ANALISI STATISTICA DEGLI EVENTI PLUVIOMETRICI ESTREMI IN PUGLIA DAL 1951 AL 2003
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GEOLOGI e TERRITORIO
Periodico dell’Ordine dei Geologi della Puglia 39
n. 3-4/2007, pp. 39-47
ANALISI STATISTICA DEGLI EVENTI PLUVIOMETRICI ESTREMI
IN PUGLIA DAL 1951 AL 2003
Federico Boenzi, Massimo A. Caldara, Domenico Capolongo, Luigi Pennetta, Marco Piccarreta
Dipartimento di Geologia e Geofisica - Università degli Studi di Bari
1. INTRODUZIONE un decremento stimato in 47 mm/100 anni per il
I cambiamenti climatici e le conseguenti varia- nord e in 104 mm/100 anni per il sud;
zioni ambientali interessano oggi non solo la ricerca - a livello stagionale si riscontra che la riduzione dei
scientifica, ma suscitano anche vivo interesse in giorni piovosi è molto più elevata in inverno
ambito politico-economico, a causa della crescente rispetto alle altre stagioni;
incidenza che possono avere sulla qualità della vita - sempre a livello stagionale si riscontra una ten-
e delle attività umane. denza all’aumento dell’intensità delle precipita-
A questo proposito nel 1988 è stato costituito zioni e ad una diminuzione della loro durata,
l’Intergovernmental Panel on Climate Change soprattutto in inverno;
(IPCC) da parte della World Meteorological Organi- - la frequenza e la persistenza dei periodi siccitosi,
zation (WMO) e dalla United Nations Environment aumentate soprattutto negli ultimi 15 anni, si rive-
Programme (UNEP), allo scopo di valutare le infor- lano più elevate al nord in inverno, e nelle regioni
mazioni scientifiche, tecniche e socio – economiche meridionali in estate;
relative alla comprensione del cambiamento clima- - è aumentato il numero degli eventi estremi.
tico indotto dall’uomo, dei potenziali impatti dei Molto critica è la condizione dell’Italia meridio-
cambiamenti del clima e le possibili forme di miti- nale ad economia prevalentemente agricola, legata
gazione degli stessi. Lo scenario climatico previsto inevitabilmente alle riserve idriche. In questo senso
dall’IPCC per il XXI secolo (IPCC, 2001) è molto la Puglia, che vive in uno stato di costante emer-
preoccupante; aumento della temperatura annua, genza, vede sommarsi ai danni all’agricoltura anche
maggiore frequenza degli eventi estremi, lunghi quelli provocati da alluvioni e frane.
periodi siccitosi, diminuzione considerevole delle In questo studio sono state analizzate le dina-
precipitazioni estive ed incremento dell’intensità miche degli eventi pluviometrici estremi in Puglia a
degli eventi brevi e violenti sono le tendenze meteo- mesoscala (1951 – 2003) e microscala (trentennio
rologiche attese e già riconosciute in diverse aree del 1974 – 2003), per definire un quadro climatico di
globo, tra cui l’Europa Meridionale (Alpert et al., dettaglio e, soprattutto, per stimare il reale impatto
2002). dei cambiamenti del regime pluviometrico pugliese,
Gli impatti di tali cambiamenti sul territorio e sia sulle risorse idriche, che sui fenomeni di dissesto
sulle risorse ambientali si presume che possano ideologico, sempre più frequenti.
essere di varia natura. Essi possono essere sintetiz-
zati nella riduzione della disponibilità di risorse 2. DATI E METODI
idriche, nell’aumento del rischio di alluvioni, nel I dati pluviometrici analizzati in questo lavoro
deterioramento della qualità dei suoli, nell’incre- sono stati acquisiti dagli Annali del Servizio Idro-
mento dei processi erosivi e dell’erosione, nell’au- grafico Italiano, sezioni di Bari e Catanzaro.
