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PROJET CIBLE CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET AGRICULTURE "CLIMAGRI"

SOUS-PROJET 1
Analyses climatiques et scénarios futurs

THÉMATIQUE 1.1
Acquisition, examen critique et analyse des séries chronologiques italiennes pour l’étude des variations du climat

RESPONSABLE DE LA RECHERCHE
M. Maurizio Maugeri
Institut de physique générale appliquée (Université des études de Milan)


FINALITÉ DE LA RECHERCHE
Les résultats du récent projet spécial CNR «Reconstruction du climat de la zone méditerranéenne dans le passé» et la prise de conscience actuelle de la communauté scientifique sur le rôle essentiel des problématiques concernant l’homogénéité et sur le caractère exhaustif des séries chronologiques des données météorologiques font penser que l’étude des variations du climat italien ait aujourd’hui comme facteur limitatif la qualité et la disponibilité des données.

Dans ce contexte la recherche se propose une phase initiale d’acquisition, d’examen critique et d’homogénéisation des données. Cette phase permettra d’un côté d’accroître aussi bien par le nombre de séries que par le nombre de paramètres les archives UCEA des séries chronologiques ultra séculaires des données météorologiques et de l’autre elle consentira d’homogénéiser les données. L’homogénéisation sera effectuée en utilisant les informations liées à l’histoire des stations et de méthodes statistiques. Lorsque la phase d’homogénéisation des données sera conclue, les archives seront constituées avec des séries initiales de fiches spécifiant l’histoire de chaque station et avec des séries homogénéisées.


BUT DE LA RECHERCHE
Une fois conclue la révision des données, on passera à l’analyse avec les buts suivants :
  • Calcul des séries moyennes des zones par températures (minimales, moyennes, maximales), précipitations et pressions de 1865 à aujourd’hui et analyse de ces séries. Ces séries moyennes seront représentatives de zones italiennes climatiquement homogènes et elles auront une résolution temporelle mensuelle.
  • Mise en évidence de tendances, cycles et «change points» pour tous les paramètres à considérer pour une évaluation des changements climatiques possibles;
  • Comparaison entre les développements observés sur échelle nationale et ceux concernant des zones plus vastes et analyse des caractéristiques italiennes.
  • Vérification pour l’Italie, de certaines tendances émergées récemment dans la littérature internationale, comme la réduction de l’amplitude thermique journalière et l’augmentation de l’intensité des précipitations;
  • Extension des résultats précédents à une période plus longue (200-250 ans) pour des sites d’intérêt particulier.


DESCRIPTION DE LA RECHERCHE ARTICULÉE SUR TROIS ANS

PREMIÈRE ANNÉE
L’activité de la première année comprendra essentiellement la collecte des informations et la mise en place des données. Dans ce contexte on passera à la collecte des informations nécessaires pour reconstruire «l’histoire» de toutes les séries qui seront utilisées dans le projet. Cette recherche sera effectuée grâce à une analyse systématique des annales des données et des recherches publiées de 1865 à travers l’étude de la correspondance échangée entre l’Ufficio Centrale et chaque station. De plus, on effectuera des recherches à la bibliothèque UCEA et dans d’autres bibliothèques et d’archives pour examiner des monographies ou des bulletins locaux fournissant des renseignements utiles. Les informations relevées permettront de réaliser des fiches d’information dans lesquelles seront indiquées, station par station, toutes les informations qui peuvent être nécessaires pour évaluer l’homogénéité des données. Compléter les données consistera d’une part dans l'intégration dans les archives UCEA de 12 nouvelles séries thermo-pluviométriques qui seront récupérées des projets précédents, d’annales de données météorologiques et de littérature scientifique et d’autre part dans la résolution mensuelle, de toutes les 26 séries chronologiques séculières thermo-pluviométriques des archives UCEA. En excluant les séries récupérées des projets précédents, cette activité consiste essentiellement dans la digitalisation des données. Les données seront récupérées principalement dans les annales (Meteorologia Italiana, Annali dell’Ufficio Centrale di Ecologia Agraria ed Annali del Servizio Idrografico) et les fiches originelles conservées dans les archives UCEA seront utilisées seulement de temps en temps.


DEUXIÈME ANNÉE
L’activité de la deuxième année consistera dans la conclusion de la collecte des données et dans leur homogénéisation. Dans ce contexte on procèdera à la résolution journalière de 10 séries de données thermo-pluviométriques. Parmi elles, certaines peuvent remonter jusqu’à la fin du XVIIIe siècle, d’autres commenceront dans les dernières décennies du XIXe siècle. L’activité de réalisation de la base de données comprendra aussi la récupération de données de pression (moyennes mensuelles) pour cinq séries. Même cette série consiste essentiellement dans la digitalisation des données. Cette phase prévoit toutefois la résolution journalière qui comportera une utilisation majeure des fiches conservées dans les archives UCEA.

L’homogénéisation sera effectuée aussi bien sur la base des fiches concernant l’histoire de chaque station que par des méthodes statistiques basées sur la comparaison entre différentes séries. Elle se basera sur les méthodologies déjà utilisées pour le projet «Reconstruction du climat de la zone méditerranéenne dans le passé». Une fois que cette phase sera conclue, les données manquantes seront analysées avec des méthodes statistiques et on disposera d’un data-base final. Il sera constitué par des séries complètes et homogènes. Les archives finales comprendront aussi les séries initiales et les fiches d’information de chaque station.

On calculera enfin les séries moyennes (résolution mensuelle) qui caractérisent des zones italiennes climatiquement homogènes pour les températures (minimales, moyennes et maximales), précipitations et pressions de 1865 à aujourd’hui.


