La sèrie climàtica de Barcelona

(1780-2011)

Celebració del Dia Meteorològic Mundial

Saló de Cent de l’Ajuntament de Barcelona

21 de març de 2012

Índex

1. Les Motivacions d’una recerca en arqueologia científica.

2. Les observacions meteorològiques. Context històric i trajectòria a Catalunya.

3. El rescat i el tractament de les observacions: dels documents, a les dades

numèriques.

La recuperació de sèries meteorològiques antigues és una feina feixuga i complexa. Cal una confluència de motivacions per a endegar-la:

- Un patrimoni documental i bibliogràfic valuós i vulnerable que ha estat preservat en diferents entitats.

- Una activitat científica històrica amb un nivell de qualitat òptim i que fa raonable la seva recuperació.

- Un context científic actual que ha facilitat la recerca en aquests àmbits i té interès per les dades obtingudes.

- Un organisme públic, com el Servei Meteorològic de Catalunya, que s’ha implicat en el projecte i ha aportat recursos humans i materials.

- Un col·lectiu de meteoròlegs i climatòlegs que des de diferents àmbits han bolcat el seu capital humà en les tasques de recuperació i tractament de les dades.

1. Les motivacions d’una recerca en arqueologia científica

Però també...

- Unes necessitats pràctiques: Les incerteses que suscita el comportament de la variabilitat climàtica i dels riscos associats aconsellen disposar de sèries meteorològiques diàries per a llargs períodes de temps. Així es detecten els episodis de baixa freqüència.

- I unes necessitats emotives: Un país que va patint freqüents adversitats històriques no pot permetre que les seves grans fites culturals i científiques caiguin en l’oblit. Cal reivindicar i reconèixer com un patrimoni cultural propi aquells que van excel·lir en la seva feina malgrat les dificultats.

2.a. La meteorologia pre-instrumental

2. Les observacions meteorològiques. Context històric i trajectòria a Catalunya

A l’època medieval es dóna una forta ralentització cultural i científica Recurs als pronòstics

astrològics i als refranys populars

I en cas d’impacte, assumir la culpa i demanar el retorn a la normalitat mitjançant pregàries religioses

La humanitat sempre s’ha qüestionat el temps meteorològic, la dificultat per a pronosticar-lo, la irregularitat del clima, les seves manifestacions adverses...

Aristòtil, 340 a.J.C. “Meteorologica”

2.b. La meteorologia instrumental

Al segle XVII conflueixen una sèrie de factors que permeten considerar-lo com l’inici de la meteorologia moderna

Existència d’entitats

responsables de la gestió de

l’observació i la publicació

de les dades

Accademia del

Cimento

Invenció d’instruments de

mesura de variables atmosfèriques

E. Torricelli

Establiment del mètode científic basat en la raó i l’experimentació

R. Descartes

G. Galilei

Rete Meteorologica Medicea (1654-1667)

RMM

1. Antignano

2. Bolonia

3. Innsbruck

4. Milan

5. Osnabruck

6. Paris

7. Parma

8. Vallombrosa

9. Varsòvia

7

95

6

2

8

4

1

3

7

95

6

2

8

4

1

3

Rete Meteorologica Medicea (1654-1667)

RMM

1. Antignano

2. Bolonia

3. Innsbruck

4. Milan

5. Osnabruck

6. Paris

7. Parma

8. Vallombrosa

RMM

1. Antignano

2. Bolonia

3. Innsbruck

4. Milan

5. Osnabruck

6. Paris

7. Parma

8. Vallombrosa

9. Varsòvia

7

95

6

2

8

4

1

39. Varsòvia

7

95

6

2

8

4

1

3

7

95

6

2

8

4

1

3

Creació de xarxes d’observatoris amb

mètodes i instruments homologables

Xarxa de Leopold de Toscana (Rete Medicea, 1654-1667)

Durant el segle XVIII es consoliden arreu d’Europa institucions científiques i observatoris. Hom assoleix un coneixement raonable del comportament de l’atmosfera a escala planetària.

