Modena, festival sviluppo sostenibile, 31 maggio 2018, vedi anche il video podcast http://tv.unimore.it/registrazioni/item/663-tempo-clima-e-aria-l-osservatorio-geofisico-per-la-sostenibilita

1. i dati aggiornati di 190 anni di osservazioni meteoclimatiche
Tempo clima e aria: l'Osservatorio
Geofisico di Modena per la sostenibilità.
Luca Lombroso, tecnico meteorologo certificato
Dipartimento di Ingegneria «Enzo Ferrari»
Università degli studi di Modena e Reggio Emilia
email: luca.lombroso@unimore.it

2. Il Palazzo Ducale di Modena non è solo Accademia Militare: la parte alta del torrione di levante
e una ampia parte di locali dell’ultimo piano della zona est è la sede storica dell’Osservatorio
I locali sono demaniali in uso perpetuo all’Università https://youtu.be/NZLVWogYeDc

3. I locali furono adeguati anche dal punto di vista strutturale per renderli idonei ad ospitare un
osservatorio tramite un apposito arco, la terrazza dotata di cupola e le «asole astronomiche»
voluto dal Duca Francesco IV d’Este e dall’Arciduca Massimiliano, grande appassionato di
astronomia.L’osservatorio viene istituito il 14 gennaio 1826

4. Panorama dall’Osservatorio

8. Accanto alle osservazioni astronomiche venivano raccolti anche i dati
meteorologici, che proseguono ancora oggi, in una delle serie storiche più lunghe e
ininterrotte mantenuta sempre nello stesso luogo

9. 3 febbraio 1831: a Modena Giuseppe Bianchi, Direttore dell’Osservatorio
Astronomico, “Imbraccia il fucile” per la “giusta e sacra difesa della Patria”

10. 1987: a causa di gravi problemi strutturali l’Osservatorio Geofisico di Piazza Roma viene
dichiarato inagibile. Un progetto di recupero museale non viene, purtroppo, finanziato.
Nonostante ciò si sono eseguiti, gradualmente molti lavori che ricalcano sostanzialmente quel
progetto. Sono anni logisticamente difficoltosi ma #teniamobotta: le osservazioni proseguono!

11. • 1986: inagibilità al pubblico
• 1988: inagibilità totale
• 1989/90: alleggerimento statico
• 1994: consolidamento solai
• 1997/99: restauro di alcuni strumenti storici
• 1999: consolidamento copertura
• Giugno 1999: incendio
• 2000/01: ripristino cupola
• 2001: ripristino danni incendio
• 2007: adeguamenti vari
• 2010: restituita l’agibilità al personale
• 2012: l’Osservatorio Geofisico passa in gestione al
DIEF UNIMORE
• 2013/14: vengono recuperati, dai depositi, gli
strumenti storici
• 2014/15: catalogazione strumenti
• 2018: ristrutturazione totale
Timeline dei cantieri e lavori
2013: “task force” per la pulizia, catalogazione ed esposizione temporanea degli strumenti
2016: esposizione temporanea e catalogazione degli strumenti scientific storici

12. Perché misurare parametri meteorologici?
A cosa, e chi servono i (dati) meteorologi?

13. • Alcuni esempi di pubblicazioni basate sui dati
dell’Osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE

14. Stazione principale
http://www.nesaftp.it/DATI_UTENTI/UNIMO
DENA/realtime.html
Stazione back up
http://meteo.unimore.it/meteo/
In corso di ripristino
www.ossgeo.unimore.it
L’ Osservatorio Geofisico di Modena:
update a 190 anni di misure meteoclimatiche

15. Temperatura, umidità balconata storica, pressione
Temperatura, umidità
terrazza
Velocità direzione vento
precipitazioni
Radiazione solare,
eliofania
precipitazioni

16. il soleggiamento in cifre:
«Eliofania»: presenza di sole con radiazione diretta
>120 W/m2
Per quanto “splende” sole?
mediamente 2150 ore di sole all’anno
a gennaio per solo il 28% del tempo astronomico
disponibile
A luglio per quasi il 70%!

