De l’any 1926 a l’any 2019.
Anàlisis dels indicadors climàtics a l’Observatori Fabra (Barcelona) De l’any 1926 a l’any 2019.pdf
L’observatori Fabra
L'Observatori Fabra és situat a la serra de Collserola, prop del cim de la muntanya del Tibidabo. L’edifici és obra de l'arquitecte modernista Josep Doménech i Estapà, finançat gràcies a un llegat del Sr. Camil Fabra i Fontanills, primer marquès d’Alella. El Rei Alfons XIII l’inaugurà l’any 1904. Pertany a la Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona (RACAB) i, des dels seus primers temps, l'Observatori treballa en tres dominis: Astronomia, Meteorologia i Sismologia. La Secció Meteorològica estudia detalladament la climatologia local.
Hipòtesi inicial
S’observa una tendència a l’increment de la temperatura (observable en els indicadors climàtics, segons les dades registrades a l’Observatori Fabra) des de l’any 1926 fins l’any 2019.
Les dades
Per aquest estudi es disposa dels registres diaris meteorològics des de l’any 1926 fins l’any 2019 (94 anys). Concretament, es disposa de:
- la data (AAAA-MM-DD)
- la temperatura mitjana diària (TM, °C)
- la precipitació diària (PP, mm)
- la temperatura màxima diària (TX, °C)
- la temperatura mínima diària (TN, °C)
Amb aquestes dades es fa una anàlisi dels índexs climàtics.
Els Índex Climàtics
Un indicador es una mesura, generalment quantitativa, que s’usa per a il·lustrar i comunicar de manera simple un procés complex que inclou tendències i progressió al llarg del temps. Perquè un indicador sigui vàlid ha de complir dues condicions: ha de tenir una bona fonamentació conceptual (s’ha de fer una descripció de la metodologia i de les formules emprades) i ha de ser comprensible i simple.
Hi ha indicadors basats en paràmetres ambientals com la data de la primera floració d’una determinada espècie vegetal, el nivell mitja del mar, la quantitat de gasos d’efecte d’hivernacle que s’emeten a l’atmosfera des d’una zona determinada, o el nombre de dies que el terra esta cobert de neu en un indret concret.
Altres indicadors de seguiment del canvi climàtic són els índexs climàtics que es basen en les variables temperatura i precipitació. Tal com fixa l’Organització Meteorològica Mundial (OMM), el càlcul d’índexs climàtics es una eina útil per a caracteritzar el clima, presentar els patrons climàtics històrics i detectar els canvis.
En concret, el Grup d’Experts en Detecció de Canvi Climàtic i Índexs (Expert Team on Climate Change Detection and Indices, ETCCDI) ha definit i ha formulat un conjunt d’índexs per a analitzar situacions climàtiques extremes seguint una metodologia idèntica perquè els resultats es puguin analitzar globalment.
L’ETCCDI depèn de la Comissió de Climatologia (CCl) de l’OMM, dins del Programa de Recerca Climàtica Mundial (WCRP), i de la Joint Commission for Oceanography and Marine Meteorology (JCOMM)
Tal com indica l’Organització Meteorològica Mundial (OMM), el càlcul d’índexs climàtics és una eina útil per caracteritzar el clima, representar els patrons climàtics històrics i detectar-ne els canvis. Amb aquest objectiu l’OMM ha impulsat el desenvolupament d’eines de detecció del canvi climàtic i de programari específic per calcular índexs que reflecteixin les millors estimacions de les tendències del clima arreu del món. Així, l’Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI) ha definit i formulat un conjunt d’índexs per analitzar situacions climàtiques extremes seguint una metodologia idèntica per tal que els resultats es puguin analitzar globalment.
Es calculen i analitzen 25 dels índex climàtics recomanats per aquest grup de treball.