Royal Society

Greenwich

París

Estocolm

Vaticà

2.c. La implicació dels metges a l’observació meteorològica

La industrialització i el creixement demogràfic de la segona meitat del segle XVIII comporten problemes nous de salut pública: - Noves epidèmies i malalties professionals - Gestió dels residus i de la contaminació - Proveïment d’aigües de boca “potables”

Els metges desenvolupen una nova visió del medi ambient i les condicions de vida a les ciutats

La població de Barcelona s’incrementa durant el segle XVIII un 320%

1717 1787 1830 1842 1857

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Població (milers d'habitants)

34.00534.005 111.410111.410 97.41897.418 121.815121.815 183.787183.787

1717 1787 1830 1842 1857

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Població (milers d'habitants)

34.00534.005 111.410111.410 97.41897.418 121.815121.815 183.787183.787

Barcelona

Louis Cotte, secretari científic, publica Traité de Météorologie (1774).

- Una xarxa internacional de 206 observatoris - La publicació anual de les Histoire et Mémoires de la Société Royale de Médecine, recopilant i difonent les dades de la xarxa entre 1776 i 1786.

L’exemple més proper és la Société Royale de Médecine de París. Creada el 1776 i extingida l’any 1793 per problemes estrictament polítics.

2.d. La Catalunya del segle XVIII. Explicació del seu impuls científic

1714

Abans

Un país: - Institucions pròpies suprimides. - Limitacions en l’ús de la llengua pròpia. - Règim econòmic de reparacions de guerra indefinit (Real Catastro). - Control militar de la política i la justícia (Capitán General i Real Acuerdo). Tot plegat “...con el máximo empeño sin que se note el cuidado (...) para mantenerlos más contenidos y menos orgullosos...”

Després

Universitats catalanes

1300-1714

Un exemple ho explica tot:

el periple formatiu de Francesc Salvà

Vic

Barcelona

Solsona

Lleida

Tarragona

Tortosa

Girona

Universitats catalanes

1714-1843

Cervera

Real Junta Particular de Comercio, actual Cambra de Comerç de Barcelona

Suport material i financer per a la docència: - Conferència Physico-Mathematica Experimental - Reial Acadèmia de Ciències i Arts - Reial Acadèmia de Medicina pràctica - Col·legi de Cirurgia - Acadèmia de Farmàcia de Sant Victorià - 16 Escoles de Llotja

Una veritable Universitat científica, tècnica i laboral malgrat la prohibició de 1716

1758

Jaume Bonells: un dels fundadors de la Reial Acadèmia de Ciències Naturals i Arts de Barcelona (1770)

Pau Balmas: un dels fundadors de l'Acadèmia Mèdico-Pràctica de Barcelona (1770)

Document fundacional de la “Conferencia Physico-Mathematica Experimental”. Embrió de la institucionalització moderna de la ciència a Catalunya.

Font: Web Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona

L’any 2014 farà 250 anys

1764

Jaume Bonells l’octubre de 1779 postula unes funcions molt específiques per a les acadèmies mèdiques, entre les quals:

- Generar observació meteorològica sistemàtica i contínua de totes les variables possibles per a tenir referents ambientals dels episodis epidèmics.

- Fer estudis sobre qualitat del medi i de les aigües en els entorns de les poblacions on està destinat cada metge (Topografies mèdiques).

- Coordinar, intercanviar i publicar tots els resultats de les recerques individuals.

- Donar suport a les autoritats civils quan ho requereixin.

1779

Malauradament, Jaume Bonells no pot

gaudir de les activitats que ell mateix proposa

i organitza

2.e. El Dr. Francesc Salvà i les seves “Taules Meteorològiques”

Activitat d’observador meteorològic: 1780-1827, al seu domicili particular al carrer Petritxol, 11.

