Bilancio ed estremi idrologici in condizioni di cambiamento climatico-ambientale

1. 2023
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LE TECNOLOGIE DI DOMANI PER L’ACQUA DI OGGI
GLI STATI GENERALI SUL TRASFERIMENTO TECNOLOGICO FRA ISRAELE E ITALIA NEL SERVIZIO IDRICO INTEGRATO
TOMORROW'S TECHNOLOGIES FOR TODAY'S WATER
THE STATES GENERAL ON TECHNOLOGY TRANSFER BETWEEN ISRAEL AND ITALY IN THE INTEGRATED WATER SERVICE

2. 2023
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Da un’idea di
www.waterinnovationsummit.org

3. Centro CONGRESSI
FIERA DEL LEVANTE - BARI
21 - 22 - 23 GIUGNO 2023
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Bilancio ed estremi idrologici in condizioni di
cambiamento climatico-ambientale
Politecnico di Bari
Andrea Gioia-Vito Iacobellis-Vincenzo Totaro-Aras Izzaddin

4. 2023
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Complessitàdella questioneidrica in Puglia
Entrambi gli aspetti sono fortemente condizionati dagli effetti combinati dei processi naturali ed antropici legati ai cambiamenti
climatici
Implementare sistemi previsionali in grado di valutare la disponibilità della risorsa idrica Necessità di fronteggiare le questioni legate alla gestione del rischio idraulico ed idrogeologico

5. 2023
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Cambiamenticlimaticia scala globalee regionale

6. 2023
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L’IPCC identifica quattro categorie di rischi chiave per l’Europa
Cambiamenticlimaticia scalaglobalee regionale
SIXTH ASSESSMENT REPORT
Working Group II- Impact, Adaptation and Vulnerability

7. 2023
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Simulazioniprodotte nell’ambitodel modello Med-CORDEX
I quattro modelli prevedono un aumento della temperatura media su tutto il territorio nazionale, con andamento crescente nel tempo.
Tre orizzonti temporali rappresentati da periodi di 30 anni: 2021-2050; 2041-2070; 2061-2090

8. 2023
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Simulazioniprodotte nell’ambitodel modello Med-CORDEX
Distribuzione abbastanza uniforme sul territorio
nazionale per tutti e tre gli orizzonti temporali, con
un incremento della temperatura media sul
territorio compreso circa tra 1.5 e 2.0°C nel
trentennio 2021-2050, tra 2.75 e 3.25°C nel 2041-
2070 e tra 3.75 e 4.50°C nel 2061-2090.
Al secondo (2041-2070) e al terzo orizzonte temporale
(2061-2090) tre modelli mostrano una riduzione delle
precipitazioni su quasi tutto il territorio nazionale, anche
se con indicazioni discordanti sulle aree con diminuzione
più marcata.

9. 2023
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L’utilizzodei modelli climaticiin campoidrologico
EURO-CORDEX -- European Domain
EURO-CORDEX is the European branch of the international
CORDEX initiative, which is a program sponsored by the World
Climate Research Program (WRCP).
 Le analisi sui modelli climatici sono state svolte attraverso
l’analisi dei prodotti forniti dal Coordinated Regional
Climate Downscaling Experiment (CORDEX) per l’intero
territorio del Distretto Idrografico dell’Appennino
Meridionale. In totale, 72 simulazioni derivanti da
combinazioni di Modelli di Circolazione Globale (GCM),
ERA_Interim (ESMWF) e Regional (RCM) sono state
estratte dal Sistema EURO-CORDEX con una risoluzione
di cella di circa 12 km.
E-OBS is a high spatial resolution
daily gridded data that covers the
European region and is based on the
station data collated by the ECA&D
initiative (Klein Tank et al., 2002).
These data are supplied by many
European National Meteorological
Services and other data providers
across Europe and the Middle East.
The dataset spans the period 1
January 1950 to the present, and is
updated frequently.
E-OBS include daily mean, maximum,
and minimum temperature values as
well as daily total precipitation and
mean sea level pressure. E-OBS is
widely used for monitoring extremes
across Europe and for the validation
of numerical models.

10. 2023
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La stazionarietà/nonstazionarietà:il dibattitoscientifico
La rivisitazione del concetto di tempo di ritorno
“Stationarity is dead because substantial
anthropogenic change of Earth’s climate is
altering the means and extremes of precipitation,
evapotranspiration, and rates of discharge of
rivers […]. Warming augments atmospheric
humidity and water transport. This increases
precipitation, and possibly flood risk, where
prevailing atmospheric water-vapor fluxes
converge.”
“change does not imply nonstationarity
and stationarity does not imply at all unchanging
process state
nonstationarity necessarily needs to be
described by a deterministic change of
process statistics”
“ergodicity can always be assumed when there
is stationarity,
while this assumption is fully justified by the
theory if the system dynamics is deterministic.
Conversely, if nonstationarity is assumed, then
ergodicity cannot hold, which forbids inference
from data.”
Stationary stochastic process
Nonstationary stochastic process

11. 2023
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3478 stations with at least
30 years annual maximum streamflow over the 1955–2014 Period.
“… over the main reference period (1966–2005), therewere7.1% of stations with statistically
significant increasing trends, and 11.9% of stations with statistically significant decreasing trends.”
Mann-Kendall nonparametric trend test
ANALISI DEI TREND CLIMATICI DI
TEMPERATURAIN PUGLIA E
BASILICATA
Temperatura massima
Numero stazioni con trend annuale positivo:37
Numero stazioni con trend annuale negativo: 13
Trend medio delle 50 stazioni: +0,010 (pari a +0,61°C nel
periodo 1950-2010)
Numero di stazioni significative: 20 di 50 • 109 stazioni termometriche analizzate
Temperatura minima
Numero stazioni con trend annuale positivo: 48
Numero stazioni con trend annuale negativo: 2
Trend medio delle 50 stazioni: +0,024 (pari a +1,47°C nel
periodo 1950-2010)
Numero di stazioni significative: 40 di 50
ANALISI DEI TRENDCLIMATICI