Concretament:
| Català | Anglès | Indicador | Descripció | Unitat |
|---|---|---|---|---|
| DGe0 | fd0 | Dies de glaçada | Nombre de dies en què TN < 0 °C en un any | Dies |
| DE25 | su25 | Dies d’estiu | Nombre de dies en què TX > 25 °C en un any | Dies |
| DGa0 | id0 | Dies glaçats | Nombre de dies en què TX < 0 °C en un any | Dies |
| NT20 | Nits tropicals | Nombre de dies en què TN > 20 °C en un any | Dies | |
| DEC | GSL | Durada de l’estació de creixement | Nombre de dies durant un any entre la primera ratxa de, com a mínim, 6 dies amb TM > 5 °C i la primera ratxa després de l’1 de juliol amb, com a mínim, 6 dies amb TM < 5 °C | Dies |
| TXx | TXx | Màxima de TX | Valor màxim anual de la temperatura màxima diària | °C |
| TNx | TNx | Màxima de TN | Valor màxim anual de la temperatura mínima diària | °C |
| TXn | TXn | Mínima de TX | Valor mínim anual de la temperatura màxima diària | °C |
| TNn | TNn | Mínima de TN | Valor mínim anual de la temperatura mínima diària | °C |
| TN10p | TN10p | Nits fredes | Percentatge de dies en què TN < percentil 10 | % |
| TX10p | TX10p | Dies freds | Percentatge de dies en què TX < percentil 10 | % |
| TN90p | TN90p | Nits càlides | Percentatge de dies en què TN > percentil 90 | % |
| TX90p | TX90p | Dies càlids | Percentatge de dies en què TX > percentil 90 | % |
| IDRC | WSDI | Indicador de durada de ratxa càlida | Nombre de dies en un any en què, com a mínim, hi ha 6 dies consecutius amb TX > percentil 90 | Dies |
| IDRF | CSDI | Indicador de durada de ratxa freda | Nombre de dies en un any en què, com a mínim, hi ha 6 dies consecutius amb TN < percentil 10 | Dies |
| ATA | DTR | Amplitud tèrmica anual | Mitjana anual de la diferència entre TX i TN | °C |
| PX1dia | RX1day | Quantitat màxima de PPT en 1 dia | Valor màxim anual de la precipitació diària | mm |
| PX5dia | RX5day | Quantitat màxima de PPT en 5 dies consecutius | Màxima anual de la precipitació enregistrada en 5 dies consecutius | mm |
| ISID | SDII | Índex simple d’intensitat diària | Precipitació total anual dividida pel nombre de dies amb PPT ≥ 1.0 mm | mm/dia |
| DP10 | R10 | Dies de PPT ≥ 10 mm | Nombre de dies en un any en què PPT és igual a superior a 10 mm | Dies |
| DP20 | R20 | Dies de PPT abundant | Nombre de dies en un any en què PPT és igual a superior a 20 mm | Dies |
| DP50 | R50 | Dies de PPT molt abundant | Nombre de dies en un any en què PPT és igual a superior a 50 mm | Dies |
| LMRS | CDD | Longitud màxima de la ratxa seca | Màxim nombre anual de dies consecutius amb PPT inferior a 1.0 mm | Dies |
| LMRH | CWD | Longitud màxima de ratxa plujosa | Màxim nombre anual de dies consecutius amb PPT igual o superior a 1.0 mm | Dies |
| PTOT | prcptot | Precipitació total anual en els dies plujosos | Precipitació total anual recollida en dies amb PPT ≥ 1.0 mm | mm |
Els percentils
S’han ordenat tots els registres de temperatura i de precipitació (de menor a major valor) i calculat els percentils:
| Percentil | TX | TN | PP |
|---|---|---|---|
| 10 | 4.0 | 10.0 | 462.3 |
| 20 | 6.0 | 12.0 | 483.9 |
| 30 | 7.6 | 14.0 | 518.4 |
| 40 | 9.1 | 15.9 | 555.7 |
| 50 | 10.8 | 18.0 | 582.7 |
| 60 | 13.0 | 20.5 | 621.5 |
| 70 | 15.2 | 23.0 | 692.4 |
| 80 | 17.2 | 25.4 | 780.8 |
| 90 | 19.2 | 28.0 | 963.8 |
| 95 | 963.8 | ||
| 99 | |||
| 100 | 27.8 | 39.8 | 1122.9 |
Segons aquesta taula, per exemple, TX50p ens indicaria que el 50 % dels valors de la temperatura màxima (TX) diària registrats són per sota del valor de la taula (10.8 ºC) i PP20p ens indicaria que el 20 % de les precipitacions (PP) anuals registrades són per sota dels 483.9 mm.