- Els registres segueixen les pautes metodològiques de la Royale Société de Medicine de Paris (L. Cotte, 1774)

- F. Salvà es preocupa per donar continuïtat a les observacions entre els seus deixebles i companys.

- També hi ha una tasca divulgativa Publicant diàriament les observacions i atenent consultes i cartes de lectors al Diario de Barcelona.

Francesc Salvà i Campillo (1751-1828)

Realitza tres registres instrumentals diaris entre gener de 1780 i gener de 1827. 18 observacions diàries x 47 anys. Més de 308.000 dades

Gener 1780

Tau

les

Me

teo

rolò

giq

ue

s, v

olu

m I

Desembre 1825

Tau

les

Met

eo

rolò

giq

ue

s, v

olu

m IV

, an

nex

Observadors meteorològics a Barcelona. 1780-1936

1

1) F. Salvà i J. Isern, C. Petritxol 11 1780-1827

2

2) P. Vieta C. Llibreteria, 22 1827-1853

3a

3a) L. Presas C.Sant Pau, 22 1848-1869 3b) L. Presas C. Canuda, 26 1869-1874

4 4) J.R. Campaner C. Carme, 47 1853-1873

5

5) A. Burckhart C. Zurbano, 5 1874-1884

6

6) J. Montserrat C. Hospital, 47 1880-1885

7

7) Universitat C. Carme 1855-1882(?)

8

8) Universitat Ed. històric 1882-1936

3b

500m 0m

Pau Balmas Conferència Physico-Mathematica experimental (1764) + Lobby de científics catalans a Madrid, facilitant la institucionalització d’entitats científico-acadèmiques +

Jaume Bonells Conferència Physico-Mathematica experimental (1764)

Francesc Salvà 1780-1825

RAMC/RACAB

Antoni Martí Franquès 1780, Altafulla

RACAB

J. Isern Molleras 1825-1835

RAMC

Agustí Yàñez Girona 1830-1850

RACAB/CSV(F)

Pere Vieta 1835-1855

RAMC UB

Llorenç Presas 1850-1875 RACAB/UB

Josep Pasqual 1770

Hosp. VIC Mn. Canelles

1780 Convent trinitaris

Marià Olivés 1830 Lleida

Manel Barba Roca 1790

Vilafranca Penedès

Col.legi Orfes Balaguer 1860

Família Bolós 1780

OLOT Rafel Patxot 1880-1920

St. Feliu Guíxols Observatori de l’Ebre

IHS 1904

Observatori del Monestir de Montserrat

1902

ACOM, ACAM, empreses, col.legis,

XOM ... ...

Eduard Fontserè

Granja Escola 1896 RACAB 1902

Observatori Fabra RACAB

1905 ... ...

J.R. Campaner 1855-1875

RAMC A. Burkhart 1875-1884

Òptic

J. Montserrat 1880-1885

Metge/RACAB

Juan Agell 1835-1860

UB Escola

Industrial Observació oficial de l’Estat

1855-1938 ... ... Universitat de Barcelona

SMN/INM/AEMET

Escola Industrial Granja Escola

Diputació/Mancomunitat 1860

SMC Històric i

SMC actual 1920

1750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 1925 1950...

3. El rescat i tractament de les observacions: dels documents a les dades numèriques

1a fase. Detecció de les fonts. La documentació es troba molt dispersa i en diferents formats. Sempre que ha estat possible, s’han consultat els documents originals, però no sempre ho ha estat. En aquests casos, la premsa ha omplert aquest buit.

Reial Acadèmia de Medicina de Catalunya (1780-1827)

Reial Acadèmia de Ciències i Arts de Barcelona (1849-2011)

Portada del Diario de Barcelona (5 de gener de 1800)

2a fase. Recuperació i preservació de la informació. Un cop identificada la documentació, el següent pas implica el traspàs del paper al format digital, mitjançant la tècnica de l’escaneig. En aquesta fase, no només s’ha recuperat la dada, sinó també tot allò relacionat amb la metadada.

