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Nozioni di Climatologia

Nozioni di climatologia attraverso brevi approfondimenti di argomenti che rappresentano le basi della materia. Piccole lezioni di facile comprensione per apprendere rapidamente temi e princìpi legati alle Scienze Climatiche.

La Classificazione Climatica secondo Thornthwaite


La classificazione del Thornthwaite definisce i vari tipi di clima con valori numerici e in base a una logica che ha il suo fondamento nella determinazione dell'Evapotraspirazione e nel suo confronto con la quantità delle precipitazioni. Si tratta dunque di una classificazione quantitativa, basata su valori numerici oggettivi e non sulla distribuzione delle grandi formazioni vegetali, come avveniva nel sistema climatico proposto nel 1931 dallo stesso Thornthwaite; il quale tuttavia afferma, che anche la sua ultima classificazione può essere migliorata, ed esprime il parere che ciò potrà essere fatto quando si avrà la possibilità di pervenire a una più precisa determinazione dell'evapotraspirazione potenziale; egli riconosce inoltre di non aver potuto « collaudare» nel modo dovuto la sua formula nello studio del climi intertropicali e di quelli delle alte latitudini, ma di averne accertato la validità per i climi delle zone temperate. Per queste ultime effettivamente il sistema climatico del Thornthwaite porta a una suddivisione molto precisa dei vari tipi e sottotipi di clima e ciò risulta dal giudizio concorde di un gran numero di ricercatori che lo hanno applicato nei loro studi.
Possiamo rilevare che il Koppen e il Thornthwaite, pur avendoci dato due sistemi profondamente diversi dal punto di vista concettuale, hanno percorso lo stesso cammino nel perfezionare il loro metodo di classificazione dei climi. L'uno e l'altro infatti hanno fornito in una prima fase (il Koppen nel 1900 e il Thornthwaite nel 1931) una classificazione in cui i vari tipi di clima erano determinati empiricamente, con i confini stabiliti soprattutto in base allo studio della distribuzione della vegetazione mentre in seguito sono pervenuti a una definizione più razionale dei climi, determinandone i confini mediante dati numerici relativi ai principali elementi del clima.

 

L'Indice di Continentalità-Oceanicità di Ivanov

L'indice di Ivanov consente di stimare l'influenza Continentale o Oceanica sul territorio mondiale.
Chiaramente, in Italia, i valori massimi raggiunti sia per l'Oceanicità che per la Continentalità rientrano in una forchetta abbastanza ristretta, non essendoci situazioni climatiche vicine a quelle delle regioni che si affacciano sull'Oceano Atlantico o che assomiglino alle steppe Russe.

Indice Ivanov= {[Ea + Eg + 0,25(100-D)] / (0,36y + 14)} * 100

dove:
- Ea = differenza tra la temperatura media del mese più caldo dell'anno e quella del mese più freddo
- Eg = differenza tra la temperatura media annuale delle massime e la temperatura media annuale delle minime
- D = media annuale dell'umidità dell'aria in %
- y = latitudine del luogo



In base all'indice di Ivanow, i vari gradi di Continentalità\Oceanicità vengono così indicati:

CONTINENTALITA' E OCEANICITA' SECONDO IVANOW

Tipo climatico
Valori dell'indice di Continentalità
1 - Estremamente Oceanico
<47
2 - Oceanico
48 - 56
3 - Moderatamente Oceanico
57 - 68
4 - Marittimo
69 - 82
5 - Debolmente Marittimo
83 - 100
6 - Debolmente Continentale
101 - 121
7 - Moderatamente Continentale
122 - 146
8 - Continentale
147 - 177
9 - Fortemente Continentale
178 - 214
10 - Estremamente Continentale
>214
Il Grado di Continentalità di alcune località Italiane
Bolzano
137,1
Sondrio
134,7
Torino
128,2
Milano
127,1
Campobasso
126,0
Roma
123,9
Catania
114,9
Napoli
110,7
Venezia
110,4
Palermo
109,8
Ancona
109,7
Sassari
100,1
Pantelleria
93,6
Livorno
92,7
Gorgona (Li)
80,8


Criteri Generali di Classificazione del Clima

Diverse e spesso discusse sono le metodologie di classificazione del clima, ognuna valida concettualmente ma spesso con carenze dal punto di vista della completezza nell'identificare le differenze salienti tra diverse aree climatiche.

L'Indice di Aridità di De Martonne

La prima formula di questo tipo è quella proposta da R. Lang (1915), il quale ha messo in relazione la piovosità media annua con la temperatura e ha definito questo rapporto «Pluviofattore».
Qualche anno più tardi (1923) E. De Martonne ha cercato di eliminare le incongruenze del pluviofattore di Lang creando il suo « Indice di Aridità »:

A= P / (T+10)

(A = Indice di Aridità; P = precipitazioni dell'anno; T = temperatura media annua).