mento della frequenza degli incendi ed infine nella Sono state analizzate serie relative ad 81 stazioni
perdita di zone umide nelle aree costiere. pluviometriche (figura 1 e tabella I) distribuite omo-
La situazione italiana per il futuro non fa ben geneamente su tutto il territorio regionale, per il
sperare; è noto, infatti, come il territorio del nostro periodo 1951 – 2003 e per il trentennio 1974 – 2003.
paese sia particolarmente vulnerabile e propenso a La scelta delle stazioni è stata basata sulla lunghezza
subire i fenomeni del dissesto idrogeologico. Studi delle serie e sulla loro integrità (almeno il 90% della
recenti (Brunetti et al., 2002; 2004; 2004b ) hanno serie non presenta lacune).
dimostrato che, nel nostro paese, negli ultimi 50 Per le serie temporali con lacune si è proceduto
anni, le condizioni climatiche si sono evolute alla ricostruzione statistica dei dati attraverso il
secondo i seguenti pattern: metodo della regressione lineare semplice e multipla
- il numero di giorni piovosi è diminuito di circa il (Eischeid et al., 2000).
14%, mentre le precipitazioni totali hanno subito Tutti i dati sono stati informatizzati ed inseriti in40 CAMBIAMENTI CLIMATICI E RISCHI GEOLOGICI IN PUGLIA
CASTELLO DI SANNICANDRO DI BARI - 30 Novembre 2007
Tabella 1 - Elenco delle stazioni, delle loro precipitazioni medie e dei valori del 90imo e del 95imo percentile per il periodo
1951 – 2003 e per il normal climatologico 1974 – 2003
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Figura 1 - Localizzazione geografica delle stazioni meteorologiche selezionate. I numeri si riferiscono alle stazioni riportate
in Tabella 1
un database per una dettagliata analisi statistica, che Allo scopo di verificare l’esistenza di trend stati-
include il calcolo dei seguenti indici: stici significativi, tutti i parametri considerati sono
• precipitazioni totali annue (PRCP), calcolate come stati sottoposti al test non parametrico di Mann-Ken-
la somma di tutti i giorni piovosi, dove per piovoso dall, così come proposto da Sneyers (1990).
si intende un giorno con precipitazione > 1 mm; Nel test, per ogni elemento xi (i = 1,...,n), viene
• intensità pluviometrica giornaliera (IPG), espressa calcolato il numero di elementi xj più piccoli (xj <
come il rapporto tra le precipitazioni totali annue xi) che lo precedono ed il test statistico è dato da:
ed il numero dei giorni piovosi;
• la quantità massima di precipitazione caduta in t = Σi · n · i
cinque giorni (Max5gg); e la sua funzione di distribuzione in caso non si
• frequenza degli estremi, espressa come numero di abbia alcun trend (ipotesi nulla) è una distribuzione
giorni che ogni anno eccedono il 90imo e il 95imo normale asintoticamente Gaussiana, con la media,
percentile (N90 e N95); E(t), e la varianza, var(t), date da:
• frazione di precipitazioni totali che eccedono il
90imo ed il 95imo percentile (Frac90p e Frac E(t) = n · (n – 1)/4
95p);
• lunghezza media dei periodi secchi (LMPS); var(t) = n · (n – 1) · (2n + 5)/72
• il numero massimo di giorni consecutivi senza
pioggia (GSC); Infine, il test calcola tutti i valori del parametro u
• lunghezza media dei periodi umidi (LMPU); (t) attraverso l’equazione:
• il numero massimo di giorni piovosi consecutivi
(GUC). u (t) = [t – E(t)] / [var (t)]1/2
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Tabella 2 - Risultati dell’applicazione del test di Mann-Kendall per gli indici per la valutazione degli estremi sul periodo 1951
– 2003. (* = Livello di significatività > 95%; ** = Livello di significatività > 99%)
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L’ipotesi di nessun trend viene rigettata quando il Mercadante, Noci, Polignano e Sannicandro Garga-
valore finale di u (t) è maggiore, in valore assoluto, nico) essa è statisticamente significativa. Positivo,
a 1.96 per un test a due campioni al 95% di livello di anche se statisticamente significativo per le sole sta-
significatività e a 2.58 per un test a due campioni al zioni di Faeto, Gallipoli, Lecce e Taranto, il trend
99% di livello di significatività. per le altre stazioni.