TROISIÈME ANNÉE
L’activité de la troisième année consiste dans l’analyse des données prédisposée dans les deux premières années de recherche avec les objectifs suivants:
  • Evaluation du mouvement des températures (minimales, moyennes, maximales), des précipitations et pressions mensuelles aussi bien pour chaque station que pour les séries des zones obtenues en faisant la moyenne des groupes des stations. L’évolution du climat dans les différentes zones du territoire national sera ainsi mise en évidence. L’analyse des données sera développée pour la mise en évidence de tendances, cycles et «changes points». Elle se basera sur les méthodes couramment utilisées par la littérature scientifique la plus récente.
  • Etude des corrélations entre les mouvements des températures, précipitations, pressions observées pour l’Italie et ceux relevés sur des zones plus vastes.
  • Analyse du rôle des facteurs forçant externes (constante solaire) et internes (gaz à effet de serre, éruptions volcaniques, ENSO [Oscillation Australe de El Niño], NAO [Oscillation Nord Atlantique] etc.) sur les développements observés;
  • Etude de l’évolution du comportement des précipitations journalières de certaines stations pour vérifier si des tendances qui peuvent être observées sont en acte dans l’intensité des précipitations.
  • Etude du développement de l’amplitude thermique journalière pour vérifier si la tendance émergée récemment dans la littérature internationale vers la réduction de l’amplitude thermique journalière est présente en Italie aussi.

RÉSULTATS ATTENDUS AU COURS DE LA PREMIERE ANNÉE
  • Recherche des informations nécessaires pour reconstruire l’ «histoire» de toutes les séries qu’il faut utiliser dans le projet. Ces informations seront synthétisées dans des fiches d’information où seront indiquées, station par station, toutes les informations essentielles pour évaluer l’homologation des données;
  • Réalisation, avec résolution mensuelle, de toutes les 26 séries chronologiques séculières thermo-pluviométriques des archives UCEA;
  • Inclusion dans les archives UCEA des 12 nouvelles séries thermo-pluviométriques qui seront récupérées des projets précédents, des annales, des données météorologiques et de la littérature scientifique.

ASPECTS INNOVATEURS
Un premier aspect innovateur de la recherche est qu’elle prévoit une longue phase d’évaluation critique d’homogénéisation des données. Cette activité n’avait pas été effectuée lors de la réalisation des archives UCEA des séries ultra séculières puisque la communauté scientifique n’a pleinement compris le rôle essentiel de cette phase de préparation des données que très récemment.

D’autres aspects innovateurs sont liés à l’analyse de paramètres qui ont été étudiés jusqu’à présent de façon très irrégulière en Italie. Il s’agit de: moyennes mensuelles des pressions et des températures minimales et maximales journalières (et de l’amplitude thermique journalière) et des valeurs journalières de la température et des précipitations.

Un dernier aspect innovateur est l’utilisation de techniques d’analyses qui, bien qu’elles aient été déjà utilisées dans d’autres domaines, n’ont jamais été appliquées aux séries chronologiques italiennes.


RETOMBÉES TECHNICO-SCIENTIFIQUES/ÉCONOMICO-SOCIALES
Une première et immédiate retombée du projet concerne le milieu scientifique. Aujourd’hui la communauté scientifique exige fortement de pouvoir disposer de données crédibles pour la zone méditerranéenne puisque les informations concernant cette zone sont beaucoup plus limitées par rapport à celle des autres zones européennes.

Les données italiennes sont très importantes parce qu’elles représentent la base qui sert à comprendre les variations du climat de cette zone dans son évolution présente sur une échelle spatiale plus grande et pour vérifier si elle présente des comportements particuliers.

La mise en évidence des particularités d’une certaine zone géographique est très importante car la confiance des évaluations sur l’évolution du climat que l’on peut obtenir avec l’utilisation de modèles de circulation générale présente une réduction drastique avec la diminution de l’échelle spatiale. En définitive, les résultats de la recherche pourront être utilisés pour obtenir des évaluations toujours plus crédibles sur l’évolution du climat italien et plus généralement de la zone méditerranéenne dans un futur proche. Ces évaluations ont une importance économico-sociale particulière dans les zones plus exposées aux risques climatiques de différente nature (événements extrêmes).


BIBLIOGRAPHIE ESSENTIELLE
  • Maugeri, M., Nanni, T., 1998: Surface air temperature variations in Italy: recent trends and an update to 1993. Theor. Appl. Climatol., 61, 191-196.
  • Buffoni, L., Maugeri, M., Nanni, T., 1999: Precipitation in Italy from 1833 to 1996. Theor. Appl. Climatol., 63, 33-40.
  • Brunetti, M., Buffoni, L., Mangianti, F., Maugeri, M., Nanni, T., 2000: Urban heat island bias in average northern and central-southern Italian air temperature series. Il Nuovo Cimento, 23C, 423-431.
  • Brunetti, M., Buffoni, L., Maugeri, M., Nanni, T., 2000: Trends of minimum and maximum daily temperatures in Italy from 1865 to 1996. Theor. Appl. Climatol., 66, 49-60.
  • Brunetti, M., Mangianti, Maugeri, M., Nanni, T., 2000: Climate variation in Italy from 1866 to 1995. World Resources Review, 12, 31-43.
  • Brunetti, M., Maugeri, M., Nanni, T., 2000: Variations of temperature and precipitation in Italy from 1866 to 1995. Theor. Appl. Climatol., 65, 165-174.
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