Escaneig de la documentació als Arxius de la RAMC (damunt) i RACAB (esquerra)

Exemple de metadada Observacions de Llorenç

Presas (1849-1874) (ARACAB)

3a fase. Digitalització de la informació. La digitalització és la fase més feixuga i que consumeix més temps. L’ampli ventall de tipus d’observacions (variables), freqüència (habitualment tres observacions diàries) i de formats del material original (sovint manuscrits) han dificultat força la tasca.

El volum de dades digitalitzades supera la xifra

d’1.350.000, incloent les variables temperatura, precipitació, pressió

atmosfèrica, estat del cel i meteors. Majoritàriament, les observacions es feien

tres cops al dia

3a fase. Digitalització de la informació. Exemple de la mostra de formats

Taula d’observacions de gener de 1780 Dr. Francesc Salvà

Portada del Diario de Barcelona 5 de gener de 1810

Full d’observacions de maig de 1855 - Universitat de Barcelona

Full d’observacions de maig de 1856 Llorenç Presas

Portada del diari La Imprenta, de 5 de

setembre de 1871

Llibreta d’observacions de l’Observatori Fabra. Abril de 1931

4a fase. Control de Qualitat. Després de la digitalització, es procedeix al control de qualitat de les dades a resolució diària, és a dir, un conjunt de procediments per a detectar i identificar errors produïts en el procés d’anotació, manipulació o digitalització de les dades. Aquests controls estan jerarquitzats i s’agrupen en:

• Test de grans errors (exemple: precipitació negativa, desplaçament de la coma). • Tests de tolerància (exemple, una temperatura màxima de 30ºC al mes de gener). • Tests de consistència interna (exemple, la temperatura mínima ha de ser inferior a la temperatura màxima). • Test de coherència temporal (exemple, una diferència excessiva entre dos valors de temperatura diària correlatius o repetició del mateix valor diversos dies). • Test de coherència espacial, un valor sospitós es contrasta amb la dada enregistrada a una estació propera aquell mateix moment.

Exemple gràfic d’un valor erroni o dubtós.

Representació de l’evolució diària de la temperatura

de l’aire a les 07h (1800-1809)

Dels 84.735 dies, només 391 (un 0,46%) s’han identificat com a erronis

5a fase. Composició de la sèrie. La sèrie climàtica de Barcelona s’ha de composar a partir de les dades procedents de diferents punts.

SALVÀ VIETA CAMPANER BUR. UB - Edifici històric OBSERVATORI FABRA

1780

1800

1820

1840

1860

1880

1900

1920

1960

1940

1980

2000

1 2 3 4 5 6

Sèries principals

Sèries de suport

6a fase. Anàlisi d’homogeneïtat. Per poder obtenir una sèrie útil, cal analitzar la seva homogeneïtat, és a dir, assegurar que qualsevol tendència o variació que es detecta és fruit només de factors climàtics i no d’elements externs: canvis d’ubicació, d’instrumental, de mètodes d’observació, d’unitats de mesura... L’anàlisi utilitza sèries climàtiques properes i a resolució mensual per posar a prova la sèrie de Barcelona (homogeneïtat relativa), permet detectar els punts de ruptura i corregir-la.

Sèries utilitzades en l’anàlisi d’homogeneïtat

El període crític és l’inicial, per l’escàs nombre de sèries

d’entorn

Sèries disponibles Sèries detectades

Sèries meteorològiques diàries contínues més antigues d’Europa ja disponibles:

1) Uppsala (SE), 1722 2) Basilea/Berna (CH), 1755 3) Estocolm (SE), 1756 4) Milà (IT), 1763 5) Pàdua (IT), 1766 6) Londres (GB), 1770 7) París (FR), 1770 8) Barcelona, 1780 9) Hohenpeissenberg (DE), 1780 10) Praga (CZ), 1781 11) Edimburg (GB), 1785 *12) Cadis/San Fernando, 1786 *13) Palerm (IT), 1790 14) Gibraltar (GB), 1790 15) Armagh (GB), 1795 (*) Sèries amb moltes discontinuïtats fins 1820-30