17. L’eliofania risulta ben correlata con l’escursione termica (medTmax-medTmin)/2
La serie, interrotta nel 1984, riprende nel 2002 ma con grossi problemi fino al 2013

18. Radiazione solare globale (energy flux)
La serie di dati inizia dal 1960, ma ha numerose interruzioni e problemi a causa del
costo dei sensori, che richiedono regolare calibrazione.
Nonostante ciò si disponde di dati interessanti e utili
DA MANTENERE E POTENZIARE

19. Eliofania e radiazione solare: esempio di applicazione pratica: la produzione fotovoltaica di
Luca Lombroso (marzo 2015) confrontata con l’irradianza solare e l’eliofania

20. La Nuvolosità
Ogni anno mediamente 65 giorni sereni e 91 coperti
Mese più coperto: gennaio 1928, 28 giorni - Mese più sereno: agosto 2003, 26 giorni
L’anno più sereno il 1986 (148 giorni) - L’anno più coperto il 1918 (136 giorni)
D’inverno solitamente ci sono più nubi al mattino
D’estate mediamente più nuvolosità al pomeriggio
La nuvolosità, nebbia e neve viene rilevata «a vista», con l’ausilio della
webcam. Fondamentale il contributo di Salvatore Quattrocchi, socio e
volontario Ass.Emilia Romagna Meteo

21. 10 giugno 1902: Alle 5.30 nebbia molto fitta sulla campagna,
s'intravedono appena le case del viale Margherita, le altre case
intono alla città, la stazione ferroviaria; invisibile la serra del
giardino pubblico. Nebbia rada intorno all'Osservatorio. La
nebbia va diradandosi e alle 7 è chiaro intorno
all'Osservatorio e alla città, mentre la nebbia è molto fitta in
campagna e all'orizzonte.
Non ci sono più le nebbie di una
volta… perché?
Nebbia: Una sospensione di piccolissime gocce d'acqua microscopiche
nell'aria, o fumo, o particolato che riduce la visibilità a meno di 1 km

22. Il vento
Vento mediamente debole con
soli 2,1 m/s (7,6 km/h)
I venti dominanti sono dai settori
opposti, l’ovest e l’est.
Differenze a seconda orario e
stagione
Raffica più forte: 112 km/h il 24 luglio 2004
30 giugno 1998 a Marzaglia l’anemometro
registrò 119 km/h!
Vento e pioggia

23. A Modena la ventilazione è scarsa e generalmente debole, ma i venti impetuosi non sono
affatto rari. Principali cause: temporali ed eposidi di vento di foehn

24. Downburst, tornado o foehn?
Downburst
Temporale con forte
raffica di vento
discendente, aria fredda
in caduta con pioggia
danni locali areali
tornado foehn
Aria calda ascendente,
vorticoso,
sollevamento, danni
locali lineari
Forti raffiche di vento
laminare ma con
turbolenze, danni
diffusi, preceduto da
aumento inquinanti

25. La «firma di pressione» del Downburst e
della tromba d’aria o tornado
Downburst: aria fredda discendente
danni areali
tornado: aria calda ascendente
danni a strisciate
Crollo di pressione per
passaggio mesociclone
«dente» di pressione
dovuto a caduta di
aria fredda

26. Nuova normalità
Giuseppe Bianchi

27. Non ci sono più le mezze stagioni?
Le temperature:
Cambiamenti climatici locali:
Non ci sono più le mezze stagioni?

28. Le temperature:
Cambiamenti climatici locali:
Non ci sono più le mezze stagioni?
Non ci sono più le mezze stagioni?

29. Isola di calore urbana o processo globale?
Lombroso L., Colombo T., confronto fra le serie storiche di Monte Cimone e
Modena, rivista di Meteorologia Aeronautica

30. 2018: durante i lavori si
interviene anche sulla balconata:
omogeneità dati?

31. Foto Luca Lombroso
Quando riusciamo a misurare la temperatura dell’aria col
termometro clinico è ora di iniziare a preoccuparsi del caldo!

