Che cos’è la siccità, come si misura

A differenza dell’aridità – termine con il quale si indica una condizione di permanente carenza di risorse idriche caratteristica del clima di un determinato luogo – la siccità è una condizione temporanea e relativa, definita come uno scostamento rispetto alle condizioni medie (climatiche) del luogo in esame. Così in una regione piovosa si parlerà di siccità in presenza di una quantità di piogge che altrove, in un luogo arido, sono da considerarsi abbondanti.

Data l’enorme importanza della risorsa idrica per l’ambiente e per l’uomo, gli impatti della riduzione della sua disponibilità sono molteplici. Perciò non esiste un’unica definizione di siccità ma occorre specificare a quale ambito di fenomeni (naturali, sociali, economici) ci si riferisce. Si parla quindi di:

1. Siccità meteorologica in caso di relativa scarsità di precipitazioni
2. Siccità idrologica in presenza di apporto idrico relativamente scarso nel suolo, nei corsi d’acqua, o nelle falde acquifere
3. Siccità agricola in caso di carenza di acqua rispetto all’usuale fabbisogno per l’irrigazione delle colture
4. Siccità socio-economica se riferita al complesso dei consumi sul territorio, etc.

Un’altra nozione importante, parlando di siccità è quella di scala temporale: per la siccità meteorologica, si considerano le precipitazioni medie su un certo intervallo di tempo, ad esempio negli ultimi tre mesi, e si confrontano con i valori climatologici della stessa quantità
Tipicamente si parla di siccità su scale di tempo da un minimo di un mese a un massimo di alcuni anni, con differenti impatti sugli altri tipi di siccità Una carenza di piogge prolungata per molti mesi avrà effetti sulla portata dei fiumi; mentre sulla scala di uno o due anni avrà impatto sulla disponibilità di acqua nelle falde. Per valutare invece le condizioni di siccità agricola o socio-economica è necessaria ulteriore informazione sull’evoluzione del fabbisogno idrico nei diversi settori.

Lo Standardized Precipitation Index

Esistono numerosi indici statistici per la misura della siccità. Qui è stato adottato lo SPI (Standardized Precipitation Index) che si basa sulla statistica della sola precipitazione; si tratta cioè di un indice di siccità meteorologica – a differenza, ad esempio, del Palmer Drought Severity Index (PDSI) o del Surface Water Supply Index (SWSI) che quantificano la siccità idrologica.
La finalità dello SPI è quella di quantificare la precipitazione locale in modo da rendere confrontabili regioni caratterizzate dai pi diversi regimi climatici. Il suo valore indica quanto la precipitazione si discosta dalla norma: valori positivi indicano una precipitazione maggiore della  media, valori negativi una precipitazione minore della media. Ciò si ottiene tramite una normalizzazione della distribuzione di probabilità della pioggia, stimata dalla serie storica relativa al punto in esame (per approfondire clicca qui). Conseguentemente, regioni a clima secco o umido sono monitorate nello stesso modo.
I valori possono essere interpretati secondo la tabella seguente:

Valori SPI	Classe
>2	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 a 1.49	Siccità moderata
da -1.5 a 1.99	Siccità severa
<-2	Siccità estrema

Inoltre, lo SPI è definito in funzione della scala temporale: può mostrare, ad esempio, che una certa regione sperimenti condizioni secche su una scala temporale e condizioni umide su un’altra.  Per questo si calcolano separatamente i valori dello SPI per una serie di scale temporali (nel nostro caso, 3, 6, 12 e 24 mesi). Per quanto già detto, i valori di SPI a differenti scale temporali sono utili per la valutazione di condizioni di siccità idrologica, agricola, o socio-economica.
In generale il calcolo dell’SPI richiede serie temporali molto lunghe. La NCEP/DOE rianalisi fornisce dati di precipitazione giornaliera, su grigliato con passo di 2.5° su tutto il globo, dal 1948 ad oggi. I dati di reanalisi NCEP sono liberamente disponibili* sul portale della Physical Sciences Division (PSD) dell'US National Oceanic & Atmospheric Administration/Earth System Research Laboratory (NOAA/ESRL) e sono utilizzati per realizzare il bollettino e per aggiornarlo ogni mese. La disponibilità di dati su grigliato globale permette di realizzare mappe di SPI su qualsiasi area di interesse.

