Le temperature, sia le minime, le medie e le massime, sono state le grandi protagoniste per buona parte delle regioni centro-meridionali del Mediterraneo nelle scorse settimane. In concomitanza con le intense ondate di caldo delle scorse settimane, l'organizzazione meteorologica mondiale ha convalidato il record europeo di temperatura massima (+48.8 °C) misurato a Siracusa dell'11 agosto 2021.
Infine, dopo un lungo e complesso processo di analisi, l'Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO) ha validato la temperatura misurata alla stazione di Siracusa (Servizio Informativo Agrometeorologico Siciliano, SIAS) l'11 agosto 2021: i +48.8 °C rappresentano quindi il nuovo record ufficiale di temperatura massima sia per l'Italia che l'intera Europa.
Parlando di temperature, per fare un po' di ordine nelle idee, vi proponiamo oggi un articolo apparso di recente su "Climalteranti", un sito/blog di formazione e discussione sul tema dei cambiamenti climatici, uno dei punti di riferimento per il reperimento di informazioni, documenti e notizie a proposito dei cambiamenti climatici in lingua italiana.
Nelle ultime settimane notizie da varie parti del mondo riportano di temperature elevate, molto elevate. Niente di nuovo, il tutto è coerente con il processo di riscaldamento globale: un costante aumento delle temperature comporta anche un aumento della frequenza dei valori più estremi.
Spesso non c’è molta chiarezza su cosa siano e come vengano misurati i dati di temperatura citati da quotidiani, televisioni e social media, comunicati da agenzie meteorologiche o da istituti scientifici. Proviamo a fare un po' di ordine.
Quando si parla della temperatura di un luogo si intende generalmente la temperatura dell’aria vicino alla superficie del suolo. I protocolli di misura stabiliscono di misurarla tra 1.25 (per esempio MetOffice) e 2 metri dal suolo (per esempio MeteoSvizzera), con sensori classicamente montati in capannine di misura (i cosiddetti Stevenson Screen) dislocate in varie parti delle città e dei territori. Negli ultimi anni si sono diffusi sensori elettronici più moderni (il più comune è la cosiddetta Pt100, termoresistenza al platino da 100 Ohm), racchiusi in piccoli schermi ventilati naturalmente, e connessi con un data logger trasmettitore, che si possono collocare direttamente all’esterno, senza bisogno di capannina. In entrambi i casi, il sensore (il termometro) deve essere posizionato in modo da essere sempre riparato dalla radiazione solare, per non rimanere surriscaldato da essa. Le modalità di schermatura rispondono a criteri rigidi dettati dall’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO) che riguardano anche la natura della superficie che circonda la capannina, o dello schermo. Inoltre, la capannina o lo schermo debbono essere rigorosamente bianchi, in maniera da riflettere il più possibile la radiazione solare. E le norme WMO prevedono anche che il suolo sia inerbito, con erba bassa.
Normalmente, quando un meteorologo menziona le temperature “al suolo”, intende questo tipo di misura, ovvero la temperatura in aria a circa 1.5 m- 2.0 m sopra il suolo. Tutte queste misure sono puntuali, e inevitabilmente dipendono da dove è posizionato il termometro; il lavoro dei climatologi è proprio quello di valutare con attenzione le serie storiche di questi dati, che mostrano un’inequivocabile tendenza all’aumento, più o meno accentuato a seconda delle zone, eliminando o correggendo possibili “artefatti” che possono influire sulla precisione della tendenza (che, ai fini climatologici, è più importante del valore assoluto).
Si considera la temperatura dell’aria a 1.5 m sopra il suolo, e non ad esempio a 50 o 100 metri sopra il suolo, perché è a livello del suolo che vive la stragrande maggioranza degli esseri umani.
Sono queste le temperature che vengono utilizzate per stabilire quanto caldo c’è in un dato luogo. I dati delle stazioni amatoriali non sempre rispettano la norma WMO.
Per la misurazione della temperatura e dell’umidità dell’aria MeteoSvizzera utilizza lo strumento Thygan del produttore svizzero Meteolabor SA. Il termometro-igrometro ventilato, posizionato sopra un prato verde di almeno 100 m2 ad un'altezza di 2 metri permette misurazioni molto precise e si presta per essere utilizzato anche in condizioni meteorologiche estreme in altitudine. La temperatura è misurata mediante une termocoppia in rame-costantana e l’umidità dell’aria mediante uno specchio per punto di rugiada. Lo specchio integrato nell’igrometro è raffreddato finché l’umidità presente sulla sua superficie non condensa. La temperatura dello specchio in quel momento definisce la temperatura del punto di rugiada. L’umidità relativa viene in seguito calcolata.
