L’approccio territoriale al bilancio idrico negli scenari di cambiamento climatico: il software CRITERIA ed il progetto Agroscenari Fausto Tomei , Giulia Villani, Rodica Tomozeiu, William Pratizzoli, Vittorio Marletto Giornate di Studio: “Un approccio integrato allo studio dei flussi di massa e di energia nel sistema suolo-pianta-atmosfera: esperienze e prospettive di applicazione in Sicilia” Palermo, 1-2 dicembre 2010 Regione Siciliana Servizio Informativo Agrometeorologico Siciliano Centro Studi di Economia applicata all'Ingegneria
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Palermo, 1-2 dicembre 2010 L’approccio cambiamento climatico: … · suolo-pianta-atmosfera: esperienze e prospettive di applicazione in Sicilia ” Palermo, 1-2 dicembre 2010 Regione
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L’approccio territoriale al bilancio idrico negli scenari di cambiamento climatico: il
software CRITERIA ed il progetto Agroscenari
Fausto Tomei, Giulia Villani, Rodica Tomozeiu, William Pratizzoli, Vittorio Marletto
Giornate di Studio:“Un approccio integrato allo studio dei flussi di massa e di energia nel sistema
suolo-pianta-atmosfera: esperienze e prospettive di applicazione in Sicilia”Palermo, 1-2 dicembre 2010
RegioneSiciliana Servizio Informativo
Agrometeorologico Siciliano
Centro Studi di Economia applicata all'Ingegneria
Progetto AgroScenariScenari di adattamento dell’agricoltura italiana ai cambiamenti climatici
Ruolo di Arpa Simc – Emilia‐RomagnaLinea di ricerca 1 ‐ Acquisizione, calibrazione e downscaling di
scenari climatici futuri a livello localeProdurre scenari regionalizzati di cambiamento climatico 2021‐2050
Linea di ricerca 5 ‐ Irrigazione e cambiamenti climaticiDefinire strategie di adattamento focalizzate sull’irrigazione per colture arboree,
erbacee e orticole
Colture ad oggi analizzateActinidia in Romagna (area di Faenza)
Pomodoro in Val Padana (area di Piacenza)
http://www.agroscenari.it/
Simulazioni di impatto agronomico: catena modellistica
Tomei F., Villani G., Pavan V., Pratizzoli W. and Marletto V. (2009) Report on the quality of seasonal predictions of wheat yield and irrigation needs in Northern Italy. Ensembles Project, 6th Eu R&D Framework Programme, Research Theme 6, Assessments of Impacts and Climate Change, available as Deliverable 6.22 from http://ensembles‐eu.metoffice.com
Cambiamento climatico
• cambiamenti nel valore medio (1)• cambiamenti nella varianza (2)
(2)(1)
Pro
babi
lity
of o
ccur
renc
e
scenario A1B - prevede unbilancio fra tutte le fonti(dove per bilancio siintende una non eccessivadipendenza da nessun tipoparticolare di fonteenergetica- IPCC-AR4)
Scenario di emissione: A1B
Progetto Agroscenari: linea di ricerca 1
• Dataset predittandi: analisi UCEA, presenza dati: 1951-2009 • Clima di riferimento : 1961-1990• Scenario: 2021-2050
Berlin(Germany) 3.75°×3.75° ECHAM4 (T30L39) HOPE-G (T42 with
equatorial refinement, L20)
METO-HC (HADGEM1)
Met Office's Hadley Centre (UK)
1.875°×1.875° HadGAM1( includes land and river routing components)
HadGOM1( includes sea ice components)
IPSL-CM4 Inst.Pierre Somon Laplace (France)
3.75°×3.75° LMDZ (96x72x19) OPA8.2
ECHAM5 MPI OM Max-Planck Institute(Germany)
1.875°×1.875° ECHAM5.2.02 (T63L31)
MPI-OM Vers. 1.0 (GR1.5L40)
Modello statistico di downscaling (SD)
Oristano
Destra Sele
Beneventano
Marche
Faenza
Val Padana
Progetto Agroscenari: aree di studio
Weather Generator ‐ input
Variable code Input data of WG Unit Tmax mean of maximum temperature °C Tmin mean of minimum temperature °C Txsd standard deviation of maximum temperature °C Tnsd standard deviation of minimum temperature °C Prcp mean of total precipitation mm Fwet fraction of wet days - Tdw difference between maximum temperatures on dry and wet
days °C
Richardson, C. W., and Wright, D. A. (1984). WGEN: A model for generating daily weather variables. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Research Service, ARS‐8, 83 pp.
