioni che sono state estratte dai
 mercurio e con un termometro a minima ad
 bollettini sono:
 alcool, entrambi con una precisione di 0,2°C. Le
 Temperature minime assolute giornaliere per altre misure giornaliere erano eseguite invece alle
 l’intervallo 1993-2012 8, alle 14 e alle 19 da un termometro a mercurio,
 Temperature massime assolute giornaliere per con una precisione di 0,2°C. Le temperature
 l’intervallo 1993-2012 medie giornaliere sono state determinate come
 media delle temperature minima e massima

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misurate alle 8 e alle 19. Gli strumenti erano Orari di Quota
 Anni Strumento
collocati nella torre Calandrelli, che ha una quota Osservazione s.l.m [m]
di 66,4 m s.l.m. Dal 2000 invece le osservazioni Termometro a
sono state elaborate attraverso una stazione massima a
 66,4 (torre
meteorologica automatica, i cui sensori erano 1993- mercurio
 8,14,19 Calandrelli)
 1999 Termometro a
posizionati nella stessa locazione degli strumenti 57 (ipotesi)
 minima ad
precedenti, in modo da ottenere dati omogenei. alcool
Tale stazione è stata configurata secondo le stesse Stazione
norme tecniche e modalità di acquisizione stabilite automatica 66,4 (torre
 2000- Media dei
per le stazioni meteorologiche della Rete (+0,5°C Calandrelli)
 2010 valori orari
Agrometeorologica Nazionale (RAN). La stazione TMax ; 57 (ipotesi)
 -0,5°C TMin)
istallata è anche conforme ai requisiti standard Stazione
raccomandati dall’Organizzazione Meteorologica Media dei
 automatica
Mondiale (WMO/OMM). Inoltre la stazione era 2011- valori
 (+0,5°C 57
 2012 istantanei
stata accuratamente testata nei due anni precedenti TMax ;
 ogni 60 min
(1998-1999) attraverso il confronto dei dati -0,5°C TMin)
ottenuti dai dispositivi meccanici e da quelli Tabella 4 Strumenti e loro Ubicazione (1993-2011) – Dalle
 informazioni di [13]
automatici. Questi ultimi strumenti comportano
però una leggera variazione dei valori di
temperatura rispetto ai precedenti: le temperature
massime registrate dalla stazione automatica 5. Il Servizio Idrografico (SI)
sovrastimano le temperature massime giornaliere Il Servizio Idrografico Italiano per l’Italia
con una differenza dell’ordine di 0,5°C, e peninsulare e per le isole di Sicilia e Sardegna, fu
sottostimano quelle minime con una differenza istituito con i Decreti Luogotenenziali del 17
dell’ordine di 0,5°C. Tale differenza, secondo Giugno e del 25 Ottobre 1917. Tale Servizio
quanto è riportato nel Bollettino del 2000, è nacque a fronte della necessità di istituire un
dovuta alla posizione del sensore esterno alla servizio a carattere nazionale, che provvedesse al
capannina di misura, come accade per tutte le rilevamento delle caratteristiche dei corsi d’acqua.
stazioni della rete RAN. Le temperature medie L’organizzazione del Servizio fu studiata dal
giornaliere, sempre dal 2000, sono state invece Consiglio Superiore delle Acque e dall’ing.
determinate mediando i valori medi orari delle 24 Gaudenzio Fantoli, docente dal 1919 al 1927 di
ore. Idraulica Industriale e Generale presso il
Dal 2011 nel Bollettino viene specificata Politecnico di Milano. In particolare, il territorio
l’elevazione dei sensori per le registrazioni, che è fu diviso in 8 compartimenti tra cui il
di 57 m, che si ritiene essere stata l’elevazione dei compartimento di Roma per il dominio del litorale
dispositivi dal 1993 (66,4 m era la quota della del Lazio. Il Servizio Idrografico fu inizialmente
torre Calandrelli). Inoltre, dal 2011, le posto sotto il controllo del Consiglio Superiore
temperature medie giornaliere sono state delle Acque, organo consultivo presso il Ministero
determinate come media dei valori orari istantanei dei Lavori Pubblici. Nel 1942 era stato istituito
nelle 24 ore. Nel 2012 si hanno a disposizione anche il Servizio Mareografico Nazionale, e in
esclusivamente i dati di temperatura, senza altre seguito quest’ultimo e il Servizio Idrografico
informazioni, ma si ritiene che le caratteristiche vennero unificati nel Servizio Idrografico e
degli strumenti, degli orari di misura e della quota Mareografico Nazionale (SIMN). La legge
della strumentazione sia rimasta la stessa dei 183/1989 stabilì che tale organo (SIMN)
precedenti. Questa ipotesi si basa sul fatto che dal confluisse, insieme ad altri servizi tecnici
2000 le caratteristiche della stazione, conformi (sismico, geologico) già esistenti presso i
alle norme dettate dalla RAN, sono rimaste le Ministeri dei Lavori Pubblici e dell’Ambiente, nei
stesse fino ad oggi. La Tabella 4 riporta in sintesi Servizi Tecnici Nazionali della Presidenza del
le informazioni fornite dai Bollettini Consiglio dei Ministri. Nel 2002 fu disciplinato il
Meteorologici dal 1993 al 2012. trasferimento delle competenze del Servizio
 7