Una tendenza negativa generale è confermata
3. RISULTATI anche per l’indice Max5gg; sono 64 le stazioni a
3.1 Analisi a mesoscala (1951 – 2003) mostrare decremento, di cui 8 caratterizzate da trend
Per ciascuna stazione pluviometrica sono stati statisticamente significativo (Barletta, Bisceglie,
calcolati gli indici per la valutazione degli estremi, Cagnano Varano, Lucera, Maglie, Otranto, Santa
quindi sottoposti al test statistico di Mann-Kendall. I Maria di Leuca e Taviano). Tra le 27 stazioni con
risultati sono riportati in tabella 2. tendenza positiva, solo Gallipoli e Taranto sono
I dati mostrano chiaramente una netta tendenza al caratterizzate da un trend statisticamente significa-
decremento delle precipitazioni annue per tutte le tivo.
stazioni, eccezion fatta per Faeto, Taranto e Vico del Per quanto riguarda la frequenza degli eventi
Gargano; il trend negativo è statisticamente significa- moderatamente estremi (N90) e molto estremi
tivo per venti stazioni pluviometriche distribuite (N95), il test statistico ha permesso di evidenziare
omogeneamente su tutto il territorio regionale, a con- una drastica riduzione su tutto il territorio regionale,
ferma della tendenza generale per tutta la regione. con più della metà delle stazioni che mostra trend
L’analisi statistica per l’indice IPG, rivela una statisticamente significativi. Di contro, per la fra-
tendenza al decremento per 56 stazioni, anche se zione di precipitazioni eccedenti le soglie del 90imo
solo per 7 di queste (Bisceglie, Lucera, Massafra, e del 95imo percentile si registra una tendenza
Figura 2 - Trend dell’intensità pluviometrica giornaliera (a) e della quantità massima di precipitazione caduta in cinque giorni
(b) per il periodo 1951 – 2003 e per il normal climatologico 1974 – 2003
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Figura 3 - Trend della frazione di precipitazioni totali che eccedono il 90imo (a) ed il 95imo percentile (b) per il periodo 1951
– 2003 e per il normal climatologico 1974 – 2003
all’aumento in più della metà delle stazioni. cui si registra una tendenza all’incremento delle pre-
Positiva, con trend statisticamente significativi cipitazioni totali. In generale, comunque, emerge
per 26 stazioni, è la tendenza dell’indice LMPS, lad- l’assenza di trend statisticamente significativi o
dove invece prevale una tendenza al decremento per vicini all’esserlo.
l’indice GSC. L’analisi statistica per l’indice IPG, rivela una
Decisamente negativa è la tendenza per gli indici tendenza all’ incremento per 50 stazioni, anche se
LMPU (26 stazioni presentano trend statisticamente solo per 3 di queste (Biccari, Bosco Umbra e Vigne-
significativo) e GUC (68 stazioni presentano trend castrisi) essa è statisticamente significativa. Le
statisticamente significativo), ad indicare una dra- restanti stazioni sono caratterizzate da una tendenza
stica diminuzione della durata dei periodi umidi. negativa, mai statisticamente significativa.
Positiva per 60 stazioni, anche se non statistica-
3.2 Analisi a microscala (1974 – 2003) mente significativa, risulta la tendenza per l’indice
Per ciascuna stazione pluviometrica sono stati Max5gg.
calcolati gli indici per la valutazione degli estremi, Negativa per tutto il territorio regionale è la fre-
quindi sottoposti al test statistico di Mann-Kendall. I quenza degli eventi moderatamente e molto estremi.
