Massime intensità macrosismiche osservate nei comuni italiani valutate a partire dalla banca dati macrosismici del GNDT e dai dati del Catalogo dei Forti Terremoti in Italia di ING/SGA Elaborato per il Dipartimento della Protezione Civile a cura di D. Molin, M. Stucchi e G. Valensise con la collaborazione di C. Meletti, S. Mirenna, G. Monachesi, G. Morelli, L. Peruzza, A. Zerga marzo 1996 Per informazioni, richieste e commenti: D. Molin, M. Stucchi , G. Valensise Web a cura di G. Rubbia Rinaldi, S. Brenna e E. Cova (settembre 1997)

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• Premessa
• La banca dati del GNDT
• I dati di CFTI
• Il riferimento comunale
• Metodologia
• Risultati
• Bibliografia
• All.1 - Distribuzione dei comuni per classi di Imax oss/pon

Premessa

La compilazione di una mappa affidabile delle massime intensità macrosismiche realmente osservate richiede la disponibilità di una storia sismica sufficientemente completa nell'arco di tempo prescelto per un insieme di località abbastanza denso. In passato queste condizioni erano ben lontane dall'essere soddisfatte. Di conseguenza, la maggior parte delle cosiddette carte delle "massime intensità osservate" prodotte sia in Italia (PFG, ING/SGA), sia in Europa, sono basate su dati estrapolati da carte delle isosisme o addirittura calcolati a partire da un catalogo e da leggi di attenuazione, a loro volta ottenute da isosisme. Queste carte non rappresentano dunque massime intensità "realmente osservate", com'è indirettamente confermato anche dal fatto che esse non consentono una rappresentazione tabellare della massima intensità risentita da ogni singolo centro abitato. Per precisare questo concetto, il PFG (Petrini, 1979) adottò il termine di massime intensità "osservabili", ovvero intensità che si sarebbero potute osservare, in passato, in assenza di anomalie locali geologiche o di vulnerabilità, nell'ipotesi che catalogo e leggi di attenuazione adottati fossero effettivamente rappresentativi delle caratteristiche della sismicità nella regione di interesse.

Oggi, in Italia, la situazione si presenta abbastanza diversa. Gli studi effettuati da ENEA, PFG, ENEL, GNDT, ING/SGA e da singoli autori hanno reso disponibili una grande quantità di osservazioni macrosismiche, la maggior parte delle quali esprimibili in termini di scale macrosismiche. Per un discreto numero di località è disponibile un record storico praticamente completo; per molte altre è ipotizzabile che il record sia abbastanza completo, almeno per le intensità più elevate. D'altro canto, negli ultimi anni sono stati evidenziati problemi ed incertezze concettuali relativi al tracciamento delle isosisme (Berardi et al., 1990), e sono in fase di sviluppo procedure per l'utilizzo diretto delle osservazioni, senza il ricorso sistematico alle carte delle isosisme. È dunque pensabile di poter compilare una mappa di massime intensità osservate che si basi, in misura prevalente, su valori realmente osservati, facendo ricorso ad aggiustamenti solo per quelle località ove questo si renda necessario, a misura del dettaglio dell'analisi.

La banca dati del GNDT

A partire dal 1988 il GNDT ha raccolto, verificato e ricompilato la grande maggioranza dei dati macrosismici disponibili per terremoti relativi al periodo 1000-1980; l'aggiornamento al 1995 è in corso. Questi dati provengono da alcuni bacini principali, in parte pubblici, in parte riservati, e da studi isolati. Per diversi terremoti sono disponibili più studi, ossia più insiemi di dati compilati a partire da informazioni primarie (record storici) parzialmente coincidenti, ed interpretati con criteri spesso non omogenei. Per ogni terremoto per il quale esistono più studi il GNDT ha effettuato una scelta, basata essenzialmente sulla qualità degli studi stessi e sul numero delle informazioni disponibili; successivamente ha compilato i dati in un formato unico, procedendo ad una "referenziazione" dei dati stessi a un'unica "authority" geografica, il "catalogo ENEL-ISTAT 71 delle località abitate italiane". Questa operazione, complessa e onerosa, ha individuato problemi nel 10% dei dati, la meta' dei quali gravi.