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Idrografico e Mareografico (SIMN) e del  Temperature medie mensili e annue delle
Dipartimento dei Servizi Tecnici Nazionali temperature diurne (1927-2004)
(DSTN) alle regioni.
 Le temperature diurne sono determinate come
Infine l’Istituto Superiore per la Protezione e la media delle temperature massima e minima
Ricerca Ambientale (ISPRA), ente pubblico di registrate nello stesso giorno.
ricerca istituito nel 2008, ha ereditato alcuni dei
 Gli strumenti utilizzati per le osservazioni
compiti del Servizio Idrografico e Mareografico
 (Tabella 5) sono stati genericamente termometri a
Nazionale (SIMN), e ha così realizzato una serie
 massima e a minima fino al 1988, un termografo
di attività di carattere conoscitivo, di ricerca e
 dal 1989 al 1993, un termometro elettronico dal
supporto tecnico-scientifico sugli aspetti quali-
 1994 al 1999 e dal 2001 al 2004, un termometro
quantitativi della risorsa idrica e del rischio di
 in telemisura solo nel 2000, e un termometro
alluvioni.
 senza specifiche caratteristiche per i restanti anni.
6. Dati del Servizio Idrografico (SI) La quota degli strumenti risulta essere quasi
 sempre di 51 m s.l.m, e in alcuni periodi viene
Una delle attività del Servizio idrografico specificata la quota rispetto al livello del suolo:
Nazionale, poi divenuto SIMN, era la nei periodi 1951-1988 e 1994-2004 tale quota
pubblicazione di Bollettini Idrografici, iniziata nel risulta essere di 33m mentre nel periodo 1989-
1918, allo scopo di pubblicare le osservazioni 1993 è di 2m. Si è ipotizzato che quest’ultima
pluviometriche e idrometriche. A partire dal 1927 quota di 2m si riferisca al pavimento dell’ufficio
i Bollettini, che presero il nome di Annali di registrazione.
Idrologici, comprendevano anche ulteriori
osservazioni, tra cui quelle termometriche. Quota
 Quota
 Anni Strumento s.l.m
 s.p.c [m]
Le informazioni relative alla stazione del Servizio [m]
idrografico installata negli edifici del Collegio e i Termometro
dati termometrici relativi sono stati reperiti dai 1927- a massima 33 (dal
 51
 1988 Termometro 1951)
suddetti Annali Idrologici, disponibili in forma
 a minima
cartacea o online, e da tabelle disponibili online 1989- 2 (sul
sul sito del Centro Funzionale della Regione Termografo 51
 1993 pavimento)
Lazio. Di seguito si riporta il riferimento delle 1994- Termometro
 51 33
fonti per ogni periodo esaminato. 1999 elettronico
 Termometro
  Osservazioni Termometriche 1927-1985, 2000 in 51 33
 Annali Idrologici [6][7] telemisura
  Osservazioni Termometriche 1986-2000, 2001- Termometro
 51 33
 2004 elettronico
 Annali Idrologici [11] Tabella 5 Strumenti e loro ubicazione (1927-2004) – Dalle
  Osservazioni Termometriche 2001-2004, informazioni di [6][7][11][8]
 Annali Idrologici [8]
  Osservazioni Termometriche 2003-2018, Dal 1927 viene specificato che le osservazioni di
 Tabelle (Online, Regione Lazio) [9] temperatura massima e minima vengono fatte alle
 9 antimeridiane, ed il valore di temperatura
Le registrazioni di temperatura di tali fonti sono: massima viene assegnato al giorno stesso, mentre
  Temperature massime giornaliere (1927- quello di temperatura minima viene assegnato al
 2018) giorno precedente. Inoltre dal 1993 viene
  Temperature minime giornaliere (1927- segnalato che le stazioni di misura automatiche
 2018) che registrano gli estremi di temperatura con
  Temperature medie massime mensili termografo, termometro elettronico e termometro
 (1927-2018) in telemisura, registrano i dati dalle ore 00:00 alle
  Temperature medie minime mensili ore 24:00 di ogni giorno. Si è ipotizzato che
 (1927-2018)
 8

