Bologna 15 maggio 2006
CLIMAGRI
Cambiamenti climatici e agricoltura
Il cambiamento climatico e gli
eventi estremi in agricoltura:
le gelate tardive
Scheda di ricerca 2.3
Gabriele Antolini
Coordinatore:
Franco Zinoni
Collaboratori:
Federica Rossi
Osvaldo Facini
Marianna Nardino
Luigi Mariani
Biambattista Toller
Emanuele Eccel
Roberto Rea
Bologna - 15 maggio 2006
Rilevanza degli eventi di gelo in agricoltura
Mean Annual Losses to Weather Hazards
in the United States
6
1
5
Frost
Flood
Drought
Hail
Hurricane
Tornado
Windstorm
Lightning
$ per capita
albicocco
0.9
4
actinidia
pesco
0.8
3
ciliegio
0.7
2
susino
pero
0.6
1
melo
0.5
0
Hazard
0.4
0.3
0.2
0.1
0
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
Bologna - 15 maggio 2006
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
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
Tomozeiu et al., 2003
Necessità di definire strumenti idonei e specifici
Bologna - 15 maggio 2006
Cambiamenti climatici e gelo
IPCC 2001
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.
Bologna - 15 maggio 2006
Rischio da gelata: aspetti peculiari
• Intensità e frequenza del fenomeno
Variabilità delle scale di indagine (spaziale e temporale)
• Vulnerabilità
Aspetti 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
Fenologia
Rischio
Modello di
rischio
Bologna - 15 maggio 2006
Modello spaziale
Campo termico
Area di studio
Bologna - 15 maggio 2006
Modelli fenologici per la simulazione delle fasi sensibili
germogliamento
inizio fioritura
piena fioritura
allegagione
frutticini
Lineare (piena fioritura)
Albicocco (San Castrese) - fenologia simulata
Alfonsine
FIORITURA
110
1951-2000
Media: 74.3
Trend: y = -0.07x + 212.55
100
Day Of Year
90
80
70
60
50
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
Bologna - 15 maggio 2006
1985
1990
1995
2000
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 dei fruttiferi al gelo
Sensibilità al gelo - danno del 90 %
0
-2
-2
-4
-4
-6
-6
-8
Actinidia
-10
Albicocco
-12
Pesco
T (°C)
T (°C)
Sensibilità al gelo - danno del 10 %
0
-8
Actinidia
-10
Albicocco
-12
Pesco
Pero
-14
Melo
-16
1
2
3
4
5
Pero
-14
Melo
-16
fase di sviluppo
1
3
4
fase di sviluppo
“Danno massimo”
DT  max( Di )
“Additivo”
DT   Di  (1  DTi 1 )
i
“Additivo” pesato
2
DT   Di  (1  DTi 1 )  Pi
i
Bologna - 15 maggio 2006
Di: danno dell’evento i
DTi: danno totale cumulato
all’evento i
Pi:
fattore di ritardo
5
Applicazione a serie storiche: indice di danno produttivo
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato e osservato
1
0.9
Additivo pesato
Massimo
0.8
Additivo
0.7
0.5
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato e osservato
0.4
1.00
0.3
0.90
Osservati
0.2
0.80
0.1
0.70
Simulati
0
1951
0.60
1956
1961
1966
1971
Damage
Damage
0.6
1976
1981
1986
1991
1996
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
1991
1992
1993
1994
Bologna - 15 maggio 2006
1995
1996
1997
1998
1999
2000
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
Rischio di perdita produttiva per gelata tardiva (periodo 2011-2098)
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato
Scenario B2 2011-2050
1
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
Damage
Damage
Scenario A2 2011-2050
1
0.5
0.5
0.4
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
0
2011
2016
2021
2026
2031
2036
2041
0
2011
2046
2016
2021
2026
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato
0.9
0.9
0.8
0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
0.4
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
2061
2066
2071
2076
2041
2046
0.5
0.4
2056
2036
Scenario B2 2051-2098
1
Damage
Damage
Scenario A2 2051-2098
1
0
2051
2031
Albicocco (San Castrese), Alfonsine
Danno produttivo simulato
2081
2086
2091
2096
0
2051
2056
Bologna - 15 maggio 2006
2061
2066
2071
2076
2081
2086
2091
2096
Applicazione territoriali ad area studio
Fenologia: data di fioritura
(albicocco San Castrese)
1985-2005
1985-1994
Bologna - 15 maggio 2006
1995-2005
Applicazione territoriali ad area studio
Rischio da gelata tardiva
(albicocco San Castrese)
1985-2005
1985-1994
Bologna - 15 maggio 2006
1995-2005
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 UTC
NOAA 12
T (°C)
8
6
4
2
km
0
0
-2
-4
-6
-8
Bologna - 15 maggio 2006
10
20
30
40
50
60
Variazioni della circolazione atmosferica a larga
scala influenzano i pattern regionali delle gelate in
termini di frequenza
H
cold
L
warm
Bologna - 15 maggio 2006