Parallelamente, il GNDT ha dato corso a nuovi studi di terremoti, privilegiando gli eventi per i quali non fossero già disponibili studi qualificati; anche in questo caso i dati sono stati georeferenziati, in analogia a quanto discusso in precedenza.

Per entrambi i gruppi di studi è stata data priorità agli eventi "principali" di ciascuna sequenza, con esclusione quindi delle repliche individuate secondo il criterio adottato per la compilazione dei cataloghi NT (Stucchi e Zerga, 1993). In definitiva, i dati disponibili sono quelli relativi agli eventi "principali", cioè quelli relativi ai terremoti inseriti nel predetto catalogo. Questa scelta, dettata da esigenze operative oggi in corso di superamento, non ha alcuna conseguenza sulla compilazione di una mappa delle massime intensità osservate, in quanto le repliche producono generalmente intensità di livello inferiore. Peraltro, nel caso delle repliche l'affidabilità delle stime di intensità per effetti superiori alla soglia del danno è notoriamente bassa per la difficoltà di separare il loro effetti da quelli indotti dalla scossa principale.

In totale, utilizzando i dati della banca GNDT la mappa delle massime intensità osservate può essere prodotta a partire da 943 eventi di intensità epicentrale superiore o uguale alla soglia del danno (Io >= 5/6). Per questi eventi si dispone complessivamente di circa 33.000 osservazioni riferite a 9070 località, di cui 8518 in territorio italiano.

I dati di CFTI

Il "Catalogo dei Forti Terremoti in Italia" (CFTI) recentemente pubblicato a cura dell'ING/SGA (Boschi et al., 1995) raccoglie i risultati di ricerche finalizzate svolte tra il 1983 e il 1995. I risultati pubblicati fanno riferimento a due principali bacini di informazione: quello legato alle ricerche svolte tra il 1983 e il 1986 dalla SGA (Storia Geofisica Ambiente) per conto dell'ENEL nel quadro del Piano Energetico Nazionale, e quello, complementare al primo, progressivamente creato dall'ING con ricerche a carattere monografico sui più forti terremoti di diverse aree geografiche italiane e dell'area Mediterranea.

Le caratteristiche generali e le motivazioni di queste ricerche hanno fatto sì che una quota significativa degli sforzi venisse dedicata a forti terremoti avvenuti prima dell'anno 1000, mentre per le stesse ragioni mancano quasi completamente informazioni sul risentimento di terremoti con Io <= 8. Per ovvii motivi di incertezza delle osservazioni raccolte e di distribuzione dei centri abitati e della popolazione, i terremoti ante-1000 sono stati esclusi dall'elaborazione qui descritta. Per il periodo 1000-1980 il CFTI contribuisce con 259 eventi, scelti fra i più rilevanti nell'intero territorio nazionale ed aree limitrofe; anche in questo caso quindi restano escluse le osservazioni sulle repliche, per le quali valgono comunque le osservazioni già svolte a proposito della banca dati GNDT. Anche nel caso del CFTI i dati di intensità sono stati referenziati al file "catalogo ENEL-ISTAT 71 delle località abitate italiane" e sono quindi, almeno sotto questo aspetto, del tutto omogenei con quelli della banca dati GNDT.

Per 226 di questi eventi sono disponibili dati di intensità relativi a circa 8110 località, di cui circa 7800 in territorio italiano. Di questi eventi, in particolare, circa 215 sono "principali"; per 205 di questi ultimi sono disponibili anche i dati di intensità della banca dati GNDT, provenienti da studi differenti e indipendenti.

Il riferimento comunale

I dati GNDT e CFTI coprono in totale circa 10.000 località, la cui distribuzione geografica risulta sufficientemente omogenea tenuto conto dell'orografia del territorio. La distribuzione temporale privilegia gli ultimi due secoli, anche se per le intensità più elevate si dispone di dati abbastanza rappresentativi anche per i secoli precedenti.

L'unità di riferimento operativo per l'attuazione di molte normative e procedure è rappresentata dal territorio comunale. La mappa delle massime intensità osservate è stata quindi compilata "per comune"; qualora per uno stesso comune siano disponibili dati riferiti a più località, è stato attribuita all'intero territorio comunale la massima fra le intensità osservate nelle varie località appartenenti al comune stesso (Monachesi et al., 1994).