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

quest’ultima metodologia fosse applicata già dal 7. La Rete Agrometeorologica Nazionale
1989 con l’inizio dell’utilizzo del termografo. (RAN)
È assolutamente necessario evidenziare una La Banca Dati Agrometeorologica del Servizio
questione rispetto ai dati reperiti da [9]. Tale Informativo Agricolo Nazionale (SIAN)
fonte, come già accennato, è disponibile in forma rappresenta l’archivio dei dati rilevati dalla Rete
tabellare online sul sito della Regione Lazio, e Agrometeorologica Nazionale (RAN). Tale Rete è
non offre nessun tipo di indicazione rispetto alla costituita da centraline automatiche che rilevano
configurazione della stazione (strumentazione e grandezze utilizzate prevalentemente per la
quota). La ricerca di informazioni più dettagliate ricostruzione degli eventi meteorologici
su questi dati è confluita nella scoperta di una (temperatura, precipitazione, umidità, ecc.) e il
discussione online sul Forum del Centro monitoraggio della stagione agraria.
Meteorologico Romano (2010) [4], in cui diversi
studiosi hanno messo in evidenza numerose La fase progettuale della RAN è iniziata nel 1988
incongruenze tra le temperature offerte dalle con la definizione degli standard progettuali per la
tabelle online del Servizio Idrografico (2003- sua realizzazione. In questa fase è stato ritenuto
2018) e quelle registrate dalle stazioni vicine necessario:
(Osservatorio del Collegio Romano). In  valutare la distribuzione ottimale dei
particolare nel forum viene messo in evidenza punti di rilevazione;
come la stazione del Servizio Idrografico  garantire la massima omogeneità dal
(denominata Stazione CAE), che si trova al di punto di vista informatico e delle
sotto della stazione ubicata nell’Osservatorio di 20 metodologie di acquisizione;
m (40 m in linea d’aria), registra delle temperature  realizzare strutture che contenessero la
massime e minime più elevate rispetto a quelle massima integrazione con reti nazionali e
registrate dall’Osservatorio. locali già operative;
Altre informazioni dedotte dal forum evidenziano  realizzare i controlli statistici di qualità
che il motivo vero e proprio della sovrastima delle dei dati acquisiti mediante procedure
temperature non sembra legato ad un problema di automatiche.
strumentazione, bensì ad una sua errata Inizialmente le principali scelte di base nella
collocazione: gli strumenti della Stazione del definizione dell’architettura della RAN hanno
Servizio Idrografico CAE infatti non sono riguardato:
installati su terreno erboso ma su una
pavimentazione a mattonelle bianche con macchie  la realizzazione di un unico sistema
nerastre. Questo giustifica il fatto che le centrale capace di controllare e gestire
temperature massime registrate dalla stazione del numerosi punti di rilevazione;
SI sono maggiori di circa 2-3°C rispetto a quelle  l’automazione di tutte le operazioni di
registrate all’Osservatorio, e le temperature rilevamento mediante l’impiego di
minime sono maggiori di 1-2°C. Tali differenze si dispositivi e sensori elettronici;
riducono di molto nelle giornate piovose e  la capacità di espansione del sistema con
ventose. particolare riferimento alla possibilità di
 stabilire collegamenti automatici anche
Alla luce di questa questione, i dati offerti online con altre strutture informative esterne
dalle tabelle del Servizio Idrografico (2003-2018) (interconnessione con altre reti, banche
sono stati considerati nella ricostruzione della dati, ecc.).
serie con le dovute attenzioni.
 In definitiva la realizzazione della RAN ha avuto
 inizio nel 1990 con l’installazione delle prime
 quattro stazioni in due zone dell’area padana e
 pugliese, ed è proseguita ad un ritmo di circa 5
 stazioni all’anno. Attualmente la RAN è costituita
 da 47 stazioni. Da un punto di vista pratico le
 9

