Siccità, portate fluviali e livelli idrometrici anomali, temperature in crescita … cosa è successo negli ultimi vent’anni in Liguria?

Negli ultimi anni abbiamo assistito ad un cambiamento dei regimi fluviali e pluviometrici che non riscontriamo con facilità negli ultimi due secoli. Lo stesso lo abbiamo notato per le temperature tanto a livello globale quanto a quello locale. È davvero così ? Cosa ci dicono i dati?

Partiamo innanzitutto col definire la siccità:

“La siccità (dal latino siccĭtas derivazione di siccus ovvero secco, arido) è un evento di carenza prolungata dell’approvvigionamento idrico, che sia atmosferico (precipitazioni sotto la media), di acque superficiali o sotterranee. Una siccità può durare mesi o anni. Può provocare un grave impatto sull’ecosistema e sull’agricoltura della regione colpita e causare danni all’economia locale.”

Possiamo poi aggiungere che “[…] è una caratteristica normale e ricorrente del clima e può verificarsi quindi in tutte le regioni climatiche; è legata al concetto di deficit idrico temporaneo.”

L’impatto della siccità può variare a seconda delle caratteristiche del fenomeno:

  • durata
  • intensità
  • estensione geografica
  • frequenza
  • inizio lento

Inoltre, “una singola pioggia non necessariamente fa cessare un evento siccitoso”, anzi non di rado ne può dare l’illusione ma non fa altro che stressare superficialmente un terreno che in profondità presenta grosse lacune idriche.

Spesso la siccità viene identificata – a causa degli impatti diversi che può produrre – in quattro tipi (Wilhite, D.A., 2000. “Drought as a natural hazard: concepts and definitions” in Drought: A Global Assessment, Volume I, D. A. Wilhite (ed.). Routledge, London, pp. 3-18): (1) meteorologica, (2) agricola, (3) idrologica e (4) socio-economica, proprio come rappresentato nello schema riportato qui di seguito (vedi Fig.1). Fonte: https://drought.climateservices.it/siccita/.




Figura 1: Schema rappresentativo dei vari tipi di siccità proposti dal National Drought Mitigation Center (NDMC, 2003), in base ai diversi impatti sulla società e sul territorio. Fonte: https://drought.climateservices.it/siccita/.

Abbiamo preso come località campione quella di Nasceto (Sesta Godano, SP a quota 185 m s.l.m.), questo per il semplice fatto che è l’unica località della rete Omirl-Arpal con i dati delle portate fluviali disponibili, nel nostro caso il fiume Vara, che comunque rappresenta un ottimo rappresentante dei bacini medio-grandi liguri.

Abbiamo analizzato diversi parametri, costruendo grafici e tabelle per fare statistiche e quindi trovare risposte a queste domande. Ecco descritti i risultati nei paragrafi che seguono.

PORTATE MEDIE FLUVIALI [m3 s-1]

La portata di un fiume [m3 s-1] è definita come il volume d’acqua, misurato in metri cubi [m3], che passa attraverso una determinata sezione verticale di un solco fluviale nell’unità di tempo [secondi].

Di un fiume poi si distinguono la portata media, la portata minima (magra) e la portata massima (piena), che servono a individuare il regime del fiume. Fonte: www.chimica-online.ithttps://bit.ly/406Vrr3.

Noi qui ci occuperemo di portata media, e di conseguenza la statistica che ne risulterà si riferirà a valori medi, ma accenneremo anche ad alcune portate magre e di piena, per una trattazione più esaustiva, anche se ovviamente non potrà essere del tutto completa.

In Fig.2 è possibile osservare l’andamento della portata fluviale media giornaliera nei diciassette anni che intercorrono dal 2005 al 2021. Notiamo che:

  • vi sono alcuni picchi massimi raggiunti generalmente nel trimestre settembre-novembre, specie negli anni dal 2007 al 2012 (massima portata giornaliera il 20 gennaio 2009 con 306.56 m3 s-1);
  • dal 2013 in poi i picchi si sono spostati nel trimestre successivo novembre-gennaio (specie dicembre 2013-gennaio 2014, dicembre 2017-febbraio 2018) con qualche picco raggiunto anche fino a febbraio marzo (vedi 2013-2014, 2018-2019 e 2021).

