Обнаружение колебаний осадков в различных временных шкалах ХХ века в трех точках Италии

9 November 2019

Понимание изменений в структуре осадков становится все более важным, учитывая их большее влияние на сельское хозяйство в целом и неорошаемое сельское хозяйство в частности. Изменения годовых осадков в настоящее время изучались как на глобальном, так и на региональном уровнях. Обнаружение изменений в осадках осуществляется путем анализа как долгосрочных данных об осадках, так и данных об осадках, сформированных моделями общей циркуляции.

Parry подчеркнул важность достоверных оценок возможных региональных изменений климата в результате с увеличением выбросов CO2 для определения вероятных воздействий на сельское хозяйство.

Для проведения исследований воздействия информация об изменчивости осадков в более коротких временных масштабах в рамках данного региона будет иметь дополнительное преимущество. Экстремальные климатические явления, представляющие собой, по сути, кратковременные колебания масштабов, оказывающие глубокое воздействие на сельское хозяйство, привлекают внимание лишь в последние несколько лет.

Географические положение городов Пиза, Флоренция и Палермо - ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr1.jpg
Географические положение городов Пиза, Флоренция и Палермо - ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr1.jpg

Отсутствие высококачественных долгосрочных климатических данных было определено в качестве основного препятствия для количественной оценки изменений экстремальных явлений в течение 20 века. Была предпринята попытка понять изменения экстремальных значений осадков и осадков в краткосрочном и долгосрочном масштабе 20 века в трех точках Италии. Дополнительной целью является сравнение изменений осадков во Флоренции с изменениями осадков в близлежащих (Пиза) и далеких (Палермо) районах.

Материалы и методы

Флоренция и Пиза расположены к юго-западу от Апеннинского хребта в центральной части и Палермо в южной части Италии. Расстояние между Флоренцией и Пизой составляет 80 км, а Палермо - 650 км от Флоренции. В настоящем исследовании использовались временные ряды осадков за 120 лет, охватывающие период 1889-2008 годов, из всех этих трех мест.

Метаданные метеорологических станций

Метеорологическая станция Флоренции находится в Сименьяно, в центре города Флоренции. Станция расположена на террасе здания. В соответствии с рекомендациями ВМО, Женева, 1948 г. она была перенесена сюда из предыдущего места расположения. Ежедневные наблюдения продолжительностью 9, 15 и 21 ч в период 1879-1941 гг. были изменены на 8, 14 и 19 ч после этого.

Пизанская метеостанция расположена в саду сельскохозяйственного факультета Пизанского университета. Эта станция была перемещена на 100 м дальше в 2001 году. Ежедневные значения были получены путем сложения кумулятивных наблюдений, проводимых три раза в день.

Метеорологическая станция Палермо расположена в Астрономической академии с 1791 года. Наблюдения за осадками проводились несколько раз в течение дня с частотой от 1 до 8 раз в день. Примерно в течение 100 лет (1851-1950 гг.) этот же прибор использовался для наблюдения за осадками.

На всех трех станциях, начиная с девяностых годов, механические приборы были заменены электронными.

Гауссовские фильтры осадков во Флоренции, Пизе и Палермо (Италия)ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr2.jpg
Гауссовские фильтры осадков во Флоренции, Пизе и Палермо (Италия)ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr2.jpg

Для понимания изменения климата в связи с изменениями осадков были проанализированы данные длинных временных рядов за 120 лет по дневным осадкам во Флоренции, Пизе и Палермо (Италия) в двух временных шкалах (периоды усреднения), то есть за 10 и 50 лет (60 лет). В рамках каждой шкалы времени изучались не только годовые осадки, но и сезонные и месячные режимы осадков. Для определения изменений осадков во всей совокупности были приняты многоплановые подходы, такие как сравнение средств в различных временных масштабах, разработка долгосрочных тенденций, мониторинг экстремальных явлений осадков и использование климатических индексов.

Средства среднегодовых осадков в более короткие временные рамки (десятилетия) были обнаружены колеблющимися в течение последующих десятилетий во всех трех местах. Однако средние годовые осадки в Флоренции, Пизе и Палермо во второй половине полувека значительно сократились по сравнению с первой половиной на 50, 148 и 84 мм, соответственно.

Сезонный характер осадков в двух половинах века не показал значительного уменьшения количества осадков ни в одном из сезонов во всех трех местах во второй половине по сравнению с первой половиной.

Ежемесячные осадки в двух половинах века показали значительное уменьшение количества осадков в течение трех, пяти и четырех месяцев, соответственно, в Флоренции, Пизе и Палермо во второй половине века по сравнению с первой половиной столетия.

Изменчивость осадков в более коротком периоде времени (десятилетия) в трех точках Италии - ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr3.jpg
Изменчивость осадков в более коротком периоде времени (десятилетия) в трех точках Италии - ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S221209471300025X-gr3.jpg

Снижение количества дождливых дней с интенсивностью осадков от 5 до 15 мм (часто происходящие события) на 3 и 6 дней в году в Пизе и Палермо во второй половине столетия вызывает серьезную озабоченность в этом регионе, который, вероятно, несет основную тяжесть аномального потепления.

Стандартный индекс осадков (SPI) годовых осадков за столетие, помимо выявления засушливых лет с большей интенсивностью и большей продолжительностью во второй половине, чем в первой половине столетия, во всех трех местах, показал тенденцию к снижению.

Долгосрочная негативная тенденция в дождливые дни и SPI помимо увеличения продолжительности и интенсивности засух подчеркивает необходимость более пристального наблюдения за климатом центральной и южной Италии ввиду их близости к пустыне на юге и признаков опустынивания в Средиземноморском регионе.