In base all'indice del De Martonne, i vari gradi di aridità vengono così indicati:

I GRADI DI ARIDITÀ E DI UMIDITÀ SECONDO E. DE MARTONNE

Tipo
Valori dell'indice
1 - Arido estremo
0 - 5
2 - Arido
5 - 15
3 - Semiarido
15 - 20
4 - Subumido
20 - 30
5 - Umido
30 - 60
6 - Perumido
> 60
* deserto; ** steppe circumdesertiche; *** di tipo mediterraneo


Nelle regioni dove sono presenti temperature costantemente elevate vi è una forte perdita di acqua per evapotraspirazione, quindi, anche con precipitazioni relativamente elevate, ben poca acqua rimane a disposizione delle piante o per i processi geomorfologici.
Per questo motivo un totale di 400 mm annui di precipitazioni sono sufficienti in Germania per la coltura del grano, mentre la stessa quantità di pioggia nell'Africa Settentrionale è nettamente insufficiente.
L'indice del De Martonne consente dunque di precisare i vari gradi di aridità e di umidità e quindi anche di esprimere con valori numerici le condizioni ambientali estreme per certi tipi di piante o per certe colture, ed è quindi di grande utilità non solo dal punto di vista del climatologo ma anche da quello del botanico. Esso presenta poi notevole interesse anche per i geomorfologi, perché permette di individuare le regioni in cui l'erosione operata dai corsi di acqua (erosione normale) è sostituita da altre forme di modellamento (azione del vento) e di distinguere le aree del globo in cui lo scorrimento superficiale giunge fino al mare "(zone esoreiche) o si estingue in bacini interni (zone endoreiche) dalle zone che sono del tutto prive di acque correnti (zone areiche).

Nel 1941 il De Martonne è ritornato sul problema dell'espressione numerica dell'aridità, per cercare una formula più efficace e capace di evitare «che l'indice sia all'incirca uguale in due località delle quali una sola presenti una stagione secca, com'è il caso di Parigi e Marsiglia». L'autore ha ritenuto di trovare la soluzione facendo la media aritmetica «fra l'indice annuo (secondo la formula del 1923) e l'indice del mese più arido»:

A= [(P / (T + 10))+ (12p / (t + 10))] / 2

Il Tempo Atmosferico ed il Clima: fattori ed elementi atmosferici e climatici

I fattori atmosferici e quelli climatici sono legati strettamente.
In linea di massima si potrebbe asserire che dalla combinazione dei fattori meteorologici ne possa scaturire una identificazione climatica ben delineata, capace di classificare già in maniera piuttosto completa una località. Non può essere tralasciato però, che i fattori climatici già di per se offrono uno spunto di differenziazione climatica molto importante andando a toccare, con le sue variabili, quella sottile distanza che intercorre tra l'atmosfera e la terra.
Questo concetto e le differenze tra fattori atmosferici e fattori climatici viene spiegato schematicamente nella tabella riportata qui sotto; è facile dedurre come i fattori atmosferici siano più strettamente legati al concetto fisico della libera atmosfera, mentre quelli climatici offrano il collante tra la libera atmosfera e l'identità terrestre.

 

Considerazioni sulla Climatologia Dinamica

Un taglio netto con tutte le concezioni "biocentriche" si ha con lo sviluppo della climatologia dinamica. Le basi di questa branca della climatologia sono state gettate dai climatologi scandinavi (Bergeron, Richtlinien einer dynamische Klimatologie), i quali hanno definito il clima di una data località mediante lo studio statistico delle situazioni meteorologiche interessanti quella data località e l'analisi dinamica dei loro processi evolutivi.
Il Dinies nel 1932 studiò il clima di Francoforte sul Meno non sulla base dei valori medi delle temperature e delle precipitazioni, ma in base alla frequenza relativa e alla successione caratteristica delle masse d'aria che durante un certo periodo avevano interessato quella città.

 

La Classificazione Climatica secondo Koppen (modificata)

Il Koppen ha studiato il problema della classificazione dei climi per quasi cinquanta anni e cioè dal 1884 fino al 1936.
Proprio nel 1936, infatti, apparve il famoso Handbuch der Klimatologie di W. Koppen e R.Geiger, contenente gli ultimi perfezionamenti che il grande climatologo aveva apportato al suo sistema. Sebbene questo presenti anche nell'ultima versione delle lacune e dei difetti, la sua ampia diffusione e le molteplici correzioni ed integrazioni che successivamente altri autori hanno ritenuto di potervi apportare testimoniano della grande importanza che esso ha avuto nel progresso della climatologia.