 

Figura 2:Portate medie giornaliere del fiume Vara presso la stazione Arpal di Nasceto (Sesta Godano, SP). Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

In Fig.3 sono riportati il numero di giorni – per anno – di stato di acque basse o portate magre (Q < 3 m3 s-1 giornaliere e subito sottostanti quelli con portate ≥ 3 m3 s-1) e magrissime (Q < 1 m3 s-1).

Dai dati risulta che gli anni più magri siano stati i trienni 2005-2007 e 2015-2017 (addirittura 255 giorni di magra nel 2017), mentre quelli magrissimi gli anni 2006-2007 e 2017. Il 2021 risulta essere un anno in media (per ciò che riguarda il periodo 2005-2021) o leggermente sopra-media.

La portata minima giornaliera è stata raggiunta il 9 agosto 2005 (0.13 m3 s-1), mentre ancora una volta il 2021 ha raggiunto il suo minimo in media con il periodo (0.31 m3 s-1 il 13 settembre).

Figura 3: Giornate con portata magra o magrissima e portate minime, suddivise per anno, sempre per il fiume Vara presso Nasceto.

In Fig.4 sono riportate le portate medie mensili fluviali, suddivise per mese e per anno sempre per il periodo 2005-2021, con medie annuali e mensili 17-ennali calcolate e tabulate a destra in tabella. Nella tabella sottostante è presente una classifica dei valori in base ai dati della tabella sovrastante:

  • i mesi di gennaio e febbraio 2014 sono quelli con portata maggiore, mentre il 2017 e il 2005 hanno le portate rispettivamente minori. Anche il gennaio-febbraio 2021 non si è dimostrato secco in quanto a portate, con i valori tra i più alti (rispettivamente 22.77 e 16.47 m3 s-1, terzo e sesto valore più alto dal 2005);
  • tra giugno e settembre abbiamo in media le portate inferiori annuali, come ci possiamo aspettare, ed il 2021 ha rispecchiato all’incirca le medie del periodo, già basse, in alcuni casi ancora più basse;
  • il 2021 è inoltre risultato come sotto-media soprattutto a marzo, con -60.4% di portata, e tra ottobre e dicembre;
  • aprile e maggio 2021 si sono dimostrati invece nuovamente mesi oltre media, così come all’incirca nel 2008, 2010 e nei bienni 2012-2013 e 2018-2019.

Da questi dati risulta che il 2021 sia stato un anno abbastanza secco o in media ma con alcuni precedenti degni di nota, come il triennio 2008-2010 ed il biennio 2013-2014  (quest’ultimo con la portata maggiore, di media annuale pari a 14.77 m3 s-1) tra i meno secchi da un punto di vista idrologico, mentre il 2015 è l’anno con siccità idrologica più marcata (portata inferiore, di media annuale pari a 3.29 m3 s-1).

 

Figura 4: Portate medie mensili e annuali del fiume Vara presso la stazione Arpal di Nasceto (Sesta Godano, SP), e corrispondente classifica in base alla siccità idrologica per portate fluviali. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

Il grafico in Fig.5 rispecchia le portate medie mensili in Fig.3 anche se un po’ al ribasso, mostrando una tendenza più secca per i primi due decenni del XXI secolo, eccezion fatta per la media mensile di dicembre, che risulta essere più del doppio di quella degli anni ’60.

 

Figura 5: Portata media mensile (in m³) per la stazione idrometrica di Nasceto (medie decennali 1961 – 1970). Fonte: AA.VV., Portate (mc) VARA (Magra) a Naseto – Annali APAT, dati on-line su simn/dati/alov_portate (consultato nell’aprile 2017) e www.wikipedia.org.

LIVELLI MEDI IDROMETRICI [m]

Il livello idrometrico è, per definizione, il livello del corso d’acqua nella sezione di misura espresso in metri [m], riferito allo zero idrometrico, che è una quota altimetrica convenzionale(diversa per ciascun idrometro, che può essere il livello medio del mare oppure lo “zero” dell’idrometro stesso, detto “zero idrometrico”), non corrispondente al fondo dell’alveo, perché è soggetto a costante modificazione del profilo.