risultati sono riportati in tabella 3. Tuttavia solo per 8 (Bovino, Cassano Murge,
I dati confermano una tendenza al decremento Fasano, Ginosa Marina, Manduria, Ostuni, Ruvo di
per più della metà delle stazioni (50), sebbene per Puglia, San Pancrazio Talentino) e 9 stazioni (Bari
nessuna di queste si registri un trend statisticamente Ufficio Idrografico, Cagnano Varano, Fasano,
significativo. Aumenta, invece, soprattutto nelle Pro- Ginosa Marina, Lesina, Lizzano, Manduria, Merca-
vince di Brindisi e Foggia, il numero di stazioni in dante, Orsara di Puglia) il test statistico ha eviden-
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Tabella 3 - Risultati dell’applicazione del test di Mann-Kendall per gli indici per la valutazione degli estremi sul normal cli-
matologico 1974 – 2003. (* = Livello di significatività > 95%; ** = Livello di significatività > 99%)46 CAMBIAMENTI CLIMATICI E RISCHI GEOLOGICI IN PUGLIA
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ziato trend statisticamente significativi rispettiva- nel regime pluviometrico pugliese negli ultimi cin-
mente per gli indici N90 ed N95. quanta anni.
Analogamente a quanto visto per il 1951 – 2003, Le precipitazioni totali annue sono in decre-
per la frazione di precipitazioni eccedenti le soglie mento, mentre aumenta l’intensità delle precipita-
del 90imo e del 95imo percentile si registra una ten- zioni, specie nell’ultimo trentennio.
denza all’aumento in più della metà delle stazioni. Il confronto delle situazioni riferibili ai periodi
Positiva, anche se con trend statisticamente 1951 – 2003 e 1974 – 2003 per gli indici IPG e
significativi solo per 5 stazioni (Biccari, Latiano, Max5gg (figura 2), mostra chiaramente una netta
Maglie, Ruffano, Vignecastrisi), è la tendenza del- inversione di tendenza nell’ultimo trentennio di
l’indice LMPS. Persiste la tendenza al decremento osservazione.
per l’indice GSC. Non vi sono, invece, grossi cambiamenti per
Decisamente negativa è la tendenza per gli indici quanto riguarda la frequenza e l’intensità degli
LMPU (13 stazioni presentano trend statisticamente eventi “moderatamente” e “molto estremi” (figura
significativo) e GUC (19 stazioni presentano trend 3). Le frequenza di tali eventi appare in costante
statisticamente significativo), indicativa di una dra- decremento, mentre aumenta la magnitudo.
stica diminuzione della durata dei periodi umidi. Per quanto concerne i cicli umido-secchi, si
rileva per tutto il territorio pugliese un costante
3.3. Confronto delle situazioni 1951 – 2003 e 1974 incremento della lunghezza media dei periodi
– 2003. secchi, cui si associa, negli ultimi anni, anche quello
Il confronto dei dati ottenuti a meso e microscala del massimo numero di giorni secchi consecutivi
permette di poter definire i principali cambiamenti (figura 4). Di contro, la lunghezza media dei periodi
Figura 4 - Trend della lunghezza media dei periodi secchi (a) e del numero massimo di giorni consecutivi senza pioggia (b)
per il periodo 1951 – 2003 e per il normal climatologico 1974 – 2003
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umidi e il numero di giorni piovosi consecutivi sono idrogeologico quali frane ed alluvioni. La piovosità
in netto decremento. abbondante che precede eventi di intensità critica,
saturando i terreni, facilita fenomeni di dilavamento
4. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI e, nei casi estremi, l’innesco di movimenti di massa
In questo lavoro sono stati analizzati statistica- e alluvioni.
mente vari indici pluviometrici per 81 stazioni della
Regione Puglia, per definire un quadro climatico di BIBLIOGRAFIA
dettaglio e, soprattutto, di stimare il possibile AGNESE C., BAGARELLO V., NICASTRO G. (2002) -
impatto dei cambiamenti del regime pluviometrico Alterazione di alcuni caratteri del regime pluvio-ter-
pugliese, sia sulle risorse idriche che sui fenomeni di mometrico siciliano nel periodo 1916–1999. Atti del
dissesto idrologico. Convegnoi Nazionale dell’AIAM, Associazione Ita-
In sintesi, i risultati ottenuti mostrano che: liana di Agrometeorologia “L’agrometeorologia nel
• Le precipitazioni totali annue sono in costante Mediterraneo”, 6–7 June, Catania; 18–31.
