Investigation of variations and changes in precipitation dynamics at global scale

Under the aspect of future climate changes, it is important for decision makers to know how drought and wet conditions might change on global scale, in order to map out adequate and mitigation strategies. To analyze this variation it is necessary to evaluate which changes are happening in precipitation in terms of: rainfall intensity, yearly number wet and dry days, frequency and duration of wet and dry events and how these events are yearly distributed both on a specific area and globally. To understand and comprehend these factors, we divided this analysis in four different steps: computation of basic statistical data, such as average, median, standard deviation, variance and the first and third quartile; study of the distribution of data and computation of slope of tendency line; comparison of the results through statistical tests, such as Mann – Kendall, Pettitt and Kolmogorov – Smirnov Tests; preliminary intensity analysis and frequency analysis. Our input were extracted from the world GHCN database. In order to make the available data more reliable, we analyzed the time series that have a length of at least 70 consecutive years (this means without interruptions or lack of data) and that present at most 30 missing data due to equipment malfunctioning. So, the number of the stations that respect these conditions is 466 and their location is in North America, North Europe, Asia, South Africa and Australia. The results obtained show an increment in terms of yearly intensity of precipitation in the most of the cases. We also expect that the number of wet days will increase in all the area in exam, except for Asia. Considering the future weather conditions, we can state that the wet and dry events will be shorter and more intense in Australia, North America and South Africa, but they will be longer and with smaller intensity of rain in Asia and in Northern Europe.

In merito all'aspetto dei futuri cambiamenti climatici, è importante che i decisori siano a conoscenza di come la siccità e le precipitazioni potrebbero cambiare su scala globale, al fine di implementare strategie adeguate di mitigazione. Per analizzare queste variazioni è necessario valutare quali cambiamenti si stanno verificando nelle precipitazioni in termini di: intensità delle precipitazioni, numero annuo di giorni secchi e piovosi, frequenza e durata degli eventi di pioggia e secchi e come questi eventi sono distribuiti annualmente sia su un'area geografica specifica che globalmente. Per comprendere questi fattori, l’analisi effettuata è stato suddivisa in quattro diversi passaggi: calcolo dei dati statistici di base, come media, mediana, deviazione standard, varianza e primo e terzo quartile; studio della distribuzione dei dati e calcolo della pendenza della linea di tendenza; confronto dei risultati attraverso test statistici, come Mann - Kendall, Pettitt e Kolmogorov - Smirnov Tests; analisi di intensità di pioggia preliminare e analisi della frequenza. I dati di input sono stati estratti dal database mondiale GHCN. Al fine di rendere più affidabili i dati disponibili, sono state analizzate le serie temporali che hanno una durata di almeno 70 anni consecutivi (ciò significa senza interruzioni o mancanza di dati) e che presentano al massimo 30 dati mancanti a causa di un malfunzionamento dell'apparecchiatura. Quindi, il numero delle stazioni che rispettano queste condizioni è pari a 466 e la loro posizione si trova in Nord America, Nord Europa, Asia, Sudafrica e Australia. I risultati ottenuti mostrano un incremento in termini di intensità annuale delle precipitazioni nella maggior parte dei casi. Si prevede inoltre che il numero di giorni di pioggia aumenterà in tutta l'area in esame, ad eccezione dell'Asia. Considerando le condizioni meteorologiche future, possiamo affermare che gli eventi umidi e secchi saranno più brevi e più intensi in Australia, Nord America e Sud Africa, ma saranno più lunghi e con minore intensità di pioggia in Asia e nel Nord Europa.