Va tuttavia ricordato che questa scelta rappresenta solo una prima approssimazione. Infatti può risultare penalizzante per località non soggette a sistematici fenomeni di amplificazione o per porzioni del territorio comunale molto distanti dalle località alle quali si riferisce il grosso delle informazioni disponibili; si noti che tale effetto è tanto più significativo quanto più il comune è esteso, come ad esempio nel caso di Roma. Occorre infine osservare che alle cosiddette "isole amministrative" andrebbe attribuito, in via di principio, un valore di intensità massima osservata coerente con la loro collocazione geografica piuttosto che con la loro afferenza amministrativa.

Metodologia

Le circa 10.000 località per cui sono disponibili osservazioni ricadono in 5660 comuni, a fronte di 8101 comuni italiani (censimento Istat 91). In particolare, per 4065 comuni esistono dati sia GNDT che CFTI, per 950 comuni esistono solo dati GNDT, per 645 comuni esistono solo dati CFTI, mentre per 2441 comuni non si hanno dati osservati. La maggior parte di questi ultimi comuni si trova in Sardegna, regione poco sismica, nonché in Piemonte e Lombardia, regioni in cui si osserva una forte frammentazione con numerosissimi comuni di piccola superficie.

Le prime fasi dell'elaborazione hanno messo in luce due problemi principali:

a) I due insiemi di dati GNDT e CFTI -ING/SGA sono solo parzialmente confrontabili, poiché derivano da ricerche a diverso livello di approfondimento, da bacini di informazioni parzialmente differenti e da procedure di assegnazione dell'intensità diverse. Per superare questa difficoltà si possono seguire diverse strategie, fra le quali la più rigorosa avrebbero richiesto di effettuare confronti approfonditi sulla "qualità degli studi" scegliendo il più affidabile caso per caso. Poiché questa operazione avrebbe richiesto un tempo abbastanza lungo e avrebbe comunque lasciato un certo margine di soggettività, si è ritenuto più opportuno, sia per semplificare le operazioni che per porsi in una posizione più cautelativa, procedere per "somma" dei due set di informazioni assumendo per ogni comune il massimo valore di intensità denunciato dalla base di dati complessiva così ottenuta. Solo per poche decine di comuni si è ricorso ad un leggero abbassamento, mai superiore a due gradi, in base alle motivazioni spiegate al punto seguente.

b) Per alcuni comuni sono disponibili numerose osservazioni, talora anche diverse decine, mentre per molti altri sono disponibili poche osservazioni o addirittura una soltanto. Per quanto riguarda il primo caso si deve osservare che recenti elaborazioni (Mucciarelli et al., 1994) hanno dimostrato che le storie sismiche sono affidabili e forniscono, tra l'altro, risultati stabili per il calcolo della pericolosità sismica. Nel secondo caso, invece, si tratta in generale di piccoli comuni entrati in gioco solo in occasione di forti terremoti, o di comuni da cui sono segnalate intensità basse, per lo più in occasione di terremoti recenti. Per questi ultimi l'uso dell'unico dato disponibile può risultare non corretto e né tanto meno cautelativo. In questi casi, così come nei casi in cui l'intensità massima risulta molto più bassa di quanto suggerito dai valori osservati nei comuni limitrofi o nei casi estremi in cui non esiste alcun dato osservato, si è proceduto assegnando comune per comune un valore "ponderato" di intensità (Imax/pon), stimato per estrapolazione dai valori osservati nei comuni limitrofi oppure calcolando un risentimento massimo a partire dal catalogo NT.3 mediante opportune leggi di attenuazione.

Seguendo un'analoga strategia, oppure in presenza di evidenti imprecisioni nei dati, in poche decine di casi si è ritenuto opportuno "abbassare" il valore osservato di Imax. Si è ritenuto tuttavia di non procedere in questa direzione nel caso di alcune grandi città (ad esempio Roma, Milano, ecc.), in quanto si ritiene che l'amplificazione degli effetti osservati relativamente ai comuni limitrofi possa riflettere una reale maggior vulnerabilità complessiva di questo tipo di abitati.

