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Bologna - 15 maggio 2006
Il cambiamento climatico e gli eventi estremi in agricoltura: le gelate
tardive
Gabriele Antolini
CLIMAGRI
Cambiamenti climatici e agricoltura
Bologna 15 maggio 2006
Scheda di ricerca 2.3
Coordinatore: Franco Zinoni
Collaboratori: Federica RossiOsvaldo FaciniMarianna NardinoLuigi MarianiBiambattista TollerEmanuele EccelRoberto Rea
Bologna - 15 maggio 2006
Mean Annual Losses to Weather HazardsMean Annual Losses to Weather Hazardsin the United Statesin the United States
0
1
2
3
4
5
6
Hazard
Frost
Flood
Drought
Hail
Hurricane
Tornado
Windstorm
Lightning
$ pe
r ca
pita
Rilevanza degli eventi di gelo in agricoltura
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
albicocco
actinidia
pesco
ciliegio
susino
pero
melo
Bologna - 15 maggio 2006
Cambiamenti climatici e rischio da gelo
Procedure agroclimatologiche classiche per valutare l’effetto di eventi meteorologici estremi in agricoltura
Strumenti a disposizione: analisi climatologica
modelli di sviluppo e di crescita colturale
Necessità di definire strumenti idonei e specifici
Tomozeiu et al., 2003
Bologna - 15 maggio 2006
Very likely decrease in cold/frost days for nearly all land areas during the 20th century.
Fewer frost days will result in […] decreased risk of damage to a number of crops, though the risk to other crops may increase.
Uncertainties include […] spatial variability in crop responses to climate change; and the effects of changes in climate variability and extreme events on crops.
Cambiamenti climatici e gelo
IPCC 2001
Bologna - 15 maggio 2006
Rischio da gelata: aspetti peculiari
• Intensità e frequenza del fenomenoVariabilità delle scale di indagine (spaziale e temporale)
• VulnerabilitàAspetti ecofisiologici
• Adattabilità (tecniche di difesa)Aspetti tecnologici
Bologna - 15 maggio 2006
Un modello di valutazione del rischio climatologico di gelata
Serie storiche
Scenari climatici
Modello fenologico Modello spaziale
Modello di rischioFenologia Campo termico
Rischio
Bologna - 15 maggio 2006
Area di studio
Bologna - 15 maggio 2006
Albicocco (San Castrese) - fenologia simulataAlfonsine
1951-2000
50
60
70
80
90
100
110
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Da
y O
f Y
ea
r
germogliamento
inizio fioritura
piena fioritura
allegagione
frutticini
Lineare (piena fioritura)
FIORITURAMedia: 74.3Trend: y = -0.07x + 212.55
Modelli fenologici per la simulazione delle fasi sensibili
Bologna - 15 maggio 2006
Modelli topoclimatici per la valutazione della variabilità spaziale della gelata: esempio di applicazione
Temperatura minima giornaliera, 17 marzo 2003
Bologna - 15 maggio 2006
Valutazione del rischio climatico: indici di danno produttivo
Sensibilità al gelo - danno del 10 %
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
1 2 3 4 5
fase di sviluppo
T (
°C)
Actinidia
Albicocco
Pesco
Pero
Melo
Sensibilità al gelo - danno del 90 %
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
1 2 3 4 5
fase di sviluppo
T (
°C)
Actinidia
Albicocco
Pesco
Pero
Melo
Sensibilità dei fruttiferi al gelo
“Danno massimo”
)DT1(DDT 1ii
i “Additivo”
“Additivo” pesato
)Dmax(DT i
i1ii
i P)DT1(DDT
Di: danno dell’evento i
DTi: danno totale cumulato
all’evento i
Pi: fattore di ritardo
Bologna - 15 maggio 2006
Applicazione a serie storiche: indice di danno produttivo
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato e osservato
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996
Dam
age
Additivo pesato
Massimo
Additivo
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato e osservato
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Da
ma
ge
Osservati
Simulati
Bologna - 15 maggio 2006
Scenari climatici futuri
Scenari SRES
A2: continua crescita della popolazione, sviluppo economico elevato
B2: minore crescita della popolazione, sviluppo economico minore, iniziative orientate alla protezione dell’ambiente e alla equità sociale
Modelli di simulazione climatica
HADCM3: Hadley Center, modello di circolazione generale oceano-atmosfera (risoluzione Lat x Lon: 2.75 x 3.75 gradi)
Downscaling statistico
Regressioni multipla con pattern di circolazione generale(IBIMET Firenze)
Bologna - 15 maggio 2006
Applicazione a scenari climatici futuri
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato
Scenario A2 2011-2050
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046
Da
ma
ge
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato
Scenario B2 2011-2050
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2011 2016 2021 2026 2031 2036 2041 2046
Dam
age
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato
Scenario A2 2051-2098
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
Da
ma
ge
Albicocco (San Castrese), AlfonsineDanno produttivo simulato
Scenario B2 2051-2098
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2051 2056 2061 2066 2071 2076 2081 2086 2091 2096
Dam
age
Rischio di perdita produttiva per gelata tardiva (periodo 2011-2098)
Bologna - 15 maggio 2006
Applicazione territoriali ad area studio
Fenologia: data di fioritura
(albicocco San Castrese)
1985-2005 1985-1994 1995-2005
Bologna - 15 maggio 2006
Applicazione territoriali ad area studio
1985-2005 1985-1994 1995-2005
Rischio da gelata tardiva
(albicocco San Castrese)
Bologna - 15 maggio 2006
Possibili sviluppi
• Miglioramento tecniche di interpolazione dei dati termici:
-parametrizzazione dei processi di drenaggio d’aria fredda
-introduzione altre covariabili (es. corpi idrici, aree urbane)
• Effetto delle modifiche della circolazione a larga scala sul numero di giorni di gelo
• Esperimento di simulazione con modello meteorologico locale per la valutazione dei campi locali e della loro eventuale modifica a seguito di scenari climatici e/o di uso del suolo futuri
• Studio mirato dell’effetto delle basse temperature su colture
Bologna - 15 maggio 2006
Conclusioni
• Il calendario fenologico è andato anticipandosi nell’ultimo cinquantennio, ed è verosimile attendersi un trend simile anche per i prossimi anni
• Il rischio da gelo sembra essere aumentato negli ultimi decenni nella zona e per le colture indagate
• Considerata l’elevata variabilità spaziale, non si può prescindere dall’analisi territoriale del rischio
• Almeno per alcuni scenari futuri, il previsto aumento delle temperature non si traduce in una diminuzione del rischio
• Occorre considerare opportune strategie di programmazione agricola (scelte colturali, tecniche di difesa attiva e passiva), alla luce dei possibili scenari agronomici
Bologna - 15 maggio 2006
Grazie per l’attenzione
Bologna - 15 maggio 2006
Modelli topoclimatici per la valutazione della variabilità spaziale della gelata: calibrazione e validazione
17 mar 2003 02:04 UTCNOAA 12
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
0 10 20 30 40 50 60
km
T (
°C)
Bologna - 15 maggio 2006
Variazioni della circolazione atmosferica a larga scala influenzano i pattern regionali delle gelate in
termini di frequenza
H
L
cold
warm
H
L
cold
warm
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