Il clima di Prato

[albedo]

Dunque, torniamo alla filosofia del topic introdotta da CausaEffetto, altrimenti si ritonfa sempre sulla neve (come al solito ), poi analizzeremo anche quella.
Mi chiedeva Lorenzo come ho fatto a rendere omogenea la serie dell'Idrografico con quella relativa alle mie osservazioni dirette. Per prima cosa sono andato a caccia dei dati che ritenevo poco attendibili, tanto della serie pratese ufficiale 1951-1970 che della mia 1971-1979, in cui essendo ancora un bimbetto in epoca pioneristica per i meteo-appassionati, non è che avessi grandi mezzi e possibilità. Basti pensare che la mia prima capannina (a 11 anni) l'ho ricavata da due cassette di frutta rimesse insieme e lavorate con un seghetto, viti e colla, possedendo solo un termometro a minima e massima di quelli comuni che si compravano una volta (non Siap tanto per intendersi) e un normale igrometro a molla. Nel 1978 mi sono fatto costruire una capannina più seria da un falegname e ho acquistato un Siap a minima e massima più professionale e un pluvio manuale Hellmann che utilizzo ancora quando il Davis mi dà problemi. Negli anni 90 sono passato alla misurazione digitale wireless, con sensori in capannina (Oregon), ma ancora senza una stazione automatica vera e propria. E solo nel 2002 ho comprato la Davis Vantage Pro.
Con questa premessa, è evidentente che alcune differenze col tempo possono essere dovute al cambio di strumentazione e condizioni di osservazione, con una tendenza ad escursioni meno pronunciate da quando ho la Davis, ma soprattutto dovuta al fatto di averla dovuta mettere sul tetto. In generale, quasi tutta la serie relativa alle temperature e alle precipitazioni a partire dal 1979 è la stessa delle osservazioni, salvo piccoli ritocchi concentrati soprattutto nei periodi estivi. La serie mia precedente, 1971-1978, è stata invece ritoccata (mancavano, per esempio, molti mesi estivi in cui a fine vacanza mi limitavo a copiare i dati di Firenze Peretola per completare l'annata) con l'ausilio dei dati dell'Idrografico e di quelli della sopraggiunta stazione di Prato Galceti, attiva dal 1971. Il criterio usato è stato quello di utilizzare gli scarti fra le medie mensili in comune delle due serie (mie grezze e Idrografico) come punto di partenza per i ritocchi, con un occhio anche ai dati di Galceti, le due stazioni fiorentine e Pistoia per evitare di correggere da dati "fuck". Per lasciare comunque il più possibile il dato reale, ho ritoccato solo quei dati giornalieri che evidenziavano uno scarto superiore al doppio della differenza delle due medie (mia e dell'Idrografico) o comunque palesemente sovrastimati o sottostimati rispetto a tutte le stazioni del circondario (i casi "Foggia Amendola" ci sono sempre stati ovunque ).
Un'operazione analoga l'ho compiuta con i dati dell'Idrografico antecedenti al 1971. In questo caso il riferimento è stata la stazione dello Ximeniano, presumibilmente la più simile alla mia soprattutto in epoca antecedente agli anni 70 quando l'isola di calore fiorentina era meno invadente. In sostanza, ho copiato i dati giornalieri così com'erano, modificando solo quelli in cui lo scarto rispetto alla differenza delle medie in comune non fosse eccessivo (superiore al doppio).

In precedenza, avevo modificato tutti i dati 1951-1970 dell'Idrografico applicando la differenza fra le medie in comune mia e dell'Idrografico, ma poi ho pensato che si corresse il rischio di generare un "mostro" virtuale e ho preferito un ritocco meno invasivo, limitandomi a modificare solo i dati palesemente diversi dalle stazioni circostanti.

[albedo]

Vorrei fa notare come, mettendo a confronto i dati delle medie annuali di Prato con quelli della stazione Am-Enav di Firenze Peretola (quindi si presume con minori problematiche di osservazione e di serie di dati da rendere compatibili), il risultato è identico o quasi.

Confronto fra gli ultimi due trentenni

Media annuale 1951-1980----> 14,50°
Media annuale 1981-2010----> 15,14°
Differenza-------------------> + 0,64°

L'aumento di 0,6° negli ultimi 60 anni sembra aver riguardato tutta la piana a nord-ovest dell'Arno, per lo meno la parte centro-orientale che è quella che ha subito la maggiore urbanizzazione.