Come nasce il bollettino siccità

Questo bollettino è stato inizialmente realizzato in collaborazione tra l’ex-Dipartimento per i Servizi Tecnici Nazionali (DSTN, poi APAT, ora ISPRA) e il gruppo MEDEA (MEteorologia Dinamica Elaborazione e Analisi) del Prof. Alfonso Sutera del Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma “La Sapienza”. La precedente versione è stata sviluppata nell’ambito del progetto INTERREG IIC “Siccità”, con l’obiettivo di realizzare un prototipo per il monitoraggio su base mensile dell’attuale stato di siccità in Italia. L’ampliamento all’area Europea è stato realizzato nell’ambito del progetto SEDEMED – INTERREG IIIB MEDOCC. Lo sviluppo di questo bollettino disponibile al pubblico, esteso alle quattro aree menzionate ed aggiornato automaticamente è stato realizzato nell'ambito del progetto HYDROCARE – INTERREG IIIB CADSES.

L’esperienza di sviluppo del bollettino siccità è stata anche utile nel contesto del progetto MIPAIS – INTERREG IIIB MEDDOC, riguardante l’uso dell’acqua in irrigazione nei periodi di siccità e le idonee tecnologie di irrigazione. Nel rapporto finale di ISPRA sono state affrontate le tematiche relative all’irrigazione, alla scarsità idrica e alla vulnerabilità al ciclo della siccità in Italia, presentando l’esperienza italiana nel monitoraggio e nella gestione del rischio siccità e nella tutela quali-quantitativa dell’acqua. Sono anche illustrati i database italiani per il monitoraggio della siccità basati su indici, tra cui il bollettino siccità di ISPRA.

Riassumendo:

• La siccità è una condizione temporanea di relativa scarsità di risorse idriche. Si ha siccità meteorologica quando le precipitazioni medie in un luogo risultano nettamente inferiori alla media climatologica
• Considerando medie su tempi diversi è possibile monitorare indirettamente la siccità idrologica, agricola, socio-economica
• Lo Standard Precipitation Index (SPI) permette di rappresentare in modo omogeneo le condizioni di relativa scarsità di precipitazioni indipendentemente dal regime climatico locale. Può essere calcolato a partire dalle sole serie storiche di precipitazione, purché sufficientemente lunghe.
• Il bollettino fornisce mappe, aggiornate ogni mese, dei valori di SPI, calcolati su scala trimestrale, semestrale, annuale e biennale, su quattro aree: Italia, Europa, Mediterraneo e area CADSES. Sono utilizzate le serie di precipitazione fornite dalla reanalisi dell’NCEP, disponibili su una griglia a ~210 km di passo per gli anni dal 1948 ad oggi.
• Questa versione on-line del bollettino è stata realizzato nell’ambito del progetto HYDROCARE estendendo un prototipo sviluppato in collaborazione con l’Università di Roma “La Sapienza” (gruppo MEDEA).

*NCEP Reanalysis II data provided by the NOAA/ESRL PSD, Boulder, Colorado, USA, from their Website at: http://www.esrl.noaa.gov/psd/.  

References:

• http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/reanalysis2/kana/reanl2-1.htm.
• Kanamitsu, M., W. Ebisuzaki, J. Woollen, S.-K. Yang, J. J. Hnilo, M. Fiorino, and G. L. Potter, 2002: NCEP–DOE AMIP-II Reanalysis (R-2). Bull. Amer. Meteor. Soc., 83, 1631–1643.