32. Le temperature estive:
Da Giuseppe Bianchi alla nuova normalità
Nuova normalità
Giuseppe Bianchi
2003

33. Estati più calde e più lunghe
Più che raddoppiati i giorni «caldi»
2003
Nuova normalità

35. Le temperature invernali e le nevicate
: Da Giuseppe Bianchi ai Teggi&Lombroso
2007
Giuseppe Bianchi
Teggi&Lombroso
Giuseppe Bianchi
Teggi&Lombroso
1956
1879/80
2017/18
1991
2005/06

36. I grandi inverni :
Mese più freddo dicembre 1879, tmed -4.0°C
il famoso febbraio 1929: Tmed -3.4°C
16 febbraio 1929: Osservatorio -14.0°C - Giardini -19.2°C
Gennaio 1985: Tmed -1.3°C
Record di freddo assoluto
11 gennaio 1985: Osservatorio -15.5°C – Carpi -28°C

37. Cambiamenti climatici locali:
Cala il numero di giorni freddi, ma a
volte fa ancora molto freddo
Nuova normalità
Giuseppe Bianchi

38. Cambiamenti climatici locali:
Cala il fabbisogno energetico per il
riscaldamento, aumenta per il
raffrescamento
Zona F (montagna)
Zona E (Valpadana)
Zona D (Italia centrale)
Nuova normalità
Giuseppe Bianchi

39. 82 cm di neve: mai tanta neve dal 1956;
max in 24 ore 24 cm 01/02/2012
10 giorni di ghiaccio, come il gennaio 1985 ma meno del
1956 (18)
Giorno più freddo: -7 in citta, -13.8 campus, -18 Carpi:
Tmed febbraio 2012: OssGeo +2.5°C, Campus +0.8°C
la più fredda ondata di gelo dal 1985, ma molto meno
intensa
Molto smog nonostante il maltempo!
«nevone 2012»

40. Smog con neve
6 febbraio 2012 , alba fra neve, gelo, fumi
e smog dall’Osservatorio

41. Episodio di smog estremo febbraio 2012:
Modena PM2.5 130 ug/m3
• Neve al suolo?
• Forte inversione termica
• Molto freddo
• Aumento consumi di gas

42. Ghirlandina: 86 m
Totale di neve dal 1830 al 2018: 79.11 m
Bianco Natale, è proprio vero?
Falso: solo 7 nevicate misurabili
Quando c’è troppo freddo non nevica?
Falso: 1929, 1956, 1985, 1991, 2009,
2012
Può piovere sotto gli zero gradi?
Vero: il gelicidio
Non nevica più come una volta?
???
La neve

43. 14 dicembre 1844: 89 cm
20 febbraio 1933: 43 cm
16 dicembre 1963: 35 cm
25 novembre 1999: 25 cm
13 dicembre 2001: 10 cm
28 febbraio 2004: 40 cm
31 gennaio 2010: 28 cm
6 febbraio 2015: 32 cm
Nevicate «paralizzanti»

45. Francis, J. A., and S. J. Vavrus (2012), Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes,
Geophys. Res. Lett., 39, L06801,doi:10.1029/2012GL051000. ttps://www.youtube.com/watch?v=4spEuh8vswE
amplificazione artica: primi effetti? La corrente a getto
diventa più ondulata e più lenta a causa del ritiro dei ghiacci
artici esponendo l’Europa e east US a irruzioni fredde

46. Le piogge: calo a lungo termine, ma segnali «sfumati» negli andamenti: calano
le piogge invernali e in parte estive, aumentano in autunno e primavera

47. Le piogge: aumenta la variabilità delle precipitazioni: siccità alternate a piogge
intense o abbontanti

48. 29 settembre 1833: «Dopo una forte e continuata pioggia di quattro ore, alle ore 18.30 il cielo parve rischiararsi, ma
ben presto si intese un confuso mormorio di pochi tuoni in lontananza ed in tutto l'orizzonte brillarono luminosi baleni.
Poscia il cielo si rese di un colore cinerino biancastro, le nubi si portarono ad altezza considerevole e cominciò una
dirotta pioggia che continuò sino alle ore 10 del giorno 30, per cui i canali e scoli dei dintorni di Modena e dentro la
stessa città strariparono in modo straordinario. La città guardata dall'alto dell'Osservatorio, sembrava una seconda
Venezia. Tutte le campagne del circondario erano ricoperte di acqua. Le porte della città erano assediate dalla
inondazione, che minacciava di entrare nella città. Gli scoli dell'interno per ogni dove rigurgitanti, accennavano
riunirsi alle acque assedianti per rendere navigabili le contrade».

