Analisi di serie storiche di temperatura e precipitazione a Pechino

In questa tesi sono state analizzate due serie storiche di temperatura e precipitazione a Pechino, che coprono rispettivamente gli intervalli temporali 1870-2004 e 1841-2004. L'analisi è stata condotta con il metodo della Trasformata Continua di Wavelet Continua (CWT) e con altri metodi di analisi spettrale classici e avanzati. L'intento è stato quello di rivelare i modi principali di variabilità climatica del luogo, con particolare attenzione alle scale temporali pluridecennali, nel contesto dell'EASM (East Asian Summer Monsoon), che domina il clima della regione. La tesi si articola in nove capitoli: nel 1° si presenta il clima cinese attuale e si riportano i principali risultati di alcuni recenti studi sulla variabilità climatica in Cina; nel 2° si descrivono le caratteristiche delle serie storiche di Pechino; nel 3° capitolo sono riportati e discussi i risultati dell'analisi statistica preliminare; nel 4° si presentano i metodi di stima spettrale stazionaria ed evolutiva utilizzati; nel 5° si descrive una prima analisi spettrale delle serie di Pechino, fatta utilizzando metodi spettrali stazionari; nel 6° si riportano i risultati ottenuti con metodi di wavelet ed in particolare con la CWT; nel 7° viene applicata la SSA (Singular Spectrum Analysis) per verificare i risultati forniti dall'analisi con CWT; nell'8° si confrontano le serie storiche di Pechino con altre serie climatiche: la serie dell'indice EASM, le serie dell'indice dalla Pacific Decadal Oscillation (PDO) e della Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), scelti in quanto si tratta di indici particolarmente significativi nel contesto della dinamica del clima del est- asiatico; la più lunga serie storica di temperatura europea, la Central England Temperature (CET); nel 9° sono riportate le conclusioni del lavoro di tesi. L'analisi eseguita ha rivelato, modi significativi di variabilità su scale pluridecennali. Il contenuto spettrale delle due variabili climatiche si è rivelato molto simile: la temperatura e la precipitazione condividono periodicità significative di circa 85, 60, 35 e 20 anni. Le due variabili mostrano inoltre un trend ultracentennale. La temperatura e la precipitazione mostrano in generale una mutua anticorrelazione e l'opposizione di fase è evidente sulle scale quasi-centennale e ventennale. Un'analisi delle quattro serie di temperatura, ognuna relativa a una singola stagione, ha rivelato che il ciclo di 20 anni è tipico della stagione estiva dei monsoni, mentre il ciclo di 35 anni è più evidente nella stagione invernale. I cicli di circa 60 anni e più sono presenti in tutte le quattro le stagioni. La variazione quasi-centennale di temperatura e precipitazione descrive correttamente la transizione, avvenuta negli anni 1970-80, tra un periodo di EASM relativamente intenso, che corrisponde a elevata precipitazione e temperature relativamente fresche a Pechino, e le condizioni attuali di EASM debole, che corrispondono a precipitazioni minori e temperature più alte nel Nord della Cina. Il carattere su larga scala delle oscillazioni climatiche rilevate, che emerge dal confronto dei dati di Pechino con le temperature dell'emisfero nord, con le temperature europee e con modi di variabilità climatica interna su scala pluridecennale come PDO e AMO, suggerisce che queste variazioni di bassa frequenza siano collegate ad una variabilità climatica a grande scala.