Distribuzioni di probabilità di t_m giornaliera

[Ghiaccio96]

A sinistra della linea verticale abbiamo giornate potenzialmente nevose (con probabilità di avere una temperatura media giornaliera inferiore a 1 grado). Alla macchieta stiamo parlando di una probabilità del 3-5% per gennaio, siamo al 7-8% per febbraio. Vuol dire che se il clima della macchieta è quello degli ultimi 11 anni, allora vede mediamente un giorno di neve all'anno in gennaio e due giorni di neve a febbraio.
Ci sono altre due considerazioni da fare: la prima, di cui parlavo anche sopra, è che questa probabilità andrebbe convoluta con quella di avere una giornata con accumulo di pioggia tale che se fosse neve imbiancherebbe, quindi direi almeno 3 mm. La convoluzione è una probabilità sicuramente ancora più bassa, anche se magari non di molto, ma per gennaio si scende sotto la soglia di 1 nevicata all'anno di media.

La seconda considerazione è che io ho costruito la distribuzione sui dati della serie storica di un certo mese. Questo è corretto da un lato perchè le temperature della serie storica di quel mese sono tutte fatte a parità di condizioni di irraggiamento solare e fase climatica dell'anno.
Nel corso di questa serie storica però il clima medio stesso potrebbe essere cambiato. Quindi quando dico che a gennaio alla macchieta fa di media una nevicata all'anno, pesano nella probabilità anche annate ormai abbastanza lontane nel tempo, e se nel frattempo la "normalità" climatica è cambiata le annate vecchie non sono più rappresentative della distribuzione attuale. è anche interessante dunque vedere come evolve questa distribuzione prendendo un numero di annate diverse e sempre maggiore, andando quindi indietro nel tempo a ripescarne sempre di più vecchie. Naturalmente il nostro olim arriva solo fino al 2012, quindi ci dobbiamo accontentare.

Ad esempio è interessante porsi la domanda "come stiamo messi con nevosità in gennaio alla macchieta in questa era di NAO mediamente positiva?" e si potrebbe tirare fuori la distribuzione coi mesi di gennaio della macchieta degli ultimi 30 anni. E poi fare un confronto con magari un 30ennio tipo 50-70, 60-80,70-90 per vedere quanto sia impietoso, sicuramente (perchè negli anni 90 voi ricordate molto freddo da est ma anche molta siccità in inverno, quindi se si fa la convoluzione delle due probabilità magari dei mesi di gennaio freddi danno comunque un contributo scarso alla probabilità di neve perchè piuttosto secchi).

Il problema del riscaldamento del clima italiano dei mesi invernali comporta la traslazione di queste distribuzioni verso destra nel grafico, verso valori più alti. Se spostate la distribuzione cumulativa a destra, il valore della distribuzione cumulativa li dove c'è la linea verticale si abbassa sempre di più. Ecco come il riscaldamento inficia sul numero di nevicate.

Ora ho dato un ragionamento quantitativo anche a ciò che dicevo sul topic su come interpretare il riscaldamento globale quando si fa una proiezione stagionale. Se quella sopra è la distribuzione cumulativa e la sposto a destra perchè alla fine so che dovrò chiudere sopra la media, la probabilità di avere una temperatura media giornaliera da neve diminuisce.

[Ghiaccio96]

Altra cosa da notare è che queste distribuzioni hanno tutte le stesse caratteristiche:

NON sono simmetriche rispetto al valor medio. NON sono gaussiane. Questo è tipico dei fenomeni intermittenti, il valor medio (linea tratteggiata sopra) non è uguale al valore più probabile. In pratica tante volte si realizzano valori vicini tra loro, e raramente capitano eventi estremi.

è banalizzare dare la media cliamtica di un posto e non il suo valore più probabile, che risulta essere più alto. Vuol dire che se la media per la macchieta è avere 5 gradi e mezzo, come indica il grafico, il valore più probabile è oltre 8!! Anche di questo bisogna tenerne conto se si fa una tendenza di lungo periodo, come una proiezione per il mese di febbraio. Vorrebbe dire che una giornata tipica a soriano a febbraio ha un valore non di 5 gradi e mezzo, ma di oltre 8 gradi. Erroneamente spesso si dice invece che è il valor medio rappresentativo di una giornata tipica di un certo clima. Assolutamente sbagliato, questo è vero se la distribuzione è gaussiana dove il valore più probabile è proprio il valor medio

Da notare che ad abbassare la media ci sono appunto gli eventi estremi di freddo, sulla sinistra della distribuzione. Eventi intensi che capitano poche volte. La distribuzione mostra una decrescita più lenta verso sinistra che verso destra rispetto al valore più probabile, vuol dire che gli eventi di freddo estremo sono più probabili di quelli di caldo estremo, dove per estremo intendo estremo rispetto a questa distribuzione, non rispetto alle medie climatiche storiche per le quali probabilmente anche giornate con 8-10 gradi di media giornaliera alla macchieta sono estreme.

Noi abbiamo visto adesso che a soriano nel complesso le giornate con temperatura media sotto a 1 grado sono 1 all'anno e 2 all'anno per febbraio. Quindi 3 in totale. Si può cercare la stessa cosa costruendo la distribuzione non su una serie storica, ma mettendo insieme le distribuzioni dei singoli mesi dello stesso anno. Naturalmente disponiamo di meno dati, perchè per avere senso questa equivalenza nel tirare fuori la distribuzione dobbiamo avere, di nuovo, che i mesi in questione abbiano le stesse macrocaratteristiche (radiazione solare ma soprattutto che l'avanzamento della stagione rispetto al momento più freddo, ossia la seconda metà di gennaio, non sia significativa. Ad esempio non potremo includere marzo ma neanche novembre). Disponiamo dunque di meno dati che nel caso in cui tiriamo fuori la distribuzione da una serie storica, ma il vantaggio è che possiamo vedere la frequenza con cui a soriano capitano giornate di temperatura media giornaliera inferiore a 1 grado se il clima tipico fosse quello della stagione in questione.
L'equivalenza tra i due modi di tirare fuori la distribuzione si chiama ipotesi ergodica.