Un ulteriore informazione potrebbe riguardare l'indicazione del/i terremoto/i reponsabile/i dei valori di intensità proposti. Per i comuni per cui viene fornita un valore di Imax/pon tale operazione è ovviamente impossibile, mentre per i comuni in cui viene fornita la Imax/oss questo dato può essere in linea di principio indicato. Per questi ultimi, tuttavia, si deve considerare che il valore di Imax/oss può essere stato raggiunto più volte nel corso degli ultimi mille anni (corripondenti all'arco cronologico a cui fa riferimento l'elaborazione in oggetto); per fornire questo dato in modo completo occorre un formato di rappresentazione più articolato. Per queste ragioni, stanti anche l'urgenza ed i fini del presente lavoro, si è ritenuto più opportuno non inserire i dati relativi ai terremoti responsabili dell'intensità massima tabellata.

Risultati

In totale Imax/pon è stata assegnata ai 2441 comuni per i quali non sono disponibili osservazioni, e a altri 1810, in relazione alle considerazioni espresse più sopra. La distribuzione dei dati nelle regioni d'Italia è presentata in Tab. 1, nella quale sono differenziati i dati relativi ai comuni che non dispongono di osservazioni, quelli per i quali è stato adottato il valore osservato (Imax/oss) e quelli per i quali è stato adottato il valore Imax/pon.

Ad ogni comune risulta quindi associato un valore di intensità massima osservata (Imax/oss), oppure "ponderata" (Imax/pon), espresso in una delle cinque classi seguenti: <= 6, 7, 8, 9, >= 10. Ai fini dell'elaborato in questione non si è ritenuto utile differenziare i valori al di sotto del 6 grado ed al di sopra del 10. I valori intermedi sono stati associati alla classe superiore (es.: 6/7 è stato considerato equivalente a 7).

Va sottolineato che questa scelta, unitamente a quella di associare all'intero territorio comunale il valore massimo di intensità osservata in almeno una località appartenente al comune stesso e di assegnare un valore "ponderato" nei casi in cui il record storico è molto incompleto, determina una rappresentazione tendenzialmente "pessimista" degli effetti dei terremoti del passato.

Si sottolinea che queste scelte, unitamente a quelle precedentemente illustrate, di assumere per il comune il valore massimo osservato nel comune stesso e, nel caso di disponibilità di dati sia GNDT che CFTI-ING/SGA di scegliere il valore più elevato, orientano i risultati in senso cautelativo e possono pertanto risultare sovrastimati.

I risultati dell'elaborazione sono disponibili a partire dalla carta delle massime intensità osservate, organizzati per provincia e presentati nel seguente formato:

• denominazione del comune;
• codice Istat 91 e coordinate del capoluogo;
• Imax oss/pon (intensità massima osservata o valore "ponderato" proposto).

Bibliografia

Berardi R., Magri L. e Mucciarelli M., 1990. Do different experts and computer programs agree on the interpretation of the same intensity map? In: A. Roca e D. Mayer-Rosa (eds.), Proceedings and Activity report 1988-1990, XXII ESC General Assembly, Barcellona, 17-22 Settembre 1990, 1, pp. 371-376.

Boschi E., Ferrari G., Gasperini P., Guidoboni E., Smriglio G. e Valensise G. (eds.), 1995. Catalogo dei forti terremoti in Italia dal 461 a.C. al 1980. ING-SGA, Bologna, 970 pp.

Monachesi G., Coppari H., Meloni F., Mirenna S., Molin D. and Mucci L., 1995. Macroseismic observations in Central Italy. Proceedings of XXIV ESC Gen. Assembly, Athina, 19-24 September 1994, pp. 1673-1680.

Mucciarelli M., Albarello D. and Stucchi M., 1996. Sensitivity of hazard estimates to the use of historical site data. In: V. Schenk (Editor), Earthquake Hazard and Risk, Kluwer, Dordrecht, pp. 141-151.

Petrini V. (a cura di), 1979. Carte preliminari di scuotibilità del territorio nazionale. Pubbl. Prog. Final. Geodin., 227.

Stucchi M., e Zerga A., 1993. Criteri di compilazione ed analisi del contenuto di NT.1, un catalogo "di lavoro" del GNDT. Atti del XII Convegno Annuale G.N.G.T.S., Roma, 24-26 novembre 1993, pp. 311-320.