49. 5 ottobre 1990: alluvione urbana a Modena
Storica pioggia giornaliera di 165.4 mm
https://www.youtube.com/watch?v=fcMypgnVP8I

50. fra fine XX e inizio XXI le piogge intense sono più frequenti della prima
metà del 1900

51. Le “altre misure”
Evaporazione, “tramonti rossi”, meteore
ottiche e tante altre curiose misure…

52. 19/10/2018
17/10/2018

53. L’Osservatorio oggi al DIEF UNIMORE
53
Proseguono le osservazioni in Piazza Roma
Webcam su Modena
Stazione meteo presso Campus DIEF Modena
Stazione meteo policlinico
Stazione meteo Reggio Emilia
Stazione Meteo Carpi Migliarina (lombroso)
Stazione meteo e webcam Costa Rica
Stazione meteo EELAB – MO Via Caruso
Serie storica meteoclimatica dal 1830
Museo astronomico e geofisico
Climatologia urbana
AERONET (Aerosol Robotic Network, NASA) station
Meteorologia a scala locale per modellizzazione ambientale

54. stazione Meteo «Campus DIEF»
• Installata nel 2005 (idrologia), rinnovata nel 2010 e
ampliata nel 2013 per il Piano Energetico di Ateneo
• Area misure a norma WMO con stazione Davis completa
con radiazione solare e UV modello IP con stazione back
up
• Terrazza con fotometro, antenne Meteosat e altro
• Dati http://meteo.unimore.it/meteo/
-10.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
01/01/2017 01/02/201701/03/2017 01/04/2017 01/05/2017 01/06/2017 01/07/2017 01/08/2017 01/09/2017 01/10/2017 01/11/2017 01/12/2017
Temperatura(°C)
Osservatorio di Modena: Temperature giornaliere
Campus ingegneria Via Vignolese
Tmin (°C) Tmax (°C) Tmed2 (°C)

55. stazione Meteo «Policlinico»
• Installata nel 2015 per monitoraggio emissioni
trigeneratore Ospedale Policlinico (prof.ssa Ghermandi)
• Terrazza policlinico, misure temperature, umidità, velocità
direzione vento, precipitazioni
• Dati
http://www.nesaftp.it/DATI_UTENTI/UNIMODENA/STAZI
ONE02/realtime.html

56. stazione Meteo «Reggio Emilia S.Lazzaro»
• Installata nel 2013 per il Piano Energetico di Ateneo
• Situato presso edificio Boccola
• Stazione Davis completa con radiazione solare e UV
modello IP
• Dati http://meteo.unimore.it/meteo/reggioemilia.php
-10.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
01/01/2017 01/02/201701/03/2017 01/04/2017 01/05/2017 01/06/2017 01/07/2017 01/08/2017 01/09/2017 01/10/2017 01/11/2017 01/12/2017
Temperatura(°C)
Osservatorio di Modena: Temperature giornaliere
Campus ingegneria Via Vignolese
Tmin (°C) Tmax (°C) Tmed2 (°C)

57. Nuova stazione Meteo «EELAB»
• Progetto prof.,Muscio, cool roof test farm,
coinvolti Chiara Ferrari, Giulia Santunione
• Sito presso discarica Via Caruso, installazione a
norma WMO (palo meteo con sensori a 2 m e
anemometro a 10 m, terreno erboso, lontano da
ostacoli)
• Stazione Davis completa (con radiazione solare
e UV) modello IP
• Stazione «certificata» (si acquisterà un altro set
di sensori di ricambio con certificato NIST
• Dati
http://meteo.unimore.it/meteo/modenaeelab.php