Els resultats
La taula següent recull els resultats obtinguts:
| Codi | Indicador | Unitat | Variació/decenni | Tau | Tendència | pValue | Significació |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DGe0 | Dies de glaçada | Dies | 0.85 | -0.251 | - | 0.0005174 | > 95 % |
| DE25 | Dies d’estiu | Dies | 3.19 | 0.353 | + | 5.9605e-07 | > 95 % |
| DGa0 | Dies glaçats | Dies | |||||
| NT20 | Nits tropicals | Dies | 2.45 | 0.305 | + | 1.6928e-05 | > 95 % |
| DEC | Durada de l’estació de creixement | Dies | 0.85 | 0.256 | + | 0.00061429 | > 95 % |
| TXx | Màxima de TX | °C | 0.21 | 0.179 | + | 0.016742 | > 95 % |
| TNx | Màxima de TN | °C | 0.11 | 0.148 | + | 0.051616 | < 95 % |
| TXn | Mínima de TX | °C | 0.43 | 0.324 | + | 1.1206e-05 | > 95 % |
| TNn | Mínima de TN | °C | 0.21 | 0.205 | + | 0.0055821 | > 95 % |
| TN10p | Nits fredes | % | 0.53 | -0.321 | - | 5.6373e-06 | > 95 % |
| TX10p | Dies freds | % | 0.96 | -0.45 | - | 1.8958e-10 | > 95 % |
| TN90p | Nits càlides | % | 0.74 | 0.286 | + | 5.2929e-05 | > 95 % |
| TX90p | Dies càlids | % | 0.96 | 0.407 | + | 2.22e-16 | > 95 % |
| IDRC | Indicador de durada de ratxa càlida | Dies | 3.51 | 0.399 | + | 2.22e-16 | > 95 % |
| IDRF | Indicador de durada de ratxa freda | Dies | 1.91 | -0.302 | - | 3.2901e-05 | > 95 % |
| ATA | Amplitud tèrmica anual | °C | 0.11 | 0.449 | + | 2.22e-16 | > 95 % |
| PX1dia | Quantitat màxima de PPT en 1 dia | mm | 1.49 | 0.159 | + | 0.023798 | > 95 % |
| PX5dia | Quantitat màxima de PPT en 5 dies consecutius | mm | 2.02 | -0.0608 | - | 0.41413 | < 95 % |
| ISID | Índex simple d’intensitat diària | mm/dia | 0.21 | 0.195 | + | 0.005385 | > 95 % |
| DP10 | Dies de PPT ≥ 10 mm | Dies | 0.11 | 0.0572 | + | 0.42784 | < 95 % |
| DP20 | Dies de PPT abundant | Dies | 0.00 | -0.00289 | - | 0.97111 | < 95 % |
| DP50 | Dies de PPT molt abundant | Dies | 0.11 | 0.157 | + | 0.044968 | > 95 % |
| LMRS | Longitud màxima de la ratxa seca | Dies | 0.96 | 0.16 | + | 0.0239 | > 95 % |
| LMRH | Longitud màxima de la ratxa plujosa | Dies | 0.53 | -0.0977 | - | 0.17061 | < 95 % |
| PTOT | Precipitació total anual en els dies plujosos | mm | 2.23 | 0.00801 | + | 0.91157 | < 95 % |
La columna Significació ens indica si la tendència observada és o no significativa amb probabilitat superior al 95 %. Per l’anàlisi estadístic s’ha utilitzat l’algorisme de Mann-Kendall, pel mètode de 2-sided. Aquest algorisme ens proporciona dos valors:
- Tau:el pendent de la línia de tendència. Si Tau és positiu indica una tendència positiva i si és negatiu ens indica una tendència negativa.
- pValue: el valor de probabilitat. La tendència és significativa estadísticament al 95 % si pValue < 0.05.
Conclusió
Els resultats semblen indicar una clara tendència a l’increment de la temperatura, el que confirmaria la hipòtesi inicial d’un escalfament en el territori. Els indicadors de la pluviositat no són prou clars estadísticament. Sembla que es dona un augment de la intensitat de les precipitacions i un lleuger increment de la quantitat de precipitació registrada.
Respecte als diferents indicadors:
- DGe0: S’observa una clara disminució dels dies de glaçada, els dies a l’any en que la temperatura mínima és per sota dels ºC.
- DE25: S’observa un increment molt clar dels dies d’estiu, els dies a l’any en que la temperatura màxima és per sobre dels 25ºC.