Nel caso della rete Omirl-Arpal ligure per ciascuna sezione idrometrica sono individuabili due soglie di riferimento, il cui superamento determina un diverso scenario:

  • prima soglia di allarme o piena poco/mediamente significativa (gialla): il superamento di tale soglia indentifica un avviso per un possibile, ma non certo, rischio di esondazione del fiume/torrente se la crescita del livello continuerà nei minuti/ore successive;
  • seconda soglia di allarme o piena eccezionale (rossa): il superamento di tale soglia indica una probabile e imminente esondazione del fiume/torrente in uno o più punti del suo corso.

 

In Fig.6 si possono osservare i livelli idrometrici medi giornalieri del fiume Vara, con le due soglie di allarme dell’idrometro di Nasceto fissate rispettivamente a 4.5 m e 5.5 m.

In questo caso, i dati sono disponibili dal 2005 al 2022. Emergono le seguenti conclusioni:

  • i livelli in genere sono maggiori tra ottobre e aprile, anche se abbiamo avuto due picchi isolati, uno di 5.41 m alle ore 6 del 5/09/2011 e il secondo di ben 6 m raggiunto l’8/07/2014 alle ore 2;
  • i picchi massimi raggiunti sono quelli del 2/10/2020 alle ore 5 di 6.99 m e addirittura 7.23 m del 3/11/2019 alle ore 10;

C’è poi una considerazione curiosa, riguardo alla quale bisognerebbe approfondire, è il fatto che valori orari con livello ≤ 0 m siano stati rilevati solo per gli anni 2005-2006-2007 (rispettivamente 216, 60 e 26 tra la fine di luglio e la metà di settembre, curiosamente appena prima che inizi il periodo più piovoso) ma nessuno dal 2008 in poi, forse per una nuova calibrazione del sensore dell’idrometro … rimane il dubbio irrisolto.

 

Figura 6: Livelli idrometrici medi orari del fiume Vara presso la stazione Arpal di Nasceto (Sesta Godano, SP), per il periodo 2005-2022. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

 

In Fig.7 sono riportati i livelli idrometrici, suddivisi per mese e per anno per il periodo 2005-2022, con medie annuali e mensili 18-ennali calcolate e tabulate a destra in tabella. Nella tabella sottostante è presente una classifica dei valori in base ai dati della tabella sovrastante:

  • i mesi di gennaio e febbraio 2014 sono quelli con livelli maggiori (coerenti con i valori delle portate fluviali descritte nella sezione precedente), mentre il 2005 ha i livelli minori (media annuale di appena 0.40 m);
  • tra giugno e settembre abbiamo in media i livelli più bassi annuali, come ci possiamo aspettare e in maniera coerente con i valori delle portate fluviali;
  • i mesi con i livelli sopra-media sono concentrati quasi tutti tra l’inizio del 2013 e la metà del 2021, con il livello medio mensile massimo raggiunto nel novembre 2019 (2.47 m) e l’anno del 2014 invece risulta quello con il livello medio annuale massimo raggiunto, di 1.41 m;

Dalla metà del 2021 è iniziato un periodo siccitoso, dapprima con un lieve sotto-media poi incrementato nel 2022, anche se non paragonabile al triennio 2005-2007, il più secco anche per ciò che riguarda i livelli, e non solo per le portate (rispettivamente marzo, febbraio e novembre risultano il terzo, quarto e di nuovo quarto più siccitosi dal 2005), difatti subito in quarta posizione c’è il 2022. Un’eccezione si riscontra per il gennaio ed il recente dicembre 2022.

