Per calcolare il Rischio Stress idrico utilizziamo la variabile [Copernicus Climate Data Store (CDS)]:
- monthly soil moisture in upper soil portion (mrsos): l'umidità del suolo nello strato superiore (primi 7 cm), espressa in kg m⁻². Questo indicatore è una misura diretta della quantità d'acqua disponibile per le radici delle piante e quindi un eccellente proxy per lo stress idrico agricolo ed ecologico.
A differenza di altri rischi basati su soglie assolute, lo stress idrico è fortemente dipendente dal clima locale. Per questo, il livello di rischio di un dato mese viene definito confrontando il suo valore di umidità del suolo con la distribuzione statistica storica (percentili) dei valori per quello stesso mese di calendario. Un mese è considerato 'in stress' se è significativamente più secco della sua norma storica.
Per definire il livello di rischio annuale, contiamo il numero di mesi in cui l'umidità del suolo scende al di sotto di determinate soglie storiche:
- Nextreme: Numero di mesi in cui l'umidità del suolo è nel 10% più secco della storia (valore ≤ 10° percentile).
- Nvery high: Numero di mesi in cui l'umidità è tra il 10° e il 20° percentile più secco.
- Nhigh: Numero di mesi in cui l'umidità è tra il 20° e il 30° percentile più secco.
Questo approccio permette di valutare la durata e la gravità dei deficit di umidità del suolo durante l'anno.
La metodologia utilizzata per la valutazione del Rischio da Stress Idrico è un approccio allo stato dell'arte, pienamente supportato dalla scienza del clima e dell'agronomia, in quanto:
- Utilizza una variabile fisica diretta (mrsos - umidità del suolo) che è più vicina all'impatto reale sulla vegetazione rispetto a indicatori puramente meteorologici come la pioggia.
- Definisce lo 'stress' non con soglie assolute, ma tramite un'anomalia statistica (percentili) rispetto alla climatologia locale, rendendolo applicabile a qualsiasi ecosistema.
- Valuta il rischio annuale considerando sia l'intensità (quanto secco è un mese) sia la durata (quanti mesi sono in stress).
L'uso dell'umidità del suolo (Soil Moisture) come indicatore chiave per la siccità agricola ed ecologica è una pratica standard. I principali rapporti internazionali e i sistemi di monitoraggio si basano su di essa.
- Special Report on Climate Change, Desertification, Land Degradation, Sustainable Land Management, Food Security, and Greenhouse gas fluxes in Terrestrial Ecosystems (SRCCL)
Questo report dell'IPCC dedica intere sezioni a come il cambiamento climatico influisce sull'umidità del suolo, identificandola come la variabile cruciale che collega la siccità meteorologica (mancanza di pioggia) alla siccità agricola (mancanza d'acqua per le piante) e al degrado del territorio.
Il nostro approccio di utilizzare i percentili storici per definire le soglie di stress è la base di indici standardizzati ampiamente utilizzati.
- Multivariate Standardized Drought Index: A parametric multi-index model
In questo lavoro è utilizzato lo Standardized Soil Moisture Index (SSI). L'SSI viene calcolato considerando la serie storica dei valori di umidità del suolo per un dato mese, calcolando la distribuzione di probabilità e trasformando il valore attuale in un'anomalia standardizzata. Usare i percentili (10°, 20°, 30°) è il modo non parametrico per fare ciò.
Contare il numero di mesi che superano le soglie di stress è una pratica standard per valutare la severità e la durata di una siccità durante l'anno, utilizzata dai principali osservatori della siccità.
- The European and Global Drought Observatories
Questi sistemi di monitoraggio operativo non si basano su un singolo 'giorno secco', ma valutano l'evoluzione della siccità nel tempo. Le loro mappe di classificazione sono il risultato di una sintesi di diversi indicatori, dove la persistenza delle condizioni di anomalia (proprio come il nostro conteggio di mesi Nhigh, Nvery high, Nextreme) è un fattore critico per aumentare il livello di allerta. La nostra matrice di rischio, che assegna un rischio più alto a stress prolungati (Nhigh≥3) o a stress intensi (Nextreme>0), rispecchia esattamente la logica operativa di questi enti.
In conclusione, la nostra metodologia è una sintesi delle migliori pratiche scientifiche e operative. Utilizza una variabile fisica diretta e rilevante (umidità del suolo), la valuta con un metodo statistico robusto e standardizzato (anomalie basate su percentili), e classifica il rischio annuale considerando sia l'intensità che la durata dello stress, in piena coerenza con i principali sistemi di monitoraggio della siccità al mondo.