Sèries meteorològiques diàries detectades i recuperables: - Roma (VA) - València - Marsella (FR) - Madrid - Bolonya (IT) - Trondheim (NO) - Bergen (NO) - Lund (SE) - Viena (AT)

La sèrie de Barcelona en el context europeu. Per la seva longitud i continuïtat, la sèrie de Barcelona estaria entre les deu primeres.

Resultats. La reconstrucció de la sèrie de la temperatura mitjana permet detectar els anys més càlids i més freds de la sèrie i períodes climàtics coneguts.

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Ano

malia

de t

em

pera

tura

(ºC

) re

sp

ecte

el p

erío

de 1

961-1

990

Barcelona - Temperatura mitjana anual (1780-2011)

Evolució de la temperatura mitjana anual, expressada com a anomalia o diferència respecte la mitjana del període de referència 1961-1990 (14,8 ºC). La corba negra correspon una mitjana mòbil d’11 anys de període.

5 anys més càlids

(anomalia)

2006 (+1,7 ºC)

2003 (+1,6 ºC)

1997 (+1,4 ºC)

2009 (+1,4 ºC)

2011 (+1,4 ºC)

5 anys més freds

(anomalia)

1816 (-2,3 ºC)

1814 (-2,2 ºC)

1887 (-2,0 ºC)

1813 (-1,8 ºC)

1853 (-1,7 ºC)

Mínim solar Dalton + erupció Tambora

Mínim solar secundari + erupció Krakatau

Escalfament global

Una aproximació estacional permet detectar comportaments diferenciats.

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

An

om

alia

de

tem

pe

ratu

ra (ºC

) re

sp

ecte

el p

erí

od

e 1

96

1-1

99

0

Temperatura mitjana d'hivern (1780-2011)

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

An

om

alia

de

tem

pe

ratu

ra (ºC

) re

sp

ecte

el p

erí

od

e 1

96

1-1

99

0

Temperatura mitjana d'estiu (1780-2011)

1816 L’any “sense estiu”

(post-Tambora)

2003 Onada de calor

1829/1830

1989/1990

Els resultats obtinguts estan en sintonia amb els obtinguts a altres regions.

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Ano

malia

de t

em

pera

tura

(ºC

) re

sp

ecte

el p

erío

de 1

961-1

990

Barcelona - Temperatura mitjana anual (1780-2011)

02/10/1787

9965

10005

10076 10059

10093

10304

10313

B

A

“Riuada Grossa al riu Ebre de 1787” IMPACTES: - 183 víctimes mortals - 518 edificis derruïts - 3 ponts

1 a 8 d’octubre de 1787

LLEGENDA

A 1020mb

B 1008mb

Intèrval 4mb

LLEGENDA

A 1020mb

B 1008mb

Intèrval 4mb

Potencialitat climàtica de la sèrie de Barcelona. • Millorar el coneixement de la variabilitat i el canvi climàtic a la Mediterrània occidental. • Proporcionar noves dades per a la validació dels models climàtics. • Millorar la comprensió d’episodis meteorològics extrems, com ara les sequeres o les inundacions.

08/10/1787

10065

10260 10234

10225

10207

10236

A

B

Temperatura mitjana anual (1780-2011): 14,5 ºC

Augment de la temperatura mitjana (1780-2011): +0,07 ºC/dècada Increment global (1780-2011): +1,6 ºC

12.0

12.5

13.0

13.5

14.0

14.5

15.0

15.5

16.0

16.5

17.0

1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Tem

pera

tura

(º

)

Barcelona - Temperatura mitjana anual (1780-2011)

Gràcies per

la seva atenció