Definizione ondata di caldo

[Garg]

fonte LaMMA

Cosa dice il WMO
Secondo il WMO (World Meteorological Organization) un'ondata di calore si ha quando si verificano almeno 6 giorni consecutivi in cui la temperatura massima è superiore al 90° percentile di quel determinato giorno rispetto al periodo climatologico di riferimento (1961-1990 o 1971-2000).
Il percentile è un concetto statistico che ci dice quanto un dato (statura, peso, temperatura) si discosta dalla mediana (= 50° percentile). Se ho un campione di 100 temperature, il valore che corrisponde al 90° percentile è quel valore al di sopra del quale si trova il 10% dei valori totali. I percentili 90°, 95°, 99° sono quindi espressione di forti anomalie.
Come si fa a calcolare il 90° percentile di un determinato giorno?
Se, per esempio, vogliamo sapere il 90° percentile climatologico delle temperature massime del 1 Giugno per una data località, dobbiamo considerare le 5 temperature massime giornaliere del 1° Giugno per ognuno dei 30 anni del periodo di riferimento (le 5 del 1° Giugno 1961, del 1962, del 1963...). Calcoliamo poi il 90° percentile di questi 5 per 30 dati (di 30 anni diversi) e così abbiamo il percentile del 1 Giugno.
A questo punto, dopo aver calcolato giornalmente questo valore relativo al 90° percentile, quando la temperatura massima supera per almeno 6 giorni consecutivi questi valori soglia allora possiamo parlare di ondata di calore.

Definizione "all'italiana"
Un’altra definizione di ondata di calore usata in Italia è quella che stabilisce che si ha una ondata di calore quando si verifica un periodo di 3-6 giorni consecutivi (ondata di calore di breve durata) o almeno 7 giorni consecutivi (ondata di calore di lunga durata) con temperatura media giornaliera superiore di almeno una deviazione standard (calcolata sul periodo 1961-1990 o 1971-2000)rispetto alla temperatura media giornaliera “normale”.Come si fa a calcolare il valore-soglia di un determinato giorno?
Per esempio, volendo calcolare il valore soglia giornaliero del 1 Giugno in una certa località basta calcolare la media delle 30 temperature medie del 1 Giugno nei 30 anni di riferimento e la deviazione standard delle 30 temperature medie del 1 Giugno e quindi costruirsi la variabile somma (temperatura media delle medie del 1 Giugno + deviazione standard delle medie del 1 Giugno).
A questo punto, quando la temperatura media supera per almeno 7 giorni consecutivi questi valori-soglia, possiamo parlare di ondata di calore di lunga durata, mentre, se la temperatura media supera per 3-6 giorni consecutivi questi valori soglia, possiamo parlare di ondata di calore di breve durata.

fonte meteogiuliacci.it

Perché per luglio è stata scelta la soglia termica di 33 gradi
Ma perché in luglio la media delle temperature massime giornaliere degli ultimi 20 anni è intorno 29 gradi con una variabilità intorno al valore medio (deviazione standard σ) pari a circa 2 gradi. Questo comporta, secondo la legge probabilistica gaussiana, che in luglio la probabilità di superare di 2σ (ovvero di 4 gradi) il valore medio di 29 gradi - come dire la probabilità di superare i 33 gradi - è del 4.5 % circa, ovvero un evento teoricamente poco frequente ( poco più di una volta su una singola località);
Per di più la soglia termica di 33 gradi viene indicata dalla Medicina come quella al di sopra della quale il nostro organismo, oltre ad avvertire disagio psico-fisico, tende a scatenare o aggravare alcuni comuni disturbi (ipotensione, tachicardia, insufficienza cardiaca, inappetenza, affaticamento, irritabilità, riduzione delle performances mentali);
Perché poi l’ondata di caldo deve, nello stesso tempo, interessare almeno il 30% della penisola, per essere definita tale?
Ma perché se venissero, ad esempio superati i 33 gradi ad esempio solo a Firenze o solo in Toscana, non potremmo parlare di ondata di caldo vera e propria, vista la modesta area interessata;
Ed infine, perché l’ondata di caldo, per essere tale, deve durare più di 3 giorni?
Ma per una evidenza di tipo medico. Infatti il disagio psico-fisico da caldo tende a divenire insopportabile - e spesso nocivo per la salute (specie nelle persone anziane) - quando la la calura dura appunto più di 3 giorni.