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

stazioni della Rete Agrometeorologica Nazionale In Tabella 6 è riportata una sintesi delle
sono di tipo automatico e svolgono caratteristiche dei dati forniti dal SIAN.
principalmente:
 Quota
 Anni Strumento Fonte
  la funzione di misura, ovvero di s.l.m [m]
 rilevazione delle diverse grandezze fisiche Strumenti
 2004-
 attraverso specifici sensori; digitali e 57 [6]
 2017
  la funzione di controllo, effettuata analogici
 Tabella 6 Strumenti e loro ubicazione (2004-2017) – Dalle
 sull’acquisizione dei dati misurati, sulle
 informazioni di [10]
 linee di telecomunicazione e
 alimentazione elettrica; Confronto tra i dati del SIAN e quelli dei
  la funzione di telecomunicazione, per Bollettini Meteorologici (2004-2012)
 l’acquisizione dei dati e la loro
 trasmissione verso un elaboratore esterno. È interessante evidenziare che è presente una
 corrispondenza tra le osservazioni fornite dal
 SIAN e quelle presenti nei bollettini meteorologici
 dal 2000 al 2012. Nel Bollettino del 2000 viene
8. Dati della RAN forniti dal Servizio
 specificato che, da quello stesso anno, le
 Informativo Agricolo Nazionale (SIAN)
 registrazioni sono state eseguite da una stazione
Nelle stazioni della RAN le altezze dei sensori dal meteorologica automatica che ha le stesse
livello del suolo sono conformi a quelle dettate caratteristiche della stazione della RAN. Inoltre,
dall’Organizzazione Meteorologica Mondiale nello stesso Bollettino, viene anche specificato
(WMO). La stazione di misura del Collegio che tale stazione è entrata in funzione dal 1998.
Romano è entrata a far parte della RAN il Dunque, alla luce di queste informazioni, si è
03/08/1998, ed è situata ad una quota di 57 m desunto che i dati forniti dal SIAN e quelli forniti
s.l.m. Tale stazione misura diverse grandezze, tra dai Bollettini Meteorologici, nel periodo di
cui i valori estremi giornalieri e orari di registrazione comune, sono relativi ad una stessa
temperatura dell’aria ad una quota di 2 m rispetto stazione di misura ubicata a 57 m s.l.m e
al pavimento sopra il quale sono ubicati i sensori. conforme alle norme dettate dalla WMO. Questo
 aspetto trova conferma nel fatto che quando venne
Le osservazioni di temperatura reperite dal SIAN realizzata la Rete Agrometeorologica Nazionale
e inserite nel seguente lavoro sono: (RAN) uno degli standard progettuali era quello di
  Temperature massime giornaliere (2 m) realizzare strutture che contenessero la massima
 (2004-2017) integrazione con le reti nazionali e locali già
  Temperature minime giornaliere (2 m) operative, in questo caso con la stazione CMA, ex
 (2004-2017) UCEA.
  Temperature medie massime mensili
 (2 m) (2004-2017)
  Temperature medie minime mensili (2 m)
 (2004-2017)
  Temperature medie giornaliere (2 m)
 (2004-2017)
Le temperature medie giornaliere fornite dal
SIAN sono state determinate come media delle
temperature massima e minima registrate nel
medesimo giorno.

 10

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

9. Ricostruzione della Serie Storica delle Quality Check
 osservazioni di Temperatura al Collegio
 Inizialmente è stato necessario verificare se le
 Romano
 serie di valori, prese singolarmente, contenessero
In definitiva si hanno a disposizione una o meno anomalie (outliers) dovute ad esempio ad
molteplicità di osservazioni, e per alcuni periodi si errori puntuali di registrazione, trascrizione o
hanno anche osservazioni provenienti digitalizzazione. A questo scopo, come suggerito
contemporaneamente da più fonti d’informazione. ad esempio in Boccolari e Malmusi (2012) o nei
 Manuali e Linee Guida dell’Ispra (2013), è stato
Nel seguente lavoro è stato scelto di ricostruire eseguito un quality check in cui si è verificato che
due serie di temperatura a scala mensile: una serie i valori delle serie di temperatura ricadessero
di temperature medie massime mensili e una serie all’interno di un range pari a quattro volte la
di temperature medie minime mensili. Tali deviazione standard campionaria. Se gli outliers
osservazioni di temperatura sono disponibili in individuati erano dovuti ad errori di
maniera abbastanza continua dal 1830 e si digitalizzazione, questi sono stati sostituiti con i
riferiscono in particolare alle seguenti fonti: valori corretti, altrimenti sono stati evidenziati e
  Temperature medie massime e minime se ne è tenuto conto nella procedura di confronto
 mensili 1831-1910 (Eredia F. 1911); tra le serie. In Eredia F. (1911) sono stati
  Temperature medie massime e minime individuati due outliers nelle temperature minime,
 mensili 1831-1978 (Trevisan V. 1978); molto vicini al limite del range, e nessun dato
  Temperature massime e minime anomalo nelle massime; i valori anomali rilevati
 giornaliere 1993-2012 (Bollettini di temperatura media minima mensile si
 Meteorologici); riferiscono ai mesi di
  Temperature massime e minime  luglio 1848;
 giornaliere 1927-2004 (Annali Idrologici  agosto 1852.
 del Servizio Idrografico);
  Temperature massime e minime In Trevisan V. (1978) sono presenti invece
 giornaliere 2003-2018 (tabelle online del un’anomalia nelle temperature massime e due
 Servizio Idrografico); anomalie nelle minime, ma in tutti i casi i valori
  Temperature medie massime e minime sono estremamente vicini ai limiti del range:
 mensili 2004-2017 (Banca Dati del
  febbraio 1929 (Tmin);
 SIAN);
  luglio 1938 (Tmax);
La ricostruzione della serie è stata eseguita  febbraio 1956 (Tmax).
attraverso i seguenti passaggi:
 Negli Annali Idrologici del Servizio Idrografico
  quality check dei dati forniti dalle fonti, sono state rilevate le seguenti anomalie:
 per individuare eventuali anomalie
  febbraio 1929 (Tmin);
 presenti;
  febbraio 1956 (Tmin);
  confronto dei dati provenienti
  agosto 2003 (Tmin);
 contemporaneamente da più fonti e scelta
  febbraio 1956 (Tmax).
 di quelli da inserire nella serie ricostruita;
  rilevazione e riempimento di eventuali Le osservazioni presenti nei Bollettini
 missing value nelle osservazioni; Meteorologici (1993-2012), nelle tabelle online
  ricostruzione definitiva delle serie di del Servizio Idrografico (2003-2018) e nella
 temperatura media massima e minima Banca Dati del SIAN (2004-2017), non
 mensile. presentano valori anomali (outliers) al di fuori del
 range.

