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SICCITÀ IDROLOGICA

Abstract indicatore: 
Le mappe di Standardized Precipitation Index (SPI) a 12 mesi del Bollettino di Siccità di ISPRA, che sono ottenute utilizzando le reanalisi di precipitazione a 2.5° del National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy (NCEP/DOE reanalysis), forniscono una valutazione a livello nazionale delle condizioni di siccità idrologica quantificando il deficit o il surplus di precipitazione sulla scala di un anno, scala alla quale si manifestano gli effetti sulla portata dei fiumi e sulle falde acquifere.
Nel corso del 2017, le mappe di SPI a 12 mesi evidenziano una situazione di siccità per l'intero territorio italiano. Il livello di severità raggiunto dagli eventi di siccità nel 2017 è reso ancora più evidente dalle mappe mensili di SPI a 3 e a 6 mesi pubblicate sul Bollettino di Siccità di ISPRA. Tale situazione è confermata anche da quanto riportato nei bollettini idrologici mensili redatti dai servizi idrologici di livello regionale.

Descrizione: 
La siccità è una condizione temporanea e relativa di scarsità idrica definita come uno scostamento rispetto a condizioni climatiche medie di un determinato luogo di interesse. Pertanto, non è da confondere con il fenomeno di aridità che indica una condizione di permanente carenza di risorse idriche. Non esiste un’unica definizione di siccità, occorre infatti specificare a quale ambito di fenomeni, siano essi naturali, sociali, o economici, si fa riferimento. Si parla, quindi, di siccità meteorologica in caso di relativa scarsità di precipitazioni; di siccità idrologica in presenza di un apporto idrico relativamente scarso nel suolo, nei corsi d’acqua, o nelle falde acquifere; di siccità agricola in caso di carenza di acqua rispetto all’usuale fabbisogno per l’irrigazione; e di siccità socio-economica se riferita al complesso dei consumi sul territorio. L’impatto sull’ambiente è poi legato al perdurare delle condizioni siccitose. Una carenza di piogge prolungata per molti mesi (6-12 mesi) avrà effetti sulla portata dei fiumi; mentre per un periodo maggiore (uno o due anni) graverà sulla disponibilità di acqua nelle falde. Lo Standardized Precipitation Index (SPI) è l’indice comunemente usato a livello nazionale e internazionale per quantificare, su una data scala temporale, il deficit o il surplus di precipitazioni nelle aree di interesse rispetto al valore medio: valori positivi indicano una precipitazione maggiore della media, ossia condizioni umide; valori negativi indicano una precipitazione minore della media, ossia condizioni siccitose più o meno estreme. Questo indice è spesso utilizzato a livello regionale e/o di distretto idrografico per il monitoraggio e l’individuazione di periodi siccitosi, avvalendosi per il suo calcolo delle precipitazioni registrate dalle reti pluviometriche regionali. Inoltre, è stato inserito sia in ambito europeo (“Water Scarcity & Drought” Expert Group della Common Implementation Strategy per la Water Framework Directive 2000/60/EC) sia internazionale (World Meteorological Organization) come uno degli strumenti più efficaci per il monitoraggio della siccità. Lo SPI fa, infatti, parte del set di indicatori adottati dall’European Drought Observatory del Joint Research Center della Commissione europea. Per ciascuna area in esame, il calcolo dello SPI si basa sulla normalizzazione della distribuzione di probabilità della pioggia cumulata sulla scala temporale considerata (1-3-6-12-24 o 48 mesi). Così facendo si rendono confrontabili regioni caratterizzate da diversi regimi climatici. Al fine di una valutazione delle condizioni di siccità idrologica, in analogia con quanto fatto per gli anni passati a partire dal 2010, si utilizzano le mappe di SPI a 12 mesi prendendo come dati di precipitazione le rianalisi su grigliati a 2.5° del National Centers for Environmental Prediction/Department of Energy (NCEP/DOE reanalysis) e come riferimento climatologico il periodo 1948-2016 per le mappe relative al 2017.

Scopo: 
Quantificare le condizioni di siccità idrologica di un territorio in termini di deviazione statistica della precipitazione occorsa su una data scala temporale rispetto al corrispondente regime pluviometrico, rappresentandole attraverso un''unica mappa tematica.