Per questo ho chiesto a olim di aggiungere anche i dati di dicembre, vediamo la distribuzione sui 90 giorni di inverno per alcune annate. Questo ci dirà la probabilità di avere giornate con temperatura minore di 1 grado se lo scenario tipico globale ed europeo in cui si è venuta a contestualizzare tale stagione fosse la realtà climatica tipica attuale.

[Olim]

Ottimo lavoro Claudio!
Allora il divario Irox Davis è stata ampiamente studiato da rilevazioni comparative pluriennali. Posso dirti che sulle medie, grazie ad un'opportuna taratura che feci ai dati Irox sin dal 2012 non ci sono sostanzialmente differenze. Sulle minime e massime invece la Davis tende a prendere meglio i picchi in quanto stazione più sensibile e nelle giornate ventilata la Irox, come tutte le stazioni non ventilate, invece segna 2-3 decimi in meno su tutta la scala dei valori orari.
Ripeto comunque che a livello medio i dati hanno una continuità quasi perfetta dal 2012 al 2022.

Ecco dicembre

[Albertone]

Purtroppo non riesco ad inserire file excel
Te l'ho inviato su Messenger... boh

[Ghiaccio96]

La distribuzione di dicembre per soriano risulta molto più simmetrica rispetto al valore più probabile (linea tratteggiata) nonostante comunque si noti un'asimmetria con la curva ancora una volta sbilanciata dalla parte calda, nel senso che il valore più probabile nell'istogramma appare essere coincidente col valor medio ma ovviamente questa distribuzione è affetta da un seppur minimo errore, il massimo della curva teorica sarebbe probabilmente vicino a 8, quindi col valore più probabile poco più di mezzo grado più alto del valor medio. Per dicembre la "zona neve" (a sinistra della linea continua) è un autentica catastrofe, siamo sotto all'1.5%, neanche una volta ogni due anni.

[Ghiaccio96]

Come potete vedere non basta prendere 3 mesi di dati (D-G-F), quindi l'ipotesi ergodica (che , ripeto, può valere soltanto confrontando la serie storica col trimestre invernale) non ci permette di trovare la distribuzione, non riusciamo a fare il confronto tra la distribuzione ottenuta con una serie storica e quella ottenuta con i 3 mesi di una stagione messi insieme.

Uso allora il seguente escamotage: cerco la distribuzione mettendo insieme annate con all'incirca la stessa temperatura media, come se queste annate rappresentassero lo stesso inverno ma lungo più mesi.

Chiedo ancora un favore dunque ad olim, di darmi anche la temperatura media degli inverni della sua serie storica. Così vedo quelli che hanno temperature medie sufficientemente vicine e metterò assieme tutte le medie giornaliere dei loro trimestri invernali.
L'idea è sempre quella di vedere, per una data condizione climatica media, la distribuzione di probabilità. Ad esempio se negli ultimi 11 anni ci sono 3 inverni con temperatura media di 7, 7.2,6.9 posso usare i dati giornalieri di queste 3 annate e vedere con una media climatica trimestrale di 7 gradi prevista quali sarebbe le probabilità di chiudere una giornata con valori inferiori a 1 grado ad esempio. Questo ci aiuterà a capire meglio cosa aspettarsi davanti ad una proiezione stagionale nel proprio orticello, ossia il numero di eventi nevosi potenzialmente possibili ad esempio.

Anche ad alberto chiedo naturalmente di mandarmi anche un riepilogo di temperatura media degli inverni della sua serie storica.
P.s il riepilogo dei dati che mi hai mandato delle medie giornaliere è di marzo, mi serve per dicembre gennaio e febbraio bene per il formato excel, così faccio copia e incolla dei dati sul computer senza doverli trascrivere

[Ghiaccio96]

Olim mi segnala per gennaio 4 nevicate alla macchieta negli ultimi 11 anni. In gennaio ci stanno 31 giorni, e sono 31*11= 341 giorni di gennaio in 11 anni. La probabilità di avere neve alla macchieta a gennaio è dunque 4/341, ossia 0.0117, circa l'1.2%, ossia circa 1 giorno ogni 100, neanche una nevicata ogni 3 anni. Come temperature avevamo trovato una probabilità del 3-5 %che alla macchieta facesse giornate con temperature da neve. Dovrei verificare quanto si abbassa la percentuale moltiplicando con la probabilità di avere accumulo pluviometrico almeno minimo in gennaio. Forse data la siccità frequente che si manifesta nei nostri inverni da qualche anno a questa parte, potrebbe essere sorprendente scoprire quanto anche questa sia bassa.

Per la pioggia si fa lo stesso errore di dire che un mese è piovoso quando chiude in media pluviometrica con l'accumulo totale. Ma la frequenza della pioggia, quindi la distribuzione dell'accumulo nel numero di episodi, è un valore ben più significativo (il climi aridi sono svantaggiati da frequente siccità e piogge alluvionali rare che il terreno non assorbe)

[Ghiaccio96]

I dati di alberto ci sono tutti, non li avevo visti io. Nei suoi dati valore medio e più probabile per dicembre sono molto distanti. A mano a mano posto anche le distribuzioni per gennaio e febbraio

[Ghiaccio96]

[Ghiaccio96]