decremento, così come il numero di eventi pio- ALPERT P., BEN-GAI T., BAHARAD A., BENJAMINI
vosi; tuttavia si registra un incremento dell’inten- Y., YEKUTIELI D., COLACINO M., DIODATO L., RAMIS
sità di precipitazione giornaliera negli ultimi trenta C., HOMAR V., ROMERO R., MICHAELIDES S., MANES
anni di osservazione; A. (2002) - The paradoxical increase of Mediterra-
• Per le precipitazioni massime in 5 giorni consecu- nean extreme daily rainfall in spite of decrease in
tivi si nota una tendenza evolutiva positiva per il total values. Geophysical Research Letters 29, 11,
trentennio 1974 – 2003, opposta a quella osservata 31-1 – 31-4.
per il periodo 1951 – 2003; BRUNETTI M., MAUGERI M., NANNI T., NAVARRA
• La frequenza degli estremi pluviometrici ha subito A. (2002) - Droughts and extreme events in regional
un decremento costante dal 1951 al 2003, mentre daily italian precipitation series. International
le frazioni di precipitazioni eccedenti le soglie del Journal of Climatology 22, 543-558.
90imo e del 95imo percentile sono in aumento; BRUNETTI M., BUFFONI L., MANGIANTI F., MAU-
• La frequenza e la lunghezza dei periodi secchi è in GERI M., NANNI T. (2004a) - Temperature, precipita-
costante aumento in tutto il territorio regionale, tion and extreme events during the last century in
mentre la frequenza e la lunghezza dei periodi Italy. Global and Planetary Change 40, 141-149.
umidi sono in decremento. BRUNETTI M., MAUGERI M., MONTI T., NANNI T.
I dati ottenuti sono coerenti con il quadro fornito (2004b) - Changes in daily precipitation frequency
da Brunetti et al. (2004b) per l’Italia e da Agnese et and distribution in Italy over the last 120 years.
al. (2002) e Piccarreta et al. (2004) per Sicilia e Journal of Geophysical Research – Atmosphere 109,
Basilicata. D05, D05102.
Il regime pluviometrico pugliese è stato caratte- EISCHEID J.K., PASTERIS P., DIAZ H., PLANTICO
rizzato negli ultimi anni da un cambiamento non M., LOTTI N. (2000) - Creatiing a serially complete,
solo nella distribuzione degli eventi, ma anche del national daily time series of temperature and preci-
loro quantitativo giornaliero. pitation for the Western Unites States. Journal of
Ad una graduale diminuzione della frequenza Applied Meteorology 39, 1580–1591.
degli eventi estremi, è seguito di pari passo un incre- IPCC, CLIMATE CHANGE (2001) - Impacts, adap-
mento della magnitudo degli stessi. tation and vulnerability. Working Group II, Cam-
Caratteristica ancora più importante è che le bridge University Press.
piogge tendono a concentrarsi in macro-eventi di 3- PICCARRETA M., CAPOLONGO D., BOENZI F.
4 giorni di notevole intensità, intervallati poi da un (2004) - Trend analysis of precipitation and drought
orizzonte secco sempre più esteso. in Basilicata from 1923 to 2000 within a Southern
Tale dinamica pluviometrica risulta essere inevi- Italy context. International Journal of Climatology
tabilmente dannosa per il territorio. 24, 907 – 922.
Il continuo ripetersi di lunghi periodi secchi con- SERVIZIO IDROGRAFICO (1951-2003) - Annali Isti-
giuntamente alla diminuita frequenza e lunghezza di tuto Poligrafico dello Stato. Roma
quelli umidi, rappresenta un grave danno per le SNEYERS R. (1990) - On the statistical analysis of
riserve idriche dei bacini acquiferi pugliesi. Allo series of observation.
stesso tempo, vengono favoriti fenomeni di dissesto WMO, Technical Note n. 143, Geneve, 192 pp.
F. BOENZI, M.A. CALDARA, D. CAPOLONGO, L. PENNETTA, M. PICCARRETAPuoi anche leggere