Stöckle, C.O., Campbell, G.S., and Nelson, R. (1999). ClimGen manual. Biological Systems Engineering Department, Washington State University, Pullman, WA. 28 pp.
Dati meteorologici giornalieriDati meteorologici giornalieri
Temperature massimeTemperature minimePrecipitazioni
Criteria BdP ‐ input
Criteria at a glance
Bittelli, M., Tomei, F., Pistocchi, A., Flury, M., Boll, J., Brooks, E.S., Antolini, G. (2010) Development and testing of a physically based, three‐dimensional model of surface and subsurface hydrology, Advances in Water Resources, 33 (1), 106‐122.
• Water balance: numerical model (based on Richard’s equation) and
empirical model
• Crop and roots growth model
• Water stress and irrigation
• Crop yield: integrated with Wofost 7.1 for wheat
• Evaluation functions (potential and actual ET, capillary rise…)
• Nitrogen model (adaptation to LEACHM and SOILN model) in
progress
Criteria BdP – pagina web
Il software e il manuale sono disponibili alla pagina web:http://www.arpa.emr.it/dettaglio_documento.asp?id=708&idlivello=64
De Lorenzi F., Bonfante A., Tomozeiu R., Patanè C., Villani G., Basile A., Tomei F., Menenti M. (2010). Il segnale climatico sulle produzioni: interrelazioni tra strategie irrigue e risposte delle cultivars. Atti del Congresso Nazionale della SocietàItaliana di Agronomia (SIA), Roma. 20-22 Settembre 2010.
Il cambiamento climatico in attovariazione di precipitazione cumulata stagionale 1991‐2008 vs 1961‐1990
Study area mosaic: NIGERIASAT-1 (21/02/2010) + UK-DMC (25/02/2010)Black area: clouds still presentVector: Reclamation consortia
Progetto ColtClassificazione delle colture in atto tramite TelerilevamentoBilancio idrico territoriale con immagini da satellite
ANZOLA DELL'EMILIA
ARGELATOBARICELLA
BAZZANO
BENTIVOGLIO
BOLOGNA
BORGO TOSSIGNANO
BUDRIO
CALDERARA DI RENO
CASALECCHIO DI RENO
CASALFIUMANESE
CASTEL D'AIANO
CASTEL GUELFO DI BOLOGNA
CASTEL MAGGIORE
CASTEL SAN PIETRO TERME
CASTELLO D'ARGILE
CASTELLO DI SERRAVALLE
CASTENASOCRESPELLANO
CREVALCORE
DOZZA
FONTANELICE
GALLIERA
GRANAROLO DELL'EMILIA
GRIZZANA
IMOLA
LOIANO
MALAMBERTO
MONTE S. PIETRO
MARZABOTTO
MEDICINA
MINERBIO MOLINELLA
MONTERENZIO
MONTEVEGLIO
MONZUNO
MORDANO
OZZANO DELL'EMILIA
PIANORO
PIEVE DI CENTO
SALA BOLOGNESE
SAN GIORGIO DI PIANOSAN GIOVANNI IN PERSICETO
SAN LAZZARO DI SAVENA
SAN PIETRO IN CASALE
SANT'AGATA BOLOGNESE
SASSO MARCONISAVIGNO
VERGATO
ZOLA PREDOSA
ARGENTA
CENTO
FERRARAFOMIGNANA
MASI TORELLO
M
MIRABELLO
POGGIO RENATICO
PORTOMAGGIORE
SANT'AGOSTINO
TRESIGALVIGARANO MAINARDA
VOGHIERA
BASTIGLIABOMPORTO
CAMPOSANTO
CASTELFRANCO EMILIA
RANGONE
DI MODENA
CAVEZZO FINALE EMILIA
UIGLIA
O SUL PANARO
MEDOLLA
TESE
NONANTOLA
RAVARINO
SAN CESARIO SUL PANARO
SAN FELICE SUL PANARO
SAN PROSPERO
SAVIGNANO SUL PANARO
SPILAMBERTO
VIGNOLA
ZOCCA
BAGNARA DI ROMAGNA
CASTEL BOLOGNESE
CONSELICE
FAEN
MASSA LOMBARDA
RIOLO TERME
SANT'AGATA SUL SA
SOLAROLO
Criteria
H2O - Irrigazione (mm)Conduzione Colturale:Storia della particella
01/06/2010 - 30/08/2010
