Cambiamenti climatici, siccità e impatti sull’agricoltura Siciliana: un’analisi geospaziale attraverso Google Earth Engine

Drought represents one of the main consequences of climate change in Mediterranean regions, which are currently characterized by rising temperatures and an increasing frequency of extreme climate events (MedECC (Mediterranean Experts on Climate and environmental Change), 2020). In this context, Sicily is particularly vulnerable due to the agricultural sector's strong dependence on water resources and its significant economic role (CREA, 2025). Although several studies in the literature have analyzed the effects of climate change in Sicily, such as (Arnone et al., 2013) and (Monforte & Ragusa, 2022) there is still a need to further investigate the spatio-temporal evolution of drought in Sicily, combining climatic variables with satellite indicators such as Land Surface Temperature (LST), and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), in order to identify the areas most exposed to the phenomenon and evaluate its effects on the agricultural sector. The aim of this study is to assess the evolution of drought in Sicily and analyze its impacts on agriculture, investigating possible changes over time and identifying the most vulnerable areas. The analysis was conducted using the Google Earth Engine platform and climatic and satellite datasets related to mean and maximum temperature, precipitation, Land Surface Temperature (LST), and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The study was developed through three complementary analyses: the first evaluating regional trends for the period 1990-2025; the second, focusing on hotspot areas, for the period 2000-2025; and the third involving a temporal comparison between the periods 2000-2005 and 2020-2025. The analyses considered the period from March to August. The results show that, over the period analyzed, the average temperature in Sicily increased by 1.58°C while the maximum temperature increased by 1.36°C. Heat-wave events characterized by sequences of days with maximum temperatures above the TX90p threshold were also identified. Regarding precipitation, positive rainfall anomalies have been observed in recent years, which at first glance might appear favorable. However, as highlighted by (Arnone et al., 2013), these anomalies should be interpreted in the context of a broader change in the rainfall regime, characterized by a reduction in low-intensity precipitation and an increase in intense rainfall events (Arnone et al., 2013). Land Surface Temperature (LST) analyses show a decreasing trend of 0.28 °C per decade. However, critical areas, also referred to as hotspots, have emerged, where a negative relationship between LST and NDVI was observed for the individual crops analyzed. Overall, these results highlight a relationship between surface thermal conditions and vegetation response in agricultural areas, with particularly evident patterns for arable land, olive groves, orchards, and vineyards. Overall, the results indicate localized climatic criticalities in some areas of Sicily, where agricultural management may become more challenging. This situation highlights the need to adopt adaptation and water management strategies to support the areas that are potentially more vulnerable.

La siccità rappresenta una delle principali conseguenze del cambiamento climatico nelle regioni del Mediterraneo, attualmente caratterizzate dall’aumento delle temperature e da una maggiore frequenza di eventi climatici estremi (MedECC (Mediterranean Experts on Climate and environmental Change), 2020). In questo contesto, la Sicilia risulta particolarmente vulnerabile a causa della sua posizione al centro del Mediterraneo e per la forte dipendenza del settore agricolo dalle risorse idriche (CREA, 2025). Nonostante in letteratura vi siano diversi studi che analizzano gli effetti dei cambiamenti climatici in Sicilia, quali (Arnone et al., 2013), (Monforte & Ragusa, 2022) ad oggi risulta necessario approfondire l’evoluzione spazio-temporale della siccità, combinando variabili climatiche con indicatori satellitari, quali la temperatura della superficie del suolo (LST) e l’indice di vegetazione a differenza normalizzata (NDVI), al fine di individuare le aree maggiormente esposte al fenomeno e valutarne gli effetti sul comparto agricolo. L’obiettivo di questo lavoro è di valutare l’evoluzione della siccità in Sicilia e analizzarne gli impatti sull’agricoltura, verificando l’eventuale peggioramento nel tempo e identificando le aree maggiormente vulnerabili. L’analisi è stata condotta mediante la piattaforma Google Earth Engine utilizzando i dataset climatici e ambientali relativi alla temperatura media e massima, alle precipitazioni, alla temperatura della superficie del suolo (LST) e all’indice di vegetazione a differenza normalizzata (NDVI). Lo studio è stato sviluppato attraverso tre analisi complementari: la prima in cui si valuta l’andamento regionale per il periodo 1990-2025; la seconda, riguardante le aree hotspot, per il periodo 2000-2025 ed infine la terza, con un confronto temporale tra i periodi 2000-2005 e 2020-2025. Le analisi sono state condotte considerando il periodo compreso tra marzo e agosto. Dai risultati emerge che, nel periodo analizzato, la temperatura media in Sicilia ha registrato un aumento di 1,58°C mentre la temperatura massima è aumentata di 1,36°C, evidenziato dalla presenza di periodi caratterizzati da sequenze di giorni consecutivi con temperature superiori alla soglia TX90p. Per quanto riguarda le precipitazioni, negli ultimi anni si osservano anomalie pluviometriche positive che, a prima vista, potrebbero apparire favorevoli; tuttavia, come evidenziato dallo studio condotto da (Arnone et al., 2013), tali anomalie devono essere interpretate nel contesto di un più ampio cambiamento del regime pluviometrico, caratterizzato da una riduzione delle precipitazioni di debole intensità e da un aumento degli eventi piovosi intensi (Arnone et al., 2013). Infine, le analisi relative alla temperatura della superficie del suolo (LST) evidenziano una tendenza alla diminuzione, pari a 0,28°C/decennio, non statisticamente significativa, tuttavia emergono delle aree critiche, definite anche hotspot in cui emerge una relazione negativa tra LST e NDVI per le singole colture analizzate. Questi risultati evidenziano una relazione tra le condizioni termiche superficiali e la risposta vegetazionale nelle aree agricole, con effetti particolarmente evidenti per seminativi, oliveti, frutteti e vigneti. Nel complesso, i risultati evidenziano una maggiore criticità localizzata delle condizioni climatiche in alcune aree della Sicilia, dove la gestione agricola risulta sempre più critica e complessa. Questa situazione sottolinea come sia necessario adottare delle strategie di adattamento e di gestione delle risorse idriche, a sostegno delle aree maggiormente colpite.