 

Figura 7: Livelli idrometrici medi mensili e annuali del fiume Vara presso la stazione Arpal di Nasceto (Sesta Godano, SP), e corrispondente classifica in base alla siccità idrologica per livelli idrometrici. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

PRECIPITAZIONE MEDIA CUMULATA [mm]

Citando una dettagliata definizione da wikipedia (https://it.wikipedia.org/wiki/Precipitazione_(meteorologia)), “con il termine precipitazione si intendono, in meteorologia, tutti i fenomeni di trasferimento di acqua allo stato liquido o solido dall’atmosfera al suolo, come pioggia, neve, grandine, rugiada e brina, rappresentando una fase dell’intero ciclo idrologico. Queste acque, che tornano in genere a evaporare (a differenza di quelle litosferiche circolanti in permanenza nel terreno [nella rete sotterranea delle falde acquifere]), sono anche dette acque meteoriche.”

Come si può osservare dalle Fig.8 e 9, l’andamento delle precipitazioni mensili cumulate nei diciotto anni dal 2005 al 2022 hanno subìto alti e bassi. Notiamo che:

  • gli anni mediamente più piovosi si collocano tra il 2008 ed il 2015, specialmente alla fine del 2010 e all’inizio del 2014, quando si sono raggiunti picchi medi di 250 mm mensili (su 12 mesi di dati), mentre la media si attesta sui 140-150 mm mensili (su tutto il set di dati);
  • vi sono alcuni picchi massimi raggiunti rispettivamente nel dicembre 2009 (558 mm), nel marzo 2013 (543.2 mm), nel gennaio 2014 (572.2 mm) e, più recentemente, ricordiamo il massimo accumulo mensile del periodo temporale, con ben 780.6 mm registrato nel novembre 2019. È difatti novembre il mese in media più piovoso (261.51 mm), cosa che ci aspettiamo essendo il periodo autunnale quello più soggetto ad eventi estremi, perturbazioni più intense e quindi cumulate maggiori, mentre luglio è proprio il mese più secco in quanto a precipitazioni (con una media di 69.06 mm);
  • il mese meno piovoso è stato invece il luglio 2007, con appena 3 mm accumulati, ma anche l’agosto 2008 (4.4 mm) se la batte a piè pari;
  • per ciò che riguarda le cumulate annuali, il triennio 2005-2007 è sicuramente quello più arido di precipitazioni sotto soglia 1250 mm annuali, contro una media 18-ennale di 1787.54 mm; mentre il triennio 2009-2011 ed il biennio 2013-2014 risultano i periodi più piovosi (il 2010 con addirittura 2761 mm annui … il 55% in più di accumuli annui, d’altronde ha registrato una stagione estiva-autunnale veramente piovosa);

Infine, un accenno al 2022: ecco una importante conferma sul fatto che sia stato uno degli anni più secchi, per la precisione il 3° (con appena 1132 mm annui, dunque 655 mm in meno rispetto alla media), ciò non sorprende dal momento che quasi tutti i mesi sono risultati poco piovosi, con la costante presenza di un’Alta Pressione stabile, specialmente d’estate ma non soltanto. Solo dicembre 2022 è risultato anomalo rispetto al periodo di siccità, come si può vedere dall’impennata finale in Fig.8 e dal valore osservabile in Fig.9.

 

Figura 8: Accumuli pluviometrici medi mensili presso la stazione Arpal di Sesta Godano (SP) nei pressi del fiume Vara (zona Nasceto). Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

 

Figura 9: Accumuli pluviometrici medi mensili e annuali presso la stazione Arpal di Sesta Godano (SP) nei pressi del fiume Vara, e corrispondente classifica in base alla siccità meteorologica per cumulate pluviometriche. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

Si è proceduto, a questo punto, a calcolare il numero di giorni senza accumulo di precipitazione su base annuale e mensile. Nelle figure sottostanti si possono osservare i risultati mediante istogramma cumulativo (Fig.10) e tabella con relativa classifica in base ai dati (Fig.11). In generale, l’andamento è oscillante e non è semplice trarne conclusioni. Si può osservare che:

  • in media, come ci saremmo aspettati, la stagione autunnale è quella più piovosa e con minor numero di giorni con pluviometro senza accumulo, eccezion fatta per alcuni casi come il novembre 2010 e 2014 (addirittura tutti i giorni hanno registrato un accumulo anche minimo di precipitazione) ed il dicembre 2020, con appena un giorno a secco;
  • in maniera opposta, l’ottobre 2021, il novembre 2015 ed il dicembre 2016 hanno registrato metà o più del mese a secco, mentre il 2022 ha avuto una ripresa degli accumuli e delle giornate piovose proprio dalla fine dell’estate / autunno, anche se in alcuni casi gli accumuli sono risultati molto irrisori;
  • i mesi più secchi sono stati luglio e agosto 2012 e agosto 2017, rispettivamente con 28, 28 e 27 giorni senza precipitazioni ! Ci aspetteremmo un dato del genere in piena estate – la stagione secca – ma questi sono dati da ambiente desertico.