Nel dettaglio, il decennio più freddo a Peretola è stato quello 1961-1970 (media 14,45°), seppure con una certa uniformità rispetto ai decenni 1951-1960 (14,56°) e 1971-1980 (14,50°).
Nel decennio successivo l'aumento termico è stato costante, esattamente come a Prato: 1981-1990 media 14,88°; 1991-2000 media 15,07°, 2001-2010 media 15,46°.

Tra l'altro è notevole far notare come le due serie di temperature medie - aeroporto Peretola e Prato - siano significativamente sovrapponibili nonostante le molte differenze sui dati singoli.

[CausaEffetto]

Vorrei fa notare come, mettendo a confronto i dati delle medie annuali di Prato con quelli della stazione Am-Enav di Firenze Peretola (quindi si presume con minori problematiche di osservazione e di serie di dati da rendere compatibili), il risultato è identico o quasi.

Confronto fra gli ultimi due trentenni

Media annuale 1951-1980----> 14,50°
Media annuale 1981-2010----> 15,14°
Differenza-------------------> + 0,64°

L'aumento di 0,6° negli ultimi 60 anni sembra aver riguardato tutta la piana a nord-ovest dell'Arno, per lo meno la parte centro-orientale che è quella che ha subito la maggiore urbanizzazione.

Nel dettaglio, il decennio più freddo a Peretola è stato quello 1961-1970 (media 14,45°), seppure con una certa uniformità rispetto ai decenni 1951-1960 (14,56°) e 1971-1980 (14,50°).
Nel decennio successivo l'aumento termico è stato costante, esattamente come a Prato: 1981-1990 media 14,88°; 1991-2000 media 15,07°, 2001-2010 media 15,46°.

Tra l'altro è notevole far notare come le due serie di temperature medie - aeroporto Peretola e Prato - siano significativamente sovrapponibili nonostante le molte differenze sui dati singoli.

Approfitto immediatamente di questa tua interessantissima osservazione empirica:

Tra l'altro è notevole far notare come le due serie di temperature medie - aeroporto Peretola e Prato - siano significativamente sovrapponibili nonostante le molte differenze sui dati singoli.

fornendo un breve contributo teorico a questo fatto di fondamentale importanza, dal momento che si è messo in atto un tentativo di omogeneizzazione di più serie storiche, con lo scopo di dimostrare la significatività della serie storica ricostruita.

Quando il valore di una grandezza può essere considerato determinato in ogni singola realizzazione (ad esempio singolo dato di Tmax giornaliera rilevato) dal concorso di un insieme fisso di cause costanti (cosiddetta componente sistematica) e di un grande numero di piccole cause perturbatrici casuali, indipendenti fra loro, aventi funzioni di distribuzione delle probabilità intorno al valore zero non troppo discoste dalla distribuzione normale, ed infine tali che i rispettivi scarti quadratici medi siano dello stesso ordine di grandezza, allora la grandezza è casuale, la sua media è data dalla componente sistematica e la funzione di probabilità dei sui scarti dalla media è tanto più vicina alla distribuzione normale quanto meglio sono soddisfatte le condizioni dette.

Credo che per le stazioni di Prato e Firenze Peretola si possa tranquillamente ipotizzare la validità delle premesse, cioè che esiste una componente sitematica che determina il valore delle singole osservazioni giornaliere di Tmin e Tmax (ad esempio la configurazione sinottica generale su larga scala) e un numero di altre piccole cause perturbatrici, casuali ed indipendenti fra loro (ad esempio la presenza di microclimi locali), che determinano il raggiungimento di un differente valore, nelle singole osservazioni, nelle due stazioni. In entrambi i casi il valore medio di queste singole osservazioni è dato dalla componente sistematica, uguale per entrambe le stazioni essendo entrambe dipendenti dalla stessa configurazione sinottica a scala generale.

Ma non solo...interessante osservare il comportamento delle medie (e anche delle somme, nel caso dei dati di precipitazione) computate su un piccolo numero di osservazioni di una grandezza variabile casualmente. Anche nel caso limite che tale grandezza presenti una distribuzione di probabilità radicalmente diversa dalla normale (non è il caso dei valori di temperatura), la media fra più osservazioni scelte a caso mostra di realizzare una distribuzione di frequenze via via più raccolta intorno alla media generale, tendendo ad una forma a campana sempre più prossima alla gaussiana.