12. 2023
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Un errore di Tipo II si
presenta durante la verifica
di un’ipotesi statistica
quando l’ipotesi nulla viene
accettata erroneamente. Gli
errori di Tipo II sono
chiamati anche “falsi
negativi”: rappresentano la
mancata rilevazione di un
effetto positivo quando
questo sia realmente
presente. Potenza: abilità di
rigettare un’ipotesi
nulla falsa
Errore di Tipo I:
rigettare un’ipotesi
nulla vera
Errore di Tipo II:
accettare
un’ipotesi nulla
falsa
A type II error (i.e., low power) in the
context of an infrastructure decision
implies
under-preparedness,
which is often an error much more
costly to society than the type I error,
overpreparedness.
(Vogel et al. 2013)
Dependence of test power on the parent distribution
parameters and sample size
I TEST STATISTICI
Necessità di procedure di stima affidabili
per la valutazione sia dei trend che della
potenza. Nella letteratura in campo
idrologico si sta prendendo sempre più
consapevolezza del ruolo cruciale dell’errore
di tipo II e di conseguenza della potenza che
deve necessariamente assumere valori che
possano considerarsi accettabili.

13. 2023
Centro CONGRESSI
FIERA DEL LEVANTE - BARI
21 - 22 - 23 GIUGNO 2023
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Da un’idea di
Modellisticaidrologicadistribuita
DREAM MODEL

14. 2023
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Modello BIGBANG (sviluppato da ISPRA)
Modellisticaidrologicadistribuita
Periodo di elaborazione 1951-2019
Valutazione mensile e sull’intero territorio nazionale delle
variabili idrologiche per la stima del bilancio idrologico
Approccio distribuito, la superficie del territorio è
discretizzata mediante una griglia regolare a maglia
quadrata, di lato 1 km, in cui ciascuna cella è caratterizzata
da un valore dei parametri e delle variabili
COMPONENTI DEL
BILANCIO IDROLOGICO
RELATIVE AL
TERRITORIO DEI MONTI
DAUNI MERIDIONALI
PRECIPITAZIONE
EVAPOTRASPIRAZIONE
POTENZIALE
EVAPOTRASPIRAZIONE REALE
RICARICA DEGLI ACQUIFERI
RUSCELLAMENTO
CASO STUDIO:
I MONTI DAUNI MERIDIONALI
EVAPOTRASPIRAZIONE POTENZIALE
ritagliata sui confini della Puglia per il mese di
giugno dal 1951 al 2019

15. 2023
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Modellisticaidrologicadistribuita
Modello BIGBANG (sviluppato da ISPRA)
RUSCELLAMENTO
Test di Mann-Kendall
Sen’s slope
Valori totali annuali
Ruscellamento superficiale mensile

16. 2023
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Strategiedi adattamentoai cambiamenticlimatici
• Rinnovare e rafforzare l’assetto normativo e pianificatorio,
necessità di una revisione delle concessioni di derivazione
idrica che tenga conto della mutata disponibilità
derivante dai cambiamenti climatici, allo scopo di
migliorare la conoscenza dei volumi disponibili, la
capacità gestionale e la programmazione degli usi futuri.
• Migliorare la capacità gestionale, sia mediante attività
orientate a migliorare il quadro conoscitivo del bilancio
idrico, della vulnerabilità e del rischio, anche attraverso
una rete ampliata e consolidata di monitoraggio e
all’utilizzo regolare di previsioni e proiezioni climatiche,
sia mediante il potenziamento delle infrastrutture idriche,
favorendo l’interconnessione e le funzioni multiple delle
reti e aumentando la capacità di ritenzione e accumulo
del sistema.
• Incentivare la conservazione e l’uso efficiente della
risorsa idrica mediante la revisione delle tariffe idriche e
dei canoni di concessione di derivazione delle acque; i
relativi proventi potrebbero essere utilizzati per finanziare la
pianificazione e gli interventi definiti dal piano di bacino.
• Proteggere e aumentare l’integrità ecologica e la resilienza
degli ecosistemi acquatici.
Risorse idriche
Contenimento dei fenomeni di
dissesto idrogeologico
• Azioni finalizzate al miglioramento delle conoscenze scientifiche
e del trasferimento tecnologico
• Azioni finalizzate al miglioramento del monitoraggio
territoriale con particolare riferimento alle variabili
strettamente connesse con i fenomeni di cambiamento climatico
per il miglioramento della comprensione della dinamica degli
eventi estremi e la previsione del loro impatto.
• Azioni finalizzate al miglioramento dei sistemi di previsione
nell’ambito della riduzione dell’incertezza sulle portate di piena
dei corsid’acqua.
• Azioni finalizzate al miglioramento del supporto tecnico, della
gestione delle emergenze e della preparazione e addestramento
(“preparedness”) della popolazione, proponendo soluzioni
progettuali che possono essere utilizzate anche in presenza di serie
non stazionarie, considerando una rivisitazione dei tempi di ritorno.
• Azioni finalizzate all’implementazione, il miglioramento e il
recupero di misure di difesa strutturali attraverso la
realizzazione di opere specifiche e progetti pilota.

17. Organizzazione Con il patrocinio di
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