Criteri di selezione: 
  • Misurabilità (i dati utilizzati per la costruzione dell'indicatore sono/hanno): 
    Adeguatamente documentati e di qualità nota [Accessibilità]
    Aggiornati a intervalli regolari secondo fonti e procedure affidabili [Tempestività e Puntualità]
    Facilmente disponibili o resi disponibili a fronte di un ragionevole rapporto costi/benefici
    Una "buona" copertura spaziale
    Una "buona" copertura temporale (almeno 5 anni)
  • Rilevanza e utilità (l'indicatore): 
    È di portata nazionale oppure applicabile a temi ambientali a livello regionale ma di significato nazionale
    È in grado di descrivere il trend in atto e l'evolversi della situazione ambientale
    È semplice, facile da interpretare
    Fornisce un quadro rappresentativo delle condizioni ambientali, delle pressioni sull'ambiente o delle risposte della società, anche in relazione agli obiettivi di specifiche normative
    Fornisce una base per confronti a livello internazionale
    Ha una soglia o un valore di riferimento con il quale poterlo confrontare, in modo si possa valutare la sua significatività
  • Solidità scientifica (l'indicatore): 
    È basato su standard nazionali/internazionali e sul consenso nazionale/internazionale circa la sua validità
    È ben fondato in termini tecnici e scientifici
    Presenta attendibilità e affidabilità dei metodi di misura e raccolta dati
    Comparabilità nel tempo
    Comparabilità nello spazio

Riferimenti normativi: 
-

Obiettivi fissati dalla normativa: 
La normativa italiana vigente non fissa obiettivi ambientali specifici.
DPSIR: 
Stato

Tipologia indicatore: 
Descrittivo (tipo A)

Riferimenti bibliografici: 
Le mappe di SPI a 3, 6, 12 e 24 mesi per diverse aree di interesse sono disponibili sul bollettino mensile di siccità ISPRA disponibile all’'indirizzo: http://www.isprambiente.gov.it/pre_meteo/siccitas/index.html. Il
bollettino ISPRA contiene anche i collegamenti ai bollettini regionali e all’'European Drought Observatory (http://edo.jrc.ec.europa.eu).
Ulteriori dettagli sullo SPI e sulle modalità di calcolo sono reperibili sul portale ISPRA e nella Tesi di Master di Dan Edwards (cap. 3 - http://ccc.atmos.colostate.edu/pub/spi.pdf).
Ulteriori riferimenti bibliografici:
- Edwards, D. C., and T. B. McKee, 1997: Characteristics of 20th century drought in the United States at multiple time scales. Climatology Rep. 97–2, Department of Atmospheric Science, Colorado State
University, Fort Collins, Colorado, 155 pp.
- McKee, T. B., N. J. Doesken, and J. Kleist, 1993: The relationship of drought frequency and duration of time scales. Eighth Conference on Applied Climatology, American Meteorological Society, Jan 17-23, 1993, Anaheim CA, pp. 179-186.
- Panofsky, H. A., and G. W. Brier, 1958: Some applications of statistics to meteorology. Pennsylvania State University, University Park, 224 pp. - Thom, H. C. S., 1966: Some methods of climatological analysis. WMO N. 199. Technical Note N. 81., Ginevra, 53 pp. - WMO Press Release No. 872, 2009: Experts agree on a universal drought index to cope with climate risks.

Limitazioni: 
-

Ulteriori azioni: 
-
Frequenza di rilevazione dei dati: 
Giornaliera

Accessibilità dei dati di base: 
Utilizzati i dati di NCEP/NCAR Reanalysis 1 disponibili presso il PSD del NOAA/ESRL (https://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.ncep.reanalysis.html).
Tipologia dato: "Surface Flux".
Parametro: "Daily Precipitation Rate".

Fonte dei dati di base: 
Physical Sciences Division (PSD) dell'US National Oceanic & Atmospheric Administration/Earth System Research Laboratory (NOAA/ESRL)

Unità di misura dell'indicatore: 
Adimensionale
Descrizione della metodologia di elaborazione: 
Descrizione della metodologia di elaborazione:
Per ciascuno mese in esame e per ciascun box del grigliato dei dati di reanalisi del NCEP, la serie delle cumulate annuali è interpolata a una distribuzione di probabilità di tipo gamma, stimando i parametri della distribuzione con la tecnica della massima verosimiglianza.
Tuttavia, dato che la distribuzione gamma G(x) non è definita per valori uguali a zero, mentre la serie delle precipitazioni può contenere degli zeri (i giorni di non pioggia), la distribuzione cumulativa è ridefininta come segue: H(x)=q + (1-q)*G(x), dove q è la probabilità di precipitazione nulla, che può essere stimata come il rapporto tra il numero di zeri nella serie temporale delle precipitazioni (m) e il numero totale di osservazioni di precipitazione: m/n.
La distribuzione cumulativa H(x) è poi trasformata in una distribuzione normale; sicché il valor medio dello SPI per il luogo e il periodo desiderato è nullo. La trasformazione conserva la probabilità cumulativa. Concettualmente, lo SPI rappresenta lo scostamento di un evento sopra o sotto la media, misurato in numero di deviazioni standard. In altre parole la deviazione standard può essere considerata come l’'unità di misura dello SPI. La deviazione standard è definita solitamente come il valore, lungo una distribuzione normale standard, per il quale la probabilità cumulativa dell’'occorrenza di un evento è 0,1587. Similmente, si può trovare la probabilità cumulativa di qualunque valore di SPI, che sarà uguale alla probabilità cumulativa del corrispondente evento di precipitazione.