 11

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

Confronto dei dati e ricostruzione della serie
Per ricostruire la serie sono state confrontate le
osservazioni di temperatura media minima e
massima mensile provenienti da più di una fonte
nel medesimo periodo, e sono state messe in
evidenza eventuali discordanze presenti. Tale
confronto è stato valutato da un punto di vista
grafico, attraverso lo scatterplot e l’istogramma
degli scarti dei valori, ed è stato quantificato
attraverso il coefficiente di correlazione, la cui
equazione è:
 ∑( − ̅ )( − )
 ( , ) =
 ∑( − ̅ ) ( − ̅ ) Figura 5

1831-1861
Nel periodo compreso tra il 1831 e il 1861 si
hanno a disposizione i dati di Eredia F. (1911) e di
Trevisan V. (1978), e i valori di temperatura
forniti dai due documenti sono esattamente
identici. Un’unica eccezione riguarda gli ultimi
mesi del 1854, in cui sono disponibili solo i dati di
Trevisan, che sono dunque stati considerati
direttamente nella serie ricostruita. La
ricostruzione della serie in questo periodo è
dunque univocamente determinata.
1862-1910
Anche nel periodo 1862-1910 si conoscono i dati Figura 6
di Eredia F. (1911) e quelli di Trevisan V. (1978)
 Per mettere in evidenza maggiormente gli scarti
che, al contrario del caso precedente, presentano
 presenti si sono riportati due istogrammi (Figura
delle piccole divergenze nonostante le stazioni di
 7; Figura 8) che descrivono in termini di
misura sono configurate nello stesso modo.
 frequenza le differenze presenti.
Inizialmente è stato determinato il coefficiente di
correlazione (Tabella 4), che mostra una forte
similitudine tra le due serie esaminate.
 Temperature Temperature
 Coeff. Di Medie Medie
Correlazione Minime Massime
 Trev-Eredia Trev-Eredia
  0,99 0,99
 Tabella 7

È stato poi determinato lo scatterplot (Figura 5;
Figura 6) che mostra come le osservazioni di
temperatura massima sono praticamente identiche
nelle due fonti, mentre quelle di temperatura
minima, seppur sono anch’esse praticamente Figura 7
uguali, presentano delle piccole divergenze.

 12

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

Nell’istogramma delle temperature massime mediati tra quelli presenti in Eredia F. (1911) e
(Figura 7) si verifica uno scostamento massimo di quelli in Trevisan V. (1978).
0,8°C, mentre il 99% delle osservazioni (581/588)
 1911-1926
hanno delle differenze comprese tra 0°C e 0,4°C,
e sono dunque da ritenersi trascurabili. Inoltre le In questo periodo le uniche osservazioni a
differenze di 0,1°C spesso sono da attribuirsi ad disposizione sono quelle in Trevisan V. (1978),
errori di approssimazione. che sono state quindi interamente considerate per
 la ricostruzione della serie.
 1927-1978
 In questi 51 anni le osservazioni disponibili sono
 quelle di Trevisan V. (1978) e quelle negli Annali
 Idrologici del Servizio Idrografico. Le due serie di
 dati, seppure riferite a strumenti e quota di
 rilevazione differenti (Tabella 3; Tabella 5), sono
 molto simili tra loro. Anche qui, dal confronto,
 sono state rilevate delle divergenze, che sono state
 messe in evidenza con le stesse modalità utilizzate
 nel periodo precedente.

 Figura 8 Temperature Temperature
 Coeff. Di Medie Medie
Nell’istogramma in Figura 8 si possono notare 5 Correlazione Minime Massime
casi in cui, nelle temperature minime, le Trev-Annali Trev-Annali
divergenze sono abbastanza elevate, ed in 0,99 0,99
particolare le temperature fornite da Eredia F. Tabella 8
(1911) sovrastimano quelle di Trevisan V. (1978)
(valori di scarto negativi). Tali differenze si
misurano nei seguenti periodi:
  gennaio 1864 , = 1,4° 
  gennaio 1869 , = 1° 
  marzo 1873 , = 1° 
  ottobre 1885 , = 3,7° 
  settembre 1908 , = 3,4° 

I mesi in cui si verificano le discordanze non
corrispondono ai dati anomali che sono stati
individuati con il quality check eseguito e
descritto nel paragrafo precedente, e dunque le
osservazioni sono da ritenersi valide in entrambi
le fonti. Non esistono dunque delle informazioni Figura 9
che permettono di dare più fiducia ad una fonte
che all’altra, e dunque, per tener conto di entrambi
i documenti disponibili, si è deciso di eseguire una
media tra i dati di temperatura. Inoltre in questo
periodo non sono presenti valori mancanti in
nessuna delle due fonti. La serie ricostruita, nel
periodo 1862-1910, è dunque composta dai valori
di temperatura media massima e minima mensile