0 40 80 120 160 200 240 280
Gallo A., Pratizzoli W., Spisni A., Mariani C., Pavan V., Villani G., Tomei F., Marletto V. (2010). Possibile la stima precoce delle esigenze irrigue estive. Rivista Agricoltura Novembre 2010, pp. 82‐83
Irrigazione
Progetto Colt
Bibliografia− De Lorenzi F., Bonfante A., Tomozeiu R., Patanè C., Villani G., Basile A., Tomei F., Menenti M. (2010). Il segnale climatico
sulle produzioni: interrelazioni tra strategie irrigue e risposte delle cultivars. Atti del Congresso Nazionale della SocietàItaliana di Agronomia (SIA), Roma. 20‐22 Settembre 2010.
− Spisni A., Pratizzoli W., Tomei F., Mariani M.C.; Villani G., Pavan V., Tomozeiu R.,Marletto V. (2010). Forecasting seasonalwater needs under current and future climate. Atti del Simposio di European Space Agency (ESA), Bergen. 27 Giugno‐2 Luglio 2010.
− Tomei F., Pavan V., Antolini G., Marletto V., Villani G., Ventura F. (2008). Seasonal weather predictions and crop modellingfor wheat yield forecasting in Northern Italy. Multi‐functional agriculture ‐ Agriculture as a Resource for Energy and Environmental Preservation. Atti del Congresso internazionale ESA (European Society of Agronomy), Bologna. 15‐19 Settembre 2008.
− Tomei F., Villani G., Pavan V., Marletto V. (2009). Previsioni meteorologiche stagionali e modelli colturali per la previsione di resa del frumento in Emilia‐Romagna. Clima e agricoltura, strategie di adattamento e mitigazione. Atti del Congresso nazionale AIAM (Associazione Italiana di Agrometeorologia), Sassari. 15‐17 Giugno 2009.
− Tomei F., Villani G., Pavan V., Pratizzoli W., Marletto V. (2009). Report on the quality of seasonal predictions of wheat yield and irrigation needs in Northern Italy. Ensembles Project, 6th Eu R&D Framework Programme, Research Theme 6, Assessments of Impacts and Climate Change.
− Tomei F., Antolini G., Tomozeiu R., Pavan V., Villani G. and Marletto V. (2010). Analysis of precipitation in Emilia‐Romagna(Italy) and impacts of climate change scenarios. Atti del Workshop internazionale di Statistics in hydrology Working Group(STAHY‐WG), Taormina. 23‐25 Maggio 2010.
− Tomozeiu R., Tomei F.,Villani G., Pasqui M. (2010). Climate change scenarios of temperature and precipitation over fiveItalian regions for the period 2021‐2050 obtained by statistical downscaling models. Atti del Congresso europeo di EuropeanMeteorology Society (EMS), Zurich.13‐17 Settembre 2010.
− Villani G., Tomozeiu R.,Tomei F., Marletto V. (2010). Scenari di cambiamento climatico e loro impatto sull’agricoltura irrigua romagnola. Agrometeorologia nella gestione integrata dei sistemi agro‐forestali e dell’ambiente. Atti del Congresso nazionale AIAM (Associazione Italiana di Agrometeorologia), Bari. 9‐10 Giugno 2010.
ARPA Servizio Idro Meteo ClimaArea agrometeorologia, territorio e clima
www.arpa.emr.it/sim
Il gruppo: G. Antolini, L. Botarelli, V. Marletto, A. Pasquali, V. Pavan, W. Pratizzoli, R. Renati, F. Tomei, R. Tomozeiu, G. Villani,