- DGa0: De l’indicador dies glaçats no se n’ha pogut calcular la tendència per manca de dades. Però és de destacar que només hi ha hagut 17 dies des de l’any 1926 i cap dia des de l’any 1985.
- NT20: S’observa un increment molt clar de les nits tropicals, els dies a l’any en que la temperatura mínima (generalment nocturna) és per sobre dels 20ºC.
- DEC: S’observa un clar increment de la durada de l’estació de creixement, el nombre de dies durant un any entre la primera ratxa de, com a mínim, 6 dies amb la temperatura mitjana diària per sobre dels 5 °C i la primera ratxa després de l’1 de juliol amb, com a mínim, 6 dies amb la temperatura mitjana diària per sota dels 5 °C. Període de creixement dels vegetals.
- TXx: S’observa un clar increment de la temperatura màxima, la temperatura anual més alta registrada.
- TNx: S’observa un increment de la ‘Temperatura Mínima’, la temperatura anual més baixa registrada. pValue és al límit del valor estadísticament significatiu.
- TXn: S’observa un clar increment de la mínima temperatura màxima, la temperatura màxima anual més baixa registrada.
- TNn: S’observa un clar increment de la mínima temperatura mínima, la temperatura mínima anual més baixa registrada.
- TN10p: S’observa una molt clara disminució del nombre de nits fredes, els dies a l’any en que la temperatura mínima (generalment nocturna) és per sota del percentil 10.
- TX10p: S’observa una molt clara disminució del nombre de dies freds, els dies a l’any en que la temperatura màxima (generalment diürna) és per sota del percentil 10.
- TN90p: S’observa un increment molt clar del nombre de nits càlides, els dies a l’any en que la temperatura mínima (generalment nocturna) és per sobre del percentil 90.
- TX90p: S’observa un increment molt clar del nombre de dies càlids, els dies a l’any en que la temperatura màxima (generalment diürna) és per sobre del percentil 90.
- IDRC: S’observa un increment molt clar de l’indicador de durada de ratxa càlida, el nombre de dies en un any en què, com a mínim, hi ha 6 dies consecutius amb temperatura màxima diària superior al percentil 90.
- IDRF: S’observa una molt clara disminució de l’indicador de durada de ratxa freda, el nombre de dies en un any en què, com a mínim, hi ha 6 dies consecutius amb temperatura mínima diària inferior al percentil 10.
- ATA: S’observa un clar increment de l’amplitud tèrmica, la diferència entre la temperatura màxima i la temperatura mínima diàries.
- PX1dia: S’observa un clar increment de la quantitat màxima de precipitació en un dia, la precipitació màxima registrada en un dia en tot un any. El que sembla indicar que les pluges són més intenses (concentrades en menys temps).
- PX5dia: No és significativa estadísticament la quantitat màxima de precipitació en cinc dies, la precipitació màxima registrada en cinc dies seguits en tot un any.
- ISID: Sí que és significatiu estadísticament l’índex simplificat de precipitació diària, la precipitació total anual dividida pel nombre de dies amb precipitació superior als 1.0 mm. Indicador que sembla confirmar que cada cop les precipitacions són més intenses (concentrades en menys dies).
- DP10: No és significatiu estadísticament el nombre de dies anuals amb precipitació igual o superior als 10 mm.
- DP20: No és significatiu estadísticament el nombre de dies anuals amb precipitació igual o superior als 20 mm.
- DP50: Sí que és significatiu estadísticament l’increment del nombre de dies anuals amb precipitació igual o superior als 50 mm. Indicador que sembla confirmar que cada cop les precipitacions són més intenses (concentrades en menys dies).
- LMRS: S’observa un increment en la durada de la ratxa seca, el màxim nombre anual de dies consecutius amb precipitació inferior a 1.0 mm. Indicador que sembla confirmar que cada cop les precipitacions són més intenses (concentrades en menys dies).
- LMRH: No és significatiu estadísticament la durada de la ratxa humida, el màxim nombre anual de dies consecutius amb precipitació superior a 1.0 mm.
- PTOT: No és significativa estadísticament la variació en la quantitat anual de precipitació. Encara que s’observa un lleuger increment.
Gràfiques:
Els gràfics següents recullen dades de dues series climàtiques, la tendència es contrasta estadísticament amb el test de Mann-Kendall (a la taula de resultats):
 |
 |
 |