Core set: 
7EAP - Dati sull'ambiente

Tipo di rappresentazione: 
Mappa

Copertura spaziale: 
Nazionale

Copertura temporale: 
gennaio-dicembre 2017

Qualità dell'informazione: 
Il metodo di calcolo dell’indice SPI e i dati di reanalisi del NCEP /DOE utilizzati garantiscono: la rilevanza dell’informazione in termini di aderenza dell’indicatore alla domanda di informazione riguardante la siccità idrologica; l’accuratezza in termini di comparabilità del dato, di affidabilità delle fonti, di completezza delle serie storiche e di copertura spaziale su scala nazionale; la comparabilità sia nel tempo, sia nello spazio.

Periodicità di aggiornamento: 
Annuale


Stato e trend: 
L’icona di Chernoff si riferisce allo stato. Nel 2017, l’apporto di precipitazione sulla scala temporale di 12 mesi è stato inferiore alla media climatologica (periodo di riferimento 1948–2016), e sono stati osservati deficit di precipitazione sull'intero territorio nazionale.

Commenti: 
Su scala annuale, le mappe di SPI a 12 mesi evidenziano per il 2017 una situazione di siccità sulla quasi totalità del territorio italiano. L'analisi è stata condotta elaborando le serie di precipitazione cumulata su 12 mesi ottenute dai dati giornalieri di reanalisi NCEP e considerando come periodo di riferimento gli anni 1948–2016.
Sulla base di tali mappe, eventi di siccità severi/estremi sono risultati più evidenti a partire da agosto 2017 (Figure 8-12), pur rappresentando il risultato di un deficit di precipitazione protratto nel corso dei 12 mesi precedenti. Una valutazione più di dettaglio è resa possibile dall'analisi delle mappe di SPI a 3 e a 6 mesi, non presenti nell’Annuario ma pubblicate online nel Bollettino di Siccità di ISPRA (http://www.isprambiente.gov.it/pre_meteo/siccitas/). Questa analisi evidenzia come il fenomeno di siccità abbia interessato dall'inizio del 2017 (e in alcune casi già dalla fine del 2016) i territori del Nord, per poi investire l'Italia centro-settentrionale e successivamente il Sud e le Isole.
La situazione di deficit di precipitazione/deficit idrico è stata riportata nei bollettini idrologici o di siccità che sono stati emessi nel periodo in esame, con cadenza mensile, dagli uffici regionali preposti al monitoraggio idro-meteorologico. Inoltre, tale situazione è stata tenuta sotto stretto monitoraggio ai fini della gestione della risorsa idrica da parte degli Osservatori permanenti per gli utilizzi idrici istituti presso le Autorità di Bacino Distrettuali, nonché dal Comitato tecnico di coordinamento nazionale degli Osservatori istituito presso il Ministero dell’ambiente e della tutela del territorio e del mare (v. http://www.isprambiente.gov.it/pre_meteo/idro/idro.html).

  • Titolo: SPI a 12 mesi - gennaio 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - gennaio 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - febbraio 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - febbraio 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - marzo 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - marzo 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - aprile 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - aprile 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - maggio 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - maggio 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - giugno 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - giugno 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - luglio 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - luglio 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - agosto 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - agosto 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - settembre 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - settembre 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - ottobre 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - ottobre 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - novembre 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - novembre 2017
  • Titolo: SPI a 12 mesi - dicembre 2017
    Fonte: Elaborazione ISPRA su NCEP Reanalysis 1 data
    Legenda: SPI > 2.0 Estremamente umido; da 1.5 a 1.99 Molto umido; da 1.0 a 1.49 Moderatamente umido; da -0.99 a 0.99 Vicino alla norma; da -1.49 a -1 Siccità moderata; da -1.99 a -1.5 Siccità severa; < -2.0 Siccità estrema
    SPI a 12 mesi - dicembre 2017