58. stazione Meteo «Karen Costa Rica»
• Progetto CLIMBIO, in collaborazione con
Associazione Foreste Per Sempre e
Dipartimento Scienze della Vita
• Sito presso riserva Karen Mogensen, Costa
Rica, lat nord 9.87 - lon W 85.06
• Dati real time:
http://meteo.unimore.it/meteo/karen.php
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
gennaio febbraio marzo aprile maggio giugno luglio agosto settembre ottobre novembre dicembre
Temperatura(°C)
Temperature mensili a Karen Mogensen, Costa Rica
Osservatorio Geofisico DIEF UNIMORE - Foreste Per Sempre GEV Modena
Media di Tmed Media di Tmin Media di Tmax
Tmed clima da Reanalysys Tmed 2017 Modena Tmed 2017 da reanalisi

59. Il consumo di carbone può influenzare il clima
14 agosto 1912

60. +2°C +4°C
Adattamento e
resilienza
“incompatibili con la società
globale interconnessa”
Foto Luca Lombroso
“Questo secolo potrebbe essere testimone di cambiamenti climatici inauditi e di
una distruzione senza precedenti degli ecosistemi”, con gravi conseguenze su tutti
noi” Papa Francesco, Enciclica Laudato Si

61. 2100 town climate shitf : some example
Amsterdam -> Modena Modena -> Egitto
Egitto > Arabia Iraq> invibilità

62. "mantenere il global warming
”ben al di sotto di 2°C, facendo ogni
sforzo per contenerlo entro 1.5°C”
Da COP 23 Unimore è «Observer» all’UNFCCC
• art. 7.7, "l’approfondimento della conoscenza scientifica sul clima inclusa la ricerca, l’osservazione sistematica
del sistema climatico ed i sistemi di allerta precoce in una maniera che aiuti i servizi climatici e supporti la presa
di decisione.
• art.12 Accordo Parigi: “le Parti devono collaborare nell’adozione di misure, come opportuno, per migliorare
l'istruzione sul cambiamento climatico, la formazione, la sensibilizzazione del pubblico, la partecipazione»

63. 1990: i dubbi e le evidenze del global warming
1995: c’è una distinguibile influenza umana
nel clima globale
2001: Gran parte del riscaldamento è
probabilmente (>66%) dovuto all’uomo
2007: il riscaldamento è INEQUIVOCABILE e MOLTO
PROBABILMENTE (90%) la maggior parte del
riscaldamento è dovuta alle attività umane
2014: E' "estremamente probabile" che le attività
umane siano la causa dominante dei
cambiamenti climatici
IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis.
Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report o. http://ipcc.ch/report/ar5/wg1/
www.ipcc.ch è la commissioni intergovernativa delle Nazioni Unite sui cambiamenti
climatici, istituita da UNEP e WMO nel 1988 https://vimeo.com/224071262#at=9
I rapporti IPCC: le frasi chiave
Atteso a settembre
2018, lo “special report
1.5°C”, richiesto
dall’Accordo di Parigi
sul clima e che ha lo
scopo di delineare gli
impatti e i percorsi di
riduzione delle
emissioni serra
dell’obiettivo di
limitare entro 1.5°C il
riscaldamento globale
rispetto all’era
preindustriale

64. Nessun paese sta prendendo seriamente
l’obiettivo 2°C
I «sentieri» (pathway) per limitare il global warming entro 1.5 o 2°C necessitato
di rimozione della CO2» o «emissioni negative»
(es.BECCS Bioenergy Carbon Capture and storage)

65. trasporti +2,4%
Trasporti ed edifici sono due settori chiave per la
«decarbonizzazione»: in Italia nel periodo 1990-2016:
(Rapporto ISPRA Inventario Emissioni 2016)
Residenziale +4.5%

66. «Gestire l’inevitabile – Evitare l’ingestibile»
Adattamento

67. “E’ troppo tardi per lo sviluppo sostenibile (!?).
Dobbiamo mettere più enfasi sulla resilienza del sistema”
(Dennis Meadows a Pisa nel 2006)
https://appelloperlaresilienza.wordpress.com/2018/03/22/e-troppo-tardi-per-lo-sviluppo-sostenibile/
https://www.youtube.com/watch?v=yyX6UULJEic
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