Valutazione dei cambiamenti climatici nella Regione Alpina Europea Estesa basata sul nuovo dataset EEAR-Clim

The European Alps are a remarkable hotspot of climate change as they are experiencing faster warming than other regions of the world. However, the complex nature of the Alpine terrain, coupled with uncertainties in observational data, makes it challenging to robustly understand Alpine climate changes and how they are distributed in space and with elevation. This work presents EEAR-Clim, a new observational dataset gathering in-situ daily measurements of air temperature and precipitation covering the Extended European Alpine Region (EEAR). Leveraging on EEAR-Clim, we present a comprehensive analysis of how air temperature and precipitation have changed in the period 1961-2020. A more in-depth analysis studies Alpine climate change at a sub-regional scale, exploiting an updated regionalization of the European Alps here developed. EEAR-Clim encompasses about 9000 time series from recordings at in-situ weather stations up to 2020, significantly enhancing data coverage at high elevations and achieving an average spatial density of one station per 6.8 km2. Data collected were tested for quality, through an in-depth procedure, and homogeneity, cross-comparing the breakpoints detected by Climatol, ACMANT, and RH Test methods and employing the quantile matching to adjust inhomogeneous periods. The high quality, homogeneity, and the unprecedented spatial density make EEAR-Clim as a powerful tool for better understanding climate change and climatic variability over the European Alps. The analysis of the trends of air temperature and precipitation highlights the enhanced warming in the European Alpine region, which amounts to about +2°C in average during the 1961-2020 period, with a significant increase in temperature extremes and frequency of extreme rainfalls. Moreover, an enhanced warming with elevation is observed, especially from February to May, while an enhancement of precipitation trends with elevation is found mainly in summer. Air temperature and precipitation also show a clear correlation to teleconnection modes such as the North Atlantic Oscillation, the Greenland Blocking Index (GBI), the Arctic Oscillation (AO) and the Mediterranean Oscillation Index (MOI). The new regionalization of the European Alps identifies five sub-regions exhibiting distinct climate change features: North-West, North-East, South-West, Central-South, South & South-East (S&SE). North-East, South-West, and S&SE, were identified as the fastest warming sub-regions, with amplified temperature extremes and longer warm spells. Sub-regions southerly the Alps experience warmer and drier conditions (+2.4°C), and an increased frequency of moderate and very extreme rainfall events, +14 and +10 days, respectively, resulting in the most vulnerable areas to the extreme events associated with ongoing climate changes.

Le Alpi europee rappresentano un importante hotspot del cambiamento climatico, con un riscaldamento più rapido rispetto ad altre regioni del mondo. Tuttavia, la complessa morfologia del territorio alpino e le incertezze nei dati osservativi rendono difficile comprendere accuratamente i cambiamenti climatici nelle Alpi e la loro distribuzione spaziale e con la quota. Questo studio presenta EEAR-Clim, un nuovo dataset di osservazioni giornaliere di temperatura e precipitazione per la Regione Alpina Europea Estesa (EEAR). Sfruttando EEAR-Clim, viene presentata un'analisi completa su come la temperatura dell'aria e le precipitazioni siano cambiate nel periodo 1961-2020. Un'analisi più approfondita studia i cambiamenti climatici Alpini su scala sub-regionale, sfruttando una nuova regionalizzazione delle Alpi europee sviluppata in questo lavoro. EEAR-Clim comprende circa 9000 serie storiche da osservazioni meteorologiche in-situ fino al 2020, migliorando significativamente la copertura dei dati ad alta quota e raggiungendo una densità spaziale media di una stazione ogni 6,8 km2. I dati raccolti sono stati sottoposti ad approfonditi controlli di qualità e a verifiche di omogeneità, confrontando le discontinuità rilevate con i metodi Climatol, ACMANT e RH Test, e utilizzando il metodo del quantile matching per correggere i periodi non omogenei. L'elevata qualità, omogeneità, e la densità spaziale senza precedenti, rendono EEAR-Clim un potente strumento per comprendere meglio i cambiamenti climatici e la variabilità climatica nelle Alpi europee. L'analisi dei trend di temperatura e precipitazione evidenzia un riscaldamento nella regione Alpina pari a circa +2 °C in media nel periodo 1961-2020, con un aumento significativo della frequenza di temperature e precipitazioni estreme. Inoltre, è stata osservata un’amplificazione del riscaldamento con la quota, soprattutto da febbraio a maggio, ed un incremento delle precipitazioni alle quote più elevate, principalmente in estate. Temperatura e precipitazione mostrano anche una chiara correlazione con diversi modi di circolazione a larga scala come la North Atlantic Oscillation, il Greenland Blocking Index, l'Arctic Oscillation, e il Mediterranean Oscillation Index. La nuova regionalizzazione della regione Alpina identifica cinque aree con distinte caratteristiche climatiche: Nord-Ovest, Nord-Est, Sud-Ovest, Centro-Sud, Sud & Sud-Est (S&SE). Nord-Est, Sud-Ovest e S&SE sono le aree Alpine con il più rapido incremento di temperatura, sia nei valori medi che negli estremi, e ondate di calore più durature. Le aree a sud delle Alpi presentano condizioni più calde e secche (+2,4 °C) e una maggiore frequenza di intense ed estreme precipitazioni, rispettivamente +14 e +10 giorni, risultando le aree più vulnerabili agli eventi estremi associati ai cambiamenti climatici in corso.