Probabilistic Envelope Curves for Extreme Rainfall Events - Curve Inviluppo Probabilistiche per Precipitazioni Estreme

A regional envelope curve (REC) of flood flows summarises the current bound on our experience of extreme floods in a region. RECs are available for most regions of the world. Recent scientific papers introduced a probabilistic interpretation of these curves and formulated an empirical estimator of the recurrence interval T associated with a REC, which, in principle, enables us to use RECs for design purposes in ungauged basins. The main aim of this work is twofold. First, it extends the REC concept to extreme rainstorm events by introducing the Depth-Duration Envelope Curves (DDEC), which are defined as the regional upper bound on all the record rainfall depths at present for various rainfall duration. Second, it adapts the probabilistic interpretation proposed for RECs to DDECs and it assesses the suitability of these curves for estimating the T-year rainfall event associated with a given duration and large T values. Probabilistic DDECs are complementary to regional frequency analysis of rainstorms and their utilization in combination with a suitable rainfall-runoff model can provide useful indications on the magnitude of extreme floods for gauged and ungauged basins. The study focuses on two different national datasets, the peak over threshold (POT) series of rainfall depths with duration 30 min., 1, 3, 9 and 24 hrs. obtained for 700 Austrian raingauges and the Annual Maximum Series (AMS) of rainfall depths with duration spanning from 5 min. to 24 hrs. collected at 220 raingauges located in northern-central Italy. The estimation of the recurrence interval of DDEC requires the quantification of the equivalent number of independent data which, in turn, is a function of the cross-correlation among sequences. While the quantification and modelling of intersite dependence is a straightforward task for AMS series, it may be cumbersome for POT series. This paper proposes a possible approach to address this problem.

Daily temperature trends in Trentino Alto Adige over the last century

Numerosi lavori apparsi sulla letteratura scientifica negli ultimi decenni hanno evidenziato come, dall’inizio del XX secolo, la temperatura media globale sia aumentata. Tale fenomeno si è fatto più evidente dagli anni ’80, infatti ognuno degli ultimi tre decenni risulta più caldo dei precedenti. L’Europa e l’area mediterranea sono fra le regioni in cui il riscaldamento risulta più marcato, soprattutto per le temperature massime (dal 1951 sono cresciute di +0.39 °C per decennio) che hanno mostrato trend maggiori delle minime. Questo comportamento è stato osservato anche a scala nazionale (+0.25°C/dec per le massime e +0.20°C/dec per le minime). Accanto all’aumento dei valori medi è stato osservato un aumento (diminuzione) degli eventi di caldo (freddo) estremo, studiati attraverso la definizione di alcuni indici basati sui percentili delle distribuzioni. Resta aperto il dibattito su quali siano le cause delle variazioni negli eventi estremi: se le variazioni siano da attribuire unicamente ad un cambiamento nei valori medi, quindi ad uno shift rigido della distribuzione, o se parte del segnale sia dovuto ad una variazione nella forma della stessa, con un conseguente cambiamento nella variabilità. In questo contesto si inserisce la presente tesi con l’obiettivo di studiare l’andamento delle temperature giornaliere sul Trentino-Alto-Adige a partire dal 1926, ricercando cambiamenti nella media e negli eventi estremi in due fasce altimetriche. I valori medi delle temperature massime e minime hanno mostrato un evidente riscaldamento sull’intero periodo specialmente per le massime a bassa quota (`0.13 ̆ 0.03 °C/dec), con valori più alti per la primavera (`0.22 ̆ 0.05 °C/dec) e l’estate (`0.17 ̆ 0.05 °C/dec). Questi trends sono maggiori dopo il 1980 e non significativi in precedenza. L’andamento del numero di giorni con temperature al di sopra e al di sotto delle soglie dei percentili più estremi (stimate sull’intero periodo) indica un chiaro aumento degli estremi caldi, con valori più alti per le massime ad alta quota ( fino a +26.8% per il 99-esimo percentile) e una diminuzione degli estremi freddi (fino a -8.5% per il primo percentile delle minime a bassa quota). Inoltre, stimando anno per anno le soglie di un set di percentili e confrontando i loro trend con quelli della mediana, si è osservato, unicamente per le massime, un trend non uniforme verso temperature più alte, con i percentili più bassi (alti) caratterizzati da trend inferiori (superiori) rispetto a quello della mediana, suggerendo un allargamento della PDF.