Nel caso fosse realizzata l'ipotesi che le cause perturbatrici casuali influenzino la distribuzione delle frequenze in modo differente nelle due diverse stazioni, l'operazione di mediazione dei valori riconduce comunque alla realizzazione di una distribuzione gaussiana con i valori che tendono a raccogliersi intorno alla media generale che, come già sottolineato, è funzione della componente sistematica comune ad entrambe le stazioni.

[albedo]

Chapeau, Lorenzo, niente da aggiungere!

Ora bisognerebbe anche azzardare qualche ipotesi per riuscire a capire il perché di questo aumento termico.
Il global warming, ok, però con una singolarità "pesante" tipica di questa zona che si è andata sommando: la grande urbanizzazione e cementificazione a tutti i livelli avvenuta negli ultimi 30 anni. Un giorno feci un confronto fra i dati di Prato, Firenze e Pistoia, quindi la zona centrale, quella orientale e quella occidentale della piana interna toscana. Risultò che a Pistoia l'aumento medio della temperatura è stato meno pronunciato, sull'ordine del + 0,3°/+0,4. Questo non farebbe che confermare la mia ipotesi sull'urbanizzazione, visto che l'area urbana pistoiese - terra di vivaismo - è rimasta più o meno la stessa degli anni Sessanta. Al momento però ci andrei cauto, perché a differenza delle altre due stazioni, non ho raccolto una seria giornaliera completa su Pistoia.

L'idea che mi sono fatto è che le cause dell'aumento termico sono essenzialmente tre:

- ricaldamento globale
- riscaldamento locale dovuto all'urbanizzazione
- minimo ciclico termico fra gli anni 50 e i 70, a cui può essere seguito un massimo ciclico negli ultimi due decenni (ma è da vedere)

Su quest'ultimo punto, sono di conforto i dati di temperatura media del periodo precedente al nostro preso in considerazione, cioé i decenni 20, 30 e 40 del Novecento, che complessivamente sono stati più caldi, sia a Prato che a Firenze, rispetto al trentennio 51-80. Con picco massimo negli anni 40.

[albedo]

Questa è la descrizione che compare sul sito nel link della rete Meteonetwork. L'ho fatta nel 2002 e devo aggiornare alcuni valori:

Secondo la classificazione Thornthwaite la stazione è classificabile come B2 B’2 b4: umida per l’umidità globale e mesotermica per l’evapotraspirazione potenziale, con elevata concentrazione di questa nella stagione estiva. Elevata variabilità climatica sia in termini pluviometrici che termometrici. Precipitazioni medie annue: 977 mm. Due massimi relativi di piovosità, quello autunnale più pronunciato del primaverile. La stazione è leggermente meno piovosa delle zone ovest e nord della città. Minimo pronunciato in luglio, minimo secondario molto meno pronunciato tardo-invernale. Temperatura media annua 14,8°, escursione mese + caldo/mese+freddo circa 19°. Escursioni diurne pronunciate in estate e inizio autunno, attenuate in inverno. Annualmente si hanno in media 4 nevicate (2 con accumulo anche minimo), per 9,7 cm al suolo. I giorni di nebbia sono 34, quelli con temporale 27, i giorni con gelo 25, quelli con massime > 30° sono 49. Venti dominanti: NE da ottobre a ad aprile, dai quadranti W da maggio a settembre. Il primo può spirare impetuoso (caratteristica pratese) e per molti giorni di seguito, il secondo è più costante e moderato, con caratteristiche e regime di brezza. Meno frequenti e generalmente deboli l'ostro e lo scirocco. I venti dai quadranti nord ed est hanno a volte caratteristiche marcatamente favoniche per la presenza dell'Appennino a ridosso della città, con innalzamenti termici rispetto alle zone circostanti durante la notte.

[CausaEffetto]

Prima di proseguire con i confronti dei differenti blocchi climatici trentennali è opportuno descrivere numericamente il clima attuale (1981-2010), in riferimento al regime termico, che da un punto di vista statistico significa valorizzare gli indici statistici rappresentativi dell'intera popolazione. Quando si analizza il clima attuale possiamo dire di analizzare l'intera popolazione e non un campione rappresentativo dello stesso.


Per esigenza di sintesi in questa sede mi limito ad elencare i valori di riferimento stagionali, omettendo una sintesi mensile degli stessi, dei principali indicatori statistici. Tale elencazione è utile per comprendere i successivi passaggi che verranno proposti in riferimento all'analisi dinamica del campo termico nel corso degli ultimi 60 anni.


