MAURIZIO SAVINA

Nel corso degli ultimi decenni l’accoppiamento tra suolo ed atmosfera ha acquisito un ruolo di primaria importanza nell’ambito delle scienze ambientali, in quanto un progresso nella ricerca in questo campo può fornire importanti contributi nella comprensione dei fenomeni meteorologici e dei processi idrologici. Questo lavoro si propone come contributo alla ricerca scientifica nell’indagare l’effettiva esistenza e l’entità del legame tra le condizioni di umidità del suolo e l’innesco di fenomeni di pioggia nel periodo estivo, quando le condizioni energetiche dell’atmosfera sono tali da massimizzare l’interazione con la superficie terrestre. Questo studio prende spunto da due recenti pubblicazioni, entrambe degli studiosi Findell ed Eltahir, che proposero un modello previsionale mirato ad individuare l’esistenza di un feedback, tra precipitazione ed umidità del suolo, in funzione delle condizioni atmosferiche di prima mattina. Il lavoro qui proposto analizza cinque stazioni di misura situate in cinque stati nella zona centrale degli Stati Uniti d’America (Illinois, Kansas, Missouri, Nebraska e Ohio). Da esse sono state acquisite le serie storiche dei dati di radiosondaggio atmosferico e altezza di pioggia oraria.. Si sono anche adottati dati di umidità del suolo a scala giornaliera, calcolati per regioni climatiche omogenee presso il Dipartimento di Agricoltura statunitense. Il periodo di osservazione dei dati utilizzati è mediamente pari a trenta anni. Gli eventi di pioggia sono stati raggruppati in diverse categorie con simili caratteristiche di risposta alle condizioni del suolo, grazie a due diversi schemi di classificazione, in funzione di parametri atmosferici (i.e. Convective Triggering Potential, Convective Available Potential Energy, Convective Inhibition, Humidity Index modificato). Si è quindi indagata l’esistenza di feedback per mezzo di tre categorie di strumenti statistici applicati a ciascuna tipologia di pioggia individuata, in funzione delle precedenti condizioni di umidità del suolo. Due di essi sono analisi regressive lineari (regressione lineare generalizzata e regressione lineare robusta), mentre il terzo (test di uniformità valutato sulle statistiche di Cramér-von Mises e Kolmogorov) permette di individuare anche comportamenti non lineari. I risultati ottenuti mostrano una buona attendibilità del modello di Findell ed Eltahir, ma sottolineano una marcata variabilità della risposta sia a livello interannuale che infrastagionale (valutata su tutti gli anni a disposizione). In aggiunta, va evidenziato come il fenomeno di autocorrelazione delle piogge, dovuto a forzanti atmosferiche di grande scala, giochi un ruolo preponderante che rende difficoltosa l’individuazione del vero feedback presente tra umidità del suolo e fenomeni convettivi locali.