Per quanto concerne i dati annuali, 2010, 2013 e 2014 si confermano come gli anni più piovosi, con più di due terzi dell’anno caratterizzati da giornate piovose. Il 2017, invece, è stato l’anno con il massimo numero di giorni senza pioggia (d’altronde lo si vede anche dai dati mensili) ovvero 196 giorni e quindi il 54% dell’anno solare. Il 2022 risulta essere al 4° posto degli anni più secchi, soprattutto grazie ai primi sette mesi, con dati veramente preoccupanti anche per il fronte dei giorni secchi, poi si è parzialmente ripreso, soprattutto a fine anno. Basti pensare che fino al 31 luglio il numero di giorni senza piogge aveva raggiunto quota 67% e l’accumulo totale segnava -57% rispetto alla media circa ventennale.

 

Figura 10: Istogramma con dati in pila che mostra il numero di giornate senza accumulo piovoso in base al mese e all’anno, presso la stazione Arpal di Sesta Godano (SP) nei pressi del fiume Vara (zona Nasceto). Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

 

Figura 11: Numero di giornate senza accumulo piovoso in base al mese e all’anno, presso la stazione Arpal di Sesta Godano (SP) nei pressi del fiume Vara, e corrispondente classifica in base alla siccità meteorologica per cumulate pluviometriche. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

Per finire la carrellata sui dati da precipitazione, abbiamo realizzato una tabella con gli accumuli giornalieri suddivisi in classi in base alla quantità di pioggia precipitata, per osservare se effettivamente siano cambiati i regimi precipitativi ed eventualmente in che modo. Vediamo dalla Fig.12, come è cambiata la distribuzione delle giornate piovose nel bacino ligure del Vara, presso Sesta Godano:

  • riguardo ai giorni senza accumulo: 2012, 2015, 2017 e 2022 sono quelli con il più alto numero;
  • le giornate con cumulate maggiori di zero e inferiori a 50 mm (da pioviggine a pioggia forte, passando per piogge deboli e rovesci moderati) sono aumentate nel periodo 2008-2014, per poi rientrare, negli ultimi sette anni, a regimi precedentemente normali;
  • gli accumuli giornalieri superiori a 50 e inferiori a 200 mm si sono concentrati principalmente tra il 2007 ed il 2014 e successivamente tra 2017 e 2021, con picco nel biennio 2010-2011. Proprio il 2011 è stato l’unico anno con un accumulo di oltre 200 mm nelle 24 ore, precisamente 273.8 mm registrati il 25 ottobre 2011, data a noi tutti non ignota … il giorno dell’Alluvione alle Cinque Terre, che ha colpito anche l’entroterra levantino e la Val di Vara.

Possiamo affermare che, anche in questo caso, il 2022 è risultato essere un anno dai regimi piovosi molto secchi con addirittura il 50.7% delle giornate “senza che il pluviometro registrasse valori” ed il 40.8% con accumuli inferiori ai 10 mm, poi il restante 7.7% tra 10 e 50 mm e appena lo 0.8% tra 50 e 100 mm (tutto concentrato nel più piovoso dicembre 2022).

Figura 12: Accumuli giornalieri suddivisi in classi in base al regime precipitativo, disposti per mese e per anno, presso la stazione Arpal di Sesta Godano (SP) nei pressi del fiume Vara. Fonte: https://ambientepub.regione.liguria.it/SiraQualMeteo/script/PubAccessoDatiMeteo.asp.

TEMPERATURE MEDIE, MASSIME E MINIME [°C]

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