CLIMATOLOGIA DELLE MEDIE


TMG annuale = 15,1 °C
Intervallo normalità climatica = 14,6 °C < x < 15,6 °C


TMG primavera = 14,1 °C
Intervallo normalità climatica = 13,2 °C < x < 15,0 °C


TMG estate = 24,0 °C
Intervallo normalità climatica = 23,2 °C < x < 24,8 °C


TMG autunno = 15,6 °C
Intervallo normalità climatica = 14,9 °C < x < 16,3 °C


TMG inverno = 6,8 °C
Intervallo normalità climatica = 5,8 °C < x < 7,8 °C


CLIMATOLOGIA DEI VALORI ESTREMI GIORNALIERI


Tmax primavera: 90° percentile = 26,6 °C
Tmin primavera: 10° percentile = 3,0 °C


Tmax estate: 90° percentile = 35,0 °C
Tmin estate: 10° percentile = 13,8 °C


Tmax autunno: 90° percentile = 28,2 °C
Tmin autunno: 10° percentile = 4,0 °C


Tmax inverno: 90° percentile = 15,0 °C
Tmin inverno: 10° percentile = -2,0 °C


Un breve riepilogo didattico ... in riferimento alla climatologia delle medie assume notevole importanza la media della TMG ed il relativo intervallo di normalità climatica i cui estremi sono pari ad una distanza dal valor medio di 1 sigma. Le anomalie si misurano in quantità di sigma, > o < dell'unità, rispetto alla media. In riferimento alla climatologia dei valori giornalieri di Tmin e Tmax (qui omessi) il valor medio è identificabile nella mediana delle osservazioni e le soglie di normalità climatica sono rappresentate dal 25° e 75° percentile. In riferimento alla climatologia dei valori estremi giornalieri di Tmin e Tmax la soglia principale è rappresentata dal 10° percentile (Tmin) e 90° percentile (Tmax).

[Vinmat]

non mi convince il 90° percentile soltanto a 35 °C per Tmax estate, visto che quel valore viene praticamente superato ogni anno.

Dal 1951 in poi solo il 1977 (+34,0 °C il 14/07/1977) e il 1978 (+34,5 °C il 14/07/1978) NON hanno raggiunto o superato i +35,0 °C di massima giornaliera prendendo i dati del Servizio Idrologico Regionale (stazione di Prato in Toscana fino al 1997 e di Prato Università dal 1998 al 2011): naturalmente ho provveduto ad eliminare quelli errati prima di fare questa considerazione...

Per il resto, complimenti per l'analisi effettuata...

[albedo]

non mi convince il 90° percentile soltanto a 35 °C per Tmax estate, visto che quel valore viene praticamente superato ogni anno.

Dal 1951 in poi solo il 1977 (+34,0 °C il 14/07/1977) e il 1978 (+34,5 °C il 14/07/1978) NON hanno raggiunto o superato i +35,0 °C di massima giornaliera prendendo i dati del Servizio Idrologico Regionale (stazione di Prato in Toscana fino al 1997 e di Prato Università dal 1998 al 2011): naturalmente ho provveduto ad eliminare quelli errati prima di fare questa considerazione...

Per il resto, complimenti per l'analisi effettuata...

In effetti torna poco anche a me. Quella dovrebbe essere la media 1981-2010, quindi in un trentennio più caldo del precedente. La mia media delle massime assolute annuali (non percentile) è di 37,4°, con un range che va da 35,1° a 40,4°.
Anche prendendo l'intero sessantennio 1951-2010 (con dati misti Idrologico-miei) viene fuori una media di 36,7°, con valori inferiori ai 35° nel 1977, 1978 e un 35° netto nel 1959.

[albedo]

Scusa Lorenzo, ma a riguardarli per bene i percentili degli estremi stagionali non tornano mica tanto. Esempio: - 2° se non ho capito male sarebbe il 10° percentile della media degli estremi minimi invernali 1981-2010. La media degli estremi annuali (che coincide quasi con quel valore, perché vanno tolti solo un paio di valori estremi raggiunti a marzo e novembre) è di - 5,4°, con un solo valore superiore ai - 2° (-1,8° nel 1997) e il resto sempre inferiori ai - 3°. Il 10° percentile di -5,4° sarebbe - 4,9°, non - 2°.

[CausaEffetto]

Premesso che mi fa molto piacere notare questa attenzione da parte vostra in quanto espressione di notevole interesse alle questioni climatiche, ho ricontrollato i conteggi ma sono a confermare il valore di 35 °C quale 90° percentile della stagione estiva nel periodo 1981-2010.