I due sensori bianchi indicati nella figura misurano la temperatura dell’aria appena sopra la superficie del suolo e a 5 cm dal terreno mediante termometri a resistenza di platino (PT100). I valori rilevati sono indicativi del pericolo di gelo e sono utili all’agricoltura e per la valutazione delle condizioni stradali. In estate, durante le giornate soleggiate e ancora di più in caso di terreno secco, questo valore è molto più alto rispetto alla temperatura misurata a 2 metri.
Questo tipo di temperatura, derivato dalle misurazioni satellitari e non misurato in modo "diretto" con un termometro, è denominata “temperatura di radiazione”. Questo valore è disponibile anche ai meteorogi di MeteoSvizzera, ma non viene utilizzato e divulgato: le altre reti di misura citate sopra rimangono il riferimento principale. Queste temperature invece sono molto importanti per quanto riguarda la nuvolosità, per numerose applicazioni di meteorologia per l'aviazione e previsione a corto termine per fenomeni violenti, per esempio i temporali.
Il termine "temperatura di radiazione" deriva dal modo in cui viene misurata. Questa temperatura è stimata sulla base della radiazione infrarossa emessa dal suolo. Infatti, ogni corpo a temperatura superiore a 0 Kelvin (-273.15 °C) emette radiazione elettromagnetica, secondo la nota legge di Stefan-Boltzmann).
Come descritto nel capitolo precedente, nelle ore centrali di una giornata calda, la temperatura del suolo è generalmente maggiore (spesso molto maggiore) della temperatura dell’aria a 2 metri, tanto più nel caso di un giorno soleggiato o di suolo non ombreggiato. In una giornata fredda, invece, se l’aria si riscalda più velocemente, può accadere che il suolo abbia una temperatura inferiore a quella dell’aria sovrastante (e questo genera il fenomeno dell’inversione termica nel sottile strato di aria tra il suolo e 2 m). La temperatura dell’asfalto alle ore 14 di un giorno soleggiato può superare tranquillamente i 60 °C e magari arrivare anche a 80 °C se l’asfalto è molto scuro. Quella di un campo con erba alta poco distante è invece nettamente inferiore, anche perché l’erba traspira (se c’è sufficiente umidità nello strato delle radici) e mantiene bassa la propria temperatura superficiale, per lo stesso fenomeno per cui noi, sudando, abbassiamo la temperatura corporea, mantenendola vicina ai 37 °C. Durante le notti serene, accade molto spesso che il suolo abbia invece una temperatura inferiore a quella dell’aria sovrastante, perché il terreno si raffredda rapidamente irraggiando radiazione infrarossa verso l’alto.
I dati di temperatura della superficie del suolo sono disponibili grazie alle elaborazioni dei dati da satellite, che misurano la radiazione emessa dalla superficie terrestre. Pur se nessun sensore collocato su satellite ha una risoluzione sufficiente da riuscire a dettagliare le temperature delle singole strade, alcuni satelliti possono fornire le temperature di un grande spiazzo asfaltato in una città, o anche solo di grandi estensioni di tetti. Non sorprende quindi che si riescano a rilevare con i satelliti temperature della superficie superiori a 50 °C.
Per esprimere il dato della temperatura del pianeta si usano combinazioni dei dati delle stazioni meteorologiche della superficie dell’aria sopra la terra ferma e della superficie dell’aria sopra gli oceani (in alcuni casi particolari si usa direttamente la temperatura superficiale dell’acqua degli oceani, che è strettamente legata alla temperatura dell’aria sovrastante). Ad esempio, la serie della NASA GISTEMP v4 unisce i dati delle stazioni meteorologiche sulla terraferma (NOAA GHCN v4) con quelli ERSST v5 per le aree della superficie terrestre coperte da oceani.
Spesso i grafici o le mappe delle temperature (per esempio Fig. 4) riportano non la temperatura media ma l’anomalia della temperatura, ossia la differenza tra il dato istantaneo o mediato su tempi brevi non climatici (giorni, mesi o anni) e la media dello stesso dato su un periodo climatico di riferimento (normalmente lungo un trentennio). Per cui, se in una data località il valore medio del 2022 è risultato di 22.2 °C, e la media sul trentennio 1991-2020 nella stessa località è stata di 20 °C, l’anomalia media annua in tale località risulta di 2.2 °C. L’uso delle anomalie, al posto delle temperature assolute, permette un migliore confronto fra il riscaldamento che si verifica in zone diverse del pianeta, anche perché l’anomalia risente molto meno della quota in cui si è svolta la misura, rispetto al valore termico assoluto; quindi le anomalie delle singole stazioni possono essere elaborate (ad esempio mediate tra di loro) permettendo di calcolare l’anomalia della temperatura media su un territorio.