 13

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

 Figura 12

 Figura 10 L’istogramma in Figura 11 conferma la
 correlazione nelle temperature massime tra le
I coefficienti di correlazione tra i dati di Trevisan
 fonti, ed infatti risulta che il 93% (580/624) delle
V. (1978) e quelli degli Annali Idrologici (Tabella
 osservazioni sono praticamente identiche tra loro
8) sono molto vicini ad uno, e dunque le
 e presentano un delta massimo di 0,1°C. Sono
osservazioni delle due fonti sono quasi uguali tra
 presenti poi 5 casi in cui le differenze nelle
loro. Questo aspetto è confermato dagli scatterplot
 temperature massime hanno delle entità maggiori
in Figura 7 e 8, in cui i dati mostrano una buona
 di 1°C, ed in particolare si verificano nei seguenti
correlazione e sono infatti quasi sempre
 periodi:
coincidenti con la bisettrice del primo quadrante.
Gli scatterplot mettono anche in evidenza la  Giugno 1933 , = 1,1° 
presenza di alcune divergenze tra le fonti, che  Ottobre 1978 , = 2,3° 
sono state meglio rappresentate negli istogrammi  Giugno 1977 , = 3° 
in Figura 11 e 12.  Agosto 1977 = 3,2° 
 ,
  Ottobre 1954 , = 3,3° 

 I mesi in cui si verificano tali differenze non
 coincidono con i periodi in cui si verificano gli
 outliers, e dunque le registrazioni di temperatura
 media mensile massima sono da ritenersi valide in
 entrambe le fonti.
 In Figura 12 viene rappresentato l’istogramma
 delle temperature medie minime mensili, in cui
 l’83% delle osservazioni presentano uno
 scostamento massimo di 0,1°C, mentre il 14%
 presentano uno scostamento massimo di 0,3°C.
 Anche qui, come nel caso delle temperature
 Figura 11 massime, sono presenti 4 casi in cui gli
 scostamenti sono maggiori di 1°C, e dove le
 osservazioni degli Annali Idrologici sovrastimano
 quelle di Trevisan V. (1911). I periodi in cui si
 verificano tali discordanze sono:
  Febbraio 1978 , = 2,1° 
  Settembre 1977 , = 3,1° 
  Agosto 1977 , = 3,3° 

 14

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
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  Ottobre 1954 , = 3,3° evidenza se i valori mancanti sono consecutivi o
 meno. I valori risultanti sono quindi portatori di
Anche in questo caso i mesi in cui si sono un grado di incertezza di cui si dovrà tener conto
verificate tali anomalie non corrispondono a quelli negli studi successivi. In definitiva la serie
in cui si sono verificati gli outliers, e dunque i dati ricostruita nel periodo 1979-1992 è costituita solo
delle due fonti sono da ritenersi entrambi validi. dai dati degli Annali Idrologici.
In generale non sono presenti delle informazioni 1993-1999
che permettono di dare più fiducia alle
osservazioni di temperatura media mensile degli Nel periodo 1993-1999 sono stati messi a
Annali Idrologici più che a quelli di Trevisan V. confronto i dati forniti dagli Annali del Servizio
(1911), e dunque, grazie alla buona correlazione Idrografico e quelli dei Bollettini Meteorologici.
presente tra i dati, nella serie ricostruita si è Anche qui è stato eseguito lo stesso iter dei casi
considerata la media delle registrazioni precedenti di cui sono di seguito riportati i
provenienti dalle due fonti. Inoltre, in entrambe le risultati.
fonti considerate nel periodo 1927-1978 non sono
 Temperature Temperature
presenti valori mancanti.
 Coeff. Di Medie Medie
1979-1992 Correlazione Minime Massime
 Annali-Bollet Annali-Bollet
In questo caso i dati sono forniti solo dagli Annali 0,99 0,99
Idrologici che costituiscono dunque direttamente Tabella 9
la serie ricostruita. Nel periodo 1979-1992 sono
però presenti dei mesi in cui le temperature medie In Tabella 4 si può osservare come i coefficienti
massime e minime mensili, che nel caso degli di correlazione sono molto vicini ad 1, e dunque è
Annali Idrologici sono state calcolate come media presente sicuramente una buona correlazione tra le
rispettivamente delle temperature massime due fonti disponibili. Gli scatterplot in Figura 13 e
giornaliere e di quelle minime giornaliere, 14 confermano la correlazione presente ed in
presentano delle incertezze. Tali incertezze sono particolare si può dedurre, dalla posizione dei dati
dovute al fatto che sono presenti dei giorni in rispetto alla bisettrice del primo quadrante, come
alcuni mesi in cui i valori di temperatura non sono
a disposizione. Nello specifico si ha che tali
missing value si presentano giornalmente, sia
nelle massime che nelle minime, nei seguenti
periodi:
  novembre 1989 (15 missing value con.2);
  settembre 1990 (10 missing value con.);
  ottobre 1990 (11 missing value n.c.3);
  novembre 1990 (1 missing value);
  dicembre 1992 (14 missing value con.).
Alla luce di questi aspetti si è deciso di riempire i
buchi della serie considerando un semplice
 Figura 13
criterio di interpolazione lineare, che fornisce una
buona approssimazione nei casi in cui le i Bollettini Meteorologici sottostimano le
discontinuità sono brevi e un’approssimazione temperature massime e sovrastimano quelle
meno buona nei casi in cui le discontinuità minime rispetto agli Annali Idrologici. Questa
riguardano più giorni consecutivi. A tal proposito differenza si ritiene sia dovuta principalmente alla
nell’elenco sopra riportato è stato messo in differente configurazione delle stazioni a cui sono
 riferite le osservazioni.
2
 con. valori mancanti “consecutivi”
3
 n.c. valori mancanti “non consecutivi”
 15

