Influenza dei cambiamenti climatici sulla frequenza delle inversioni termiche e degli eventi di stagnazione in pianura padana: trend storico e proiezioni

This work analyses the variation of the frequency of occurrence of days characterized by diurnal lapse rate inversion and by air stagnation events in the Po valley between 1950-2090, based on past observations at San Pietro Capofiume and Milano Linate and on future previsions according to CCLM 4-8-19 regional climatic model (Med-CORDEX project). Lapse rate inversion, typically occurring during the cold season, strongly limits atmospheric dispersion, thus favoring the stagnation of the pollutants and leading to high-concentration events. For the period from 1987 to 2006, the analysis showed an increase in days characterized by lapse rate inversion approximately estimated in +1,2 days/year according to San Pietro Capofiume data, whereas a +1,1 days/year increase has been observed for Milano Linate data (period 1999-2012). For future estimates, a new model for the prediction of days with lapse rate inversion is presented. The model, based on the comparison of G850 (temperature gradient between ground level and standard geopotential height of 850hPa) and a coefficient dependent on surface pressure, has been developed based on radio sounding data from San Pietro Capofiume between 1987 and 2006 and validated on data from Milano Linate between 1999-2012. For future projections, considering a RCP4.5 medium emission scenario, it is estimated a further increase in frequency of lapse rate inversion in the period from 2010 to 2100 with a grow rate approximately equal to +1,2 days/decade. In this scenario, the years of the 2091-2100 decade will be characterized by an increase of 12 days (approximately 10%) with lapse rate inversion with respect to 1986-2005 average, concentrated especially in the warm period. In a RCP8.5 high-emission scenario it is estimated a lower grow rate of lapse rate inversion, equal to +0,6 days/decade for period from 2010 to 2100. Finally, the projections indicate that the frequency of air stagnation events, days characterized by moderate winds and no rain, is also expected to rise: for the 2091-2100 decade an increase of 13 days and 11 days is estimated with respect to 1986-2005 average, respectively in RCP4.5 and RCP8.5 scenarios.

Il lavoro presenta una valutazione delle variazioni della frequenza delle inversioni termiche e degli eventi di stagnazione nel bacino padano nel periodo 1950-2100, unendo l’analisi delle variazioni storiche, ricavate sulla base dei dati osservati nelle stazioni di San Pietro Capofiume e Milano Linate, con i risultati delle proiezioni disponibili per il modello climatico regionale CCLM 4-8-18 sviluppato dal CMCC nell’ambito del progetto Med-CORDEX. La presenza di situazioni di inversione termica dell’atmosfera, particolari condizioni meteorologiche in grado di influenzare pesantemente la capacità dell’atmosfera di disperdere gli inquinanti, è stata valutata con un metodo basato sul confronto tra il gradiente delle temperature fra il suolo e l’altezza geopotenziale a 850hPa ed un coefficiente funzione della pressione superficiale. Il metodo è stato tarato sulla base dei dati dei radiosondaggi della stazione di San Pietro Capofiume nel periodo 1987-2006, e validato su quelli di Milano Linate del periodo 1999-2012. L’analisi ha mostrato un aumento delle inversioni termiche pari a circa 1,2 giorni/anno nella stazione di S.Pietro Capofiume nel periodo 1987-2006 e pari a 1,1 giorni/anno nella stazione di Milano Linate per il periodo 1999-2012. Per il futuro, considerando uno scenario ad emissione medio-basse (scenario RCP4.5) si stima un ulteriore aumento della frequenza delle inversioni termiche nel periodo 2010-2100 con un tasso di crescita pari a +1,2 giorni/decennio. In questo scenario, il decennio 2091-2100 sarà caratterizzato da annate con una media di 12 giornate all’anno di inversione termica in più (circa 10%) rispetto alla media 1986-2005, concentrate in particolar modo nel periodo estivo. Nell’ipotesi di uno scenario ad elevate emissioni (scenario RCP8.5), si stima invece un aumento della frequenza delle inversioni termiche più contenuto nel periodo 2010-2100, pari a +0,6 giorni/decennio. Le proiezioni modellistiche indicano che anche gli eventi di stagnazione, giornate caratterizzate da venti moderati e assenza di precipitazioni, sono destinati ad aumentare: per il decennio 2091-2100 è previsto un aumento pari a +13 giorni e +11 giorni rispetto alla media 1986-2005 rispettivamente negli scenari RCP4.5 e RCP8.5.