fonte 3Bmeteo

Per ondata di calore si intende un periodo in cui la temperatura supera di almeno 5°C la temperatura media stagionale. Se volessimo essere rigorosamente più precisi, la temperatura deve essere oltre il 90° percentile della media stagionale e persistere per almeno 3-5 giorni. A seconda della loro durata, è possibile classificarle in ondate di calore di breve o lunga durata. Utilizziamo la definizione data da Colacino e dal compianto Michele Conte (1998), per differenziarle.
L'ondata di calore di 'breve durata' si intende un periodo in cui la temperatura supera i valori stagionali per almeno 5 giorni.
In quelle di 'lunga durata', invece, le temperature elevate durano per tempi attorno i 7 giorni o anche più.

Vorrei sapere quale definizione ritenete più "corretta" per la nostra Penisola e inoltre se riusciste a spiegarmi meglio i calcoli per trovare la soglia

[CausaEffetto]

Sicuramente è preferibile adottare la definizione pratica fornita dal WMO in quanto adattabile ad ogni tipologia climatica, quindi quella che usa i percentili:

WSDI, warm spell duration index: count of days in a span of at least six days where TX > 90th percentile. Let TXij be the daily maximum temperature on day i in period j and let TXin90 be the calendar day 90thpercentile of daily maximum temperature calculated for a five-day window centred on each calendar day in the base period n (1961-1990). Count the number of days where, in intervals of at least six consecutive days TXij > TXin90.

CLIVAR/CCl/JCOMM/GEWEX Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) | www.clivar.org

Ho riportato la definizione originale perchè mi sembra piuttosto chiara la costruzione dell'indice mentre nell'esempio da te riportato, fonte Lamma, a mio modesto parere si fa un po' di confusione in riferimento ai calcoli.

[Garg]

Praticamente non ho capito..

TXin90 cambia per ogni giorno?

Sicuramente è preferibile adottare la definizione pratica fornita dal WMO in quanto adattabile ad ogni tipologia climatica, quindi quella che usa i percentili:

WSDI, warm spell duration index: count of days in a span of at least six days where TX > 90th percentile. Let TXij be the daily maximum temperature on day i in period j and let TXin90 be the calendar day 90thpercentile of daily maximum temperature calculated for a five-day window centred on each calendar day in the base period n (1961-1990). Count the number of days where, in intervals of at least six consecutive days TXij > TXin90.

CLIVAR/CCl/JCOMM/GEWEX Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) | www.clivar.org

Ho riportato la definizione originale perchè mi sembra piuttosto chiara la costruzione dell'indice mentre nell'esempio da te riportato, fonte Lamma, a mio modesto parere si fa un po' di confusione in riferimento ai calcoli.

[CausaEffetto]

Praticamente non ho capito..

TXin90 cambia per ogni giorno?

Devi calcolare, in riferimento al periodo 1961-1990, il 90° percentile della Tmax facendo riferimento ad un range di 5 giorni, per ogni giorno di calendario, dove ogni giorno di calendario è centrato rispetto a tale range.

Ad esempio, il giorno 15 del mese di giugno è compreso nel range 13 -17 giugno, il giorno 16 del mese di giugno è compreso nel range 14 - 18 giugno, e così via. Per ogni intervallo di 5 giorni devi prendere la Tmax in quell'intervallo e questo lo devi fare per tutti gli anni del trentennio 1961-1990. Avrai così una serie storica di 30 valori per ogni range di 5 giorni (13 - 17 giugno, 14 - 18 giugno, ecc ...) sulla quale calcolare il 90° percentile di ogni range.

Se non si hanno capacità di programmazione (ad esempio visual basic) diventa difficile costruire con un foglio di calcolo questo indice.

[Garg]

Grazie per la spiegazione
è un bel lavoraccio, soprattutto per chi ha perso dimestichezza con la programmazione

[CausaEffetto]

Si, son tutti indici che se non hai a disposizione un software specifico o capacità di programmazione difficilmente riesci a replicare in modo agevole.

Io qualcosa ho a disposizione, tra l'altro ci sto lavorando proprio in questo periodo con qualche software di analisi statistica:

Immagine.png


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