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

  ottobre 1995 , = 1,6° 
  gennaio 1996 , = 1,1° 
  ottobre 1996 , = 1,2° 
  novembre 1996 , = 1,1° 
  marzo 1997 , = 1,1° 
  settembre 1997 , = 1,5° 
  ottobre 1997 , = 1,2° 
  gennaio 1998 , = 1,1° 
  febbraio 1998 , = 1,2° 

 Figura 14

Gli istogrammi in Figura 15 e 16 confermano
quanto precedentemente affermato, ovvero che i
dati dei Bollettini tendono a sottostimare le
temperature medie massime mensili, mentre
tendono a sovrastimare quelle medie minime
mensili.

 Figura 16

 Anche nel caso seguente i mesi in cui si verificano
 gli outliers non coincidono con i mesi in cui si
 presentano gli scostamenti maggiori. Inoltre nei
 dati forniti da entrambe le fonti non si verificano
 valori mancanti.
 In definitiva si è scelto di considerare nella serie
 ricostruita solamente i dati resi disponibili dagli
 Annali Idrologici che garantiscono una maggiore
 omogeneità e continuità con i dati
 Figura 15
 precedentemente utilizzati per la ricostruzione
Si può inoltre osservare che solo il 45% (38/84) della serie.
delle temperature massime presentano uno 2000-2018
scostamento inferiore a 0,6°C, e quasi il 20% uno
scostamento maggiore di 1°C. Lo scostamento In questo periodo si hanno a disposizione i dati
massimo nel caso delle temperature massime è di degli Annali Idrologici del Servizio Idrografico
2°C. Nelle temperature minime invece la (2000-2004), quelli dei Bollettini Meteorologici
situazione è leggermente diversa. Il 100% dei dati (2000-2012), quelli della Banca Dati del SIAN
presenta uno scostamento inferiore a 0,9°C, e (2004-2017) e quelli delle tabelle online del
l’89% (75/84) dei dati ha una differenza compresa Servizio Idrografico (2003-2018). Rispetto a
tra 0,1°C e 0,7°C. In particolare i periodi in cui si questa ricchezza di osservazioni si vogliono fare
verificano gli scostamenti maggiori sono: delle precisazioni. In particolare, come è stato
 detto in precedenza, i dati del SIAN e quelli dei
  gennaio 1993 , = 1,3° Bollettini Meteorologici si riferiscono alla stessa
  febbraio 1993 , = 2° stazione di misura, configurata in accordo alle
  marzo 1993 , = 1,1° norme previste per le stazioni facenti parte della
  agosto 1993 , = 1,4° Rete Agrometeorologica Nazionale (RAN) e alle
  novembre 1994 , = 1,1° norme dettate dalla World Meteorological
 16

Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

Organization (WMO). In questo periodo dunque, dunque nel periodo 2004-2012, tra i dati del SIAN
nella ricostruzione della serie, si è deciso di dare e quelli dei Bollettini, possono considerarsi
maggior fiducia ai dati forniti dal SIAN e a quelli direttamente quelli dei Bollettini Meteorologici, i
provenienti dai Bollettini Meteorologici. I motivi quali non presentano buchi nella serie.
di questa scelta sono essenzialmente due: i dati del
 Nel periodo 2000-2004 è stato eseguito un
SIAN e quelli dei Bollettini seguono delle norme
 confronto tra i dati dei Bollettini Meteorologici e
ben precise e omogenee rispetto anche ad altre
 quelli degli Annali Idrologici, al fine di valutarne
stazioni di misura e sono disponibili fino al 2017.
 lo scostamento. I dati dei Bollettini, come già
Di contro i dati degli Annali Idrologici sono
 accennato, sono sempre disponibili a scala
accompagnati da un livello di informazione non
 giornaliera, mentre gli Annali Idrologici
dettagliato, non hanno delle particolari norme a
 presentano dei valori giornalieri mancanti nei
cui riferirsi e sono forniti solamente fino al 2004. I
 mesi di maggio e giugno del 2004. Questi ultimi
dati invece provenienti dalle tabelle online del
 dunque presentano dei valori mancanti mensili in
Servizio Idrografico sono disponili dal 2003 al
 due mesi del 2004, dei quali non si è tenuto conto
2018, ma presentano degli errori [2], non sono
 nel confronto.
accompagnati da informazioni riguardo la
configurazione della stazione di misura e sono Temperature Temperature
dunque molto poco affidabili. Alla luce di questi Coeff. Di Medie Medie
aspetti, nella ricostruzione della serie in questo Correlazione Minime Massime
ultimo periodo, si è preferito dare una maggior Annali-Bollet Annali-Bollet
fiducia ai dati del SIAN e dei Bollettini 0,99 0,99
Meteorologici, al fine di garantire una continuità e Tabella 10
omogeneità delle osservazioni fino almeno al
 I coefficienti di correlazione tra le due fonti,
2017. Il 2000, comunque, rappresenterà nella serie
 calcolati e riportati in Tabella 10, mostrano come
un anno di cambiamento, un “change point”, in
 sia presente una buona correlazione tra le
quanto si passa da osservazioni riferite alla
 registrazioni. Gli scatterplot in Figura 15 e 16
stazione del Servizio Idrografico a osservazioni
 confermano tale correlazione, ed infatti i valori di
riferite alla stazione RAN.
 temperatura media massima e minima mensile
Un primo confronto è stato dunque eseguito tra i sono quasi completamente coincidenti con la
dati del SIAN e quelli dei Bollettini Meteorologici bisettrice del primo quadrante. Si può anche
nel periodo 2004-2012 in cui si hanno a osservare, sempre dai grafici in Figura 17 e 18,
disposizione i dati di entrambe le fonti. I dati di come i valori di temperatura media massima
temperatura media massima e minima mensile mensile tendono a disperdersi maggiormente
relativi al SIAN sono stati calcolati considerando rispetto alla bisettrice, e dunque presentano delle
la media dei valori massimi o minimi giornalieri. divergenze maggiori rispetto ai dati di temperatura
Il punto è che le osservazioni giornaliere media minima mensile. Gli Istogrammi in Figura
presentano dei buchi nella serie, e dunque in 19 e 20 confermano un maggiore scostamento tra
qualche modo il valore di temperatura medio le fonti nelle temperature massime, il cui
massimo o minimo mensile risulta falsificato. Al istogramma si disperde maggiormente.
contrario i dati giornalieri di temperatura massima
e minima dei Bollettini sono sempre presenti, e
dunque il calcolo delle temperature medie
massime e minime mensili con questi dati fornisce
dei valori veritieri. Il confronto tra le due fonti è
stato fatto solo in relazione ai valori medi mensili
per cui si ha un’informazione completa delle
temperature giornaliere, ovvero sul 60% (64/108)
delle temperature medie massime mensili e sul
65% (70/108) di quelle medie minime mensili. In
questo caso è risultato che i valori sono identici, e
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Relazione Tirocinio - Anno accademico 2018/2019
Stefano Cipollini

 maggiore di 1°C. I periodi in cui si verificano tali
 scostamenti sono:
  luglio 2004 , = 1,8° ;
  agosto 2004 , = 1,9° ;
  settembre 2004 , = 1,6° ;
  ottobre 2004 , = 1,3° .

 I periodi sopra riportati non corrispondono agli
 outliers individuati in precedenza, e dunque le
 osservazioni di entrambe le fonti meritano fiducia.
 È interessante osservare come i maggiori
 scostamenti si presentano in maniera continua tra
 luglio e ottobre del 2004, per cui probabilmente
 Figura 17
 sono dovuti ad errori sistematici o particolari
 condizioni meteorologiche che si sono verificate
 in quel periodo. In generale si può anche dedurre
 dall’istogramma in Figura 19 come i valori dei
 Bollettini Meteorologici sottostimano le
 temperature massime medie mensili fornite dagli
 Annali.

 Figura 18

 Figura 20

 L’istogramma in Figura 20 mostra come le
 temperature minime medie mensili delle due fonti
 confrontate sono molto simili. In particolare il
 100% dei dati presenta uno scostamento inferiore
 ai 0,6°C. Inoltre si può osservare come,
 analogamente al caso delle temperature massime,
 le misure di temperatura media minima mensile
 dei Bollettini Meteorologici sottostimano quelle
 degli Annali Idrologici.
 Figura 19 In definitiva comunque nel periodo 2000-2004 si
 è comunque deciso di considerare nella serie
In particolare l’istogramma in Figura 19 mostra ricostruita unicamente i dati dei Bollettini
come quasi il 90% (52/58) dei dati presenta uno Meteorologici, sempre al fine di garantire
scostamento uguale o inferiore a 0,5°C, e solo 4 un’omogeneità e continuità con i dati successivi e
valori su 58 totali presentano uno scostamento una maggiore affidabilità e controllo dei dati. È
 importante anche fare una considerazione rispetto
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