 

Alcuni criteri di Calcolo della formula di Thornthwaite

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Piccoli accorgimenti concettuali e di calcolo:
Quando P>EP allora AE=EP
Quando P<EP allora AE=[P+(-C.ST)]
D=(EP-AE)
S=(P-EP)
Quando EP>P allora S=0 (zero)

Una volta concluse le operazioni di calcolo per completare tutta la griglia si passa al calcolo degli indici e sottoindici che determinano una evidente precisione anche a livello locale delle varie tipologie climatiche:

PRIMA FASE:

Individuazione Tipo Climatico:

Im = (S-D)/EP*100
il valore che ne scaturisce va confrontato con questa tabella:

  • A - Perumido se Im>100
  • B4 - Umido con Im compreso tra 80 e 100
  • B3 - Umido con Im compreso tra 60 e 80
  • B2 - Umido con Im compreso tra 40 e 60
  • B1 - Umido con Im compreso tra 20 e 40
  • C2 - Subumido con Im compreso tra 0 e 20
  • C1 - Subarido con Im compreso tra -33 e 0
  • D - Semiarido con Im compreso tra -66 e -33
  • E - Arido con Im compreso tra -100 e -66


Individuazione Varietà Climatica:

EP Media Annuale
il valore medio dell'Evapotraspirazione potenziale va confrontato con questa tabella:

  • A' - Megatermico se EP>1440
  • B'4 - Quarto Mesotermico con EP compreso tra 1440 e 997
  • B'3 - Terzo Mesotermico con EP compreso tra 997 e 855
  • B'2 - Secondo Mesotermico con EP compreso tra 855 e 712
  • B'1 - Primo Mesotermico con EP compreso tra 712 e 570
  • C'2 - Secondo Microtermico con EP compreso tra 570 e 427
  • C'1 - Primo Microtermico con EP compreso tra 427 e 285
  • D' - Clima della Tundra con EP compreso tra 285 e 142
  • E' - Clima del Gelo con EP meno di 142


Individuazione Variazioni Stagionali dell'Umidità:

per A, B, C2 si calcola l'indice di aridità con:
Ia=(D/EP)*100
il valore di Ia va confrontato con questa tabella:
  • r - non vi è deficit o è molto piccolo se Ia è compreso tra 0 e 16,7
  • s - deficit moderato in estate con Ia compreso tra 16,7 e 33,3
  • w - deficit moderato in inverno con Ia compreso tra 16,7 e 33,3
  • s2 - forte deficit in estate con Ia più alto di 33,3
  • w2 - forte deficit in inverno con Ia più alto di 33,3

per C1, D, E si calcola l'indice di umidità con:
Iu=(S/EP)*100
il valore di Iu va confrontato con questa tabella:

  • d - non vi è eccedenza o è molto piccola se Iu è compreso tra 0 e 10
  • s - moderata eccedenza in estate con Iu compreso tra 10 e 20
  • w - moderata eccedenza in inverno con Iu compreso tra 10 e 20
  • s2 - forte eccedenza in estate con Iu più alto di 20
  • w2 - forte eccedenza in inverno con Iu più alto di 20


Individuazione CEET Concentrazione Estiva Efficienza Termica:

CEET=(Sommatoria EP mesi estivi giu,lug,ago/EP Tot)*100
il valore di CEET va confrontato con questa tabella:

  • a' - con CEET minore di 48,0
  • b'4 - con CEET compreso tra 48,0 e 51,9
  • b'3 - con CEET compreso tra 51,9 e 56,3
  • b'2 - con CEET compreso tra 56,3 e 61,6
  • b'1 - con CEET compreso tra 61,6 e 68,0
  • c'2 - con CEET compreso tra 68,0 e 76,3
  • c'1 - con CEET compreso tra 76,3 e 88,0
  • d' - con CEET superiore di 88,0


SECONDA FASE:

Adesso, una volta raggiunta l'individuazione della Formula Climatica possiamo conoscere con dettaglio il clima della località in questione...
Esempio:
I dati di Viareggio(LU), che si riferiscono alla tabella sopraindicata, hanno riscontrato:

Im=25,4 quindi è racchiuso nel Tipo Climatico B1 - Umido
EP Media Annuale = 796 quindi è racchiusa nella Varietà Climatica B'2 - Secondo Mesotermico
Facendo parte della Varietà Climatica B si calcola Ia e non Iu:
Ia=18,2 quindi è racchiusa nella Variazione Stagionale s - deficit moderato in estate
CEET=48,5 quindi racchiuso nell'efficienza termica estiva b'4

La Formula di Thornthwaite per Viareggio risulta quindi: B1 B'2 s b'4 o meglio Umido Secondo Mesotermico con deficit moderato in estate.

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