L’ Osservatorio Geofisico di Modena:

aspetti storici e funzionali

Luca Lombroso

Osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE

1

Corso di SCIENZE “PECULIARITA’ DEL TERRITORIO MODENESE”

Associazione Cultura e Vita www.culturaevita.unimore.it

a.a. 2015/16

Il Palazzo Ducale di Modena non è solo Accademia Militare: la parte alta del torrione di levante

e una ampia parte di locali dell’ultimo piano della zona est è la sede storica dell’Osservatorio

I locali sono demaniali in uso perpetuo all’Università

Le radici dell’Osservatorio: Meteorologia e Astronomia a Modena nel XVI-XVIII

le Effemerifi di Cornelio Malvasia e la Carta Lunare di Geminiano Montanari

CARTA LUNARE DI GEMINIANO MONTANARI - Modena 1662

La fondazione dell’Osservatorio e il carteggio di Giovanni Battista Amici“E questa torre astronomica quando si innalzerà? Io spero presto. In quest’anno veramente è

stato un peccato non gettare le basi dell’astronomia in un nuovo osservatorio, poiché la

stagione è stata costantemente tanto bella che si potevan fare le osservazioni di 40 anni.”

Giovanni Battista Amici a Giuseppe Bianchi, 17 giugno 1817

14 gennaio 1826: l’Istituzione dell’Osservatorio Astronomicovoluto dal Duca Francesco IV d’Este e dall’Arciduca Massimiliano, grande appassionato di

astronomia.L’osservatorio viene così formalmente istituito il 14 gennaio 1826, il Duca con

Decreto Chirografo concesse i locali tutt’ora occupati all’Università

Giuseppe Bianchi: Direttore dal 1826 al 1859la Direzione del neonato Osservatorio fu affidata al giovane astronomo e matematico

Modenese Giuseppe Bianchi, inviato a studiare agli Osservatori di Padova e Milano Brera

I locali furono adeguati anche dal punto di vista strutturale per renderli idonei ad ospitare un

osservatorio. In particolare per rendere stabile la torre fu costruito su progetto

dell’arch.Giusmano Soli un apposito arco e la terrazza dotata di cupola e apposite «asole

astronomiche»

I locali furono adeguati anche dal punto di vista strutturale per renderli idonei ad ospitare un

osservatorio. In particolare per rendere stabile la torre fu costruito su progetto

dell’arch.Giusmano Soli un apposito arco e la terrazza dotata di cupola e apposite «asole

astronomiche»

Panorama dall’Osservatorio

“Dopo un tratto piano ed aperto al nordovest s’innalzan in grandissima distanza

alcune montagne, che stimo esser la sommità delle Alpi pennine e fra esse la

maggiore di volume il Monte Rosa, visibile però solamente ai freddi giorni, quando

l’aria è purissima, e ripercotendesene allora la bianchezza delle nevi contro il raggio

mattutino del sole” - Giuseppe Bianchi, 1826

Cerchio Meridiano di Reichembach – strumento dei passaggi di G.B.Amici

L’Osservatorio fu dotato di quelli che, per allora, erano i migliori dell’epoca. Fra questi lo

“strumento dei passaggi” e il “cerchio meridiano"

Le ”asole astronomiche” sono disposte in direzione nord-sud e consentivano la

visione lungo il meridiano con strumenti dei passaggi per la “astronomia di

posizione"

Le ”asole astronomiche” sono disposte in direzione nord-sud e consentivano la

visione lungo il meridiano con strumenti dei passaggi per la “astronomia di

posizione"

Cannocchiale di Franhofer – telescopio di G.B.Amici

Accanto alle osservazioni astronomiche venivano raccolti anche i dati

meteorologici, che proseguono ancora oggi, in una delle serie storiche più lunghe e

ininterrotte mantenuta sempre nello stesso luogo

Il pluviometro di Giuseppe Bianchi

Smog con neve

6 febbraio 2012 , alba fra neve, gelo fumi

e smog dall’Osservatorio

• «Alba del 5 Luglio 1829. Il caldo non avendomi conceduto di chiudere occhio, io mi sono trattenuto a contemplar le naturali bellezze del mattino estivo. Nel primo albeggiar diurno il silenzio delle cose non era interrotto che dalle melodie soavissime di un usignuolo che annida fra le verdure dei sottoposti boschetti nel privato Giardino Reale. Alquanto più tardi, crescendo la luce, uditasi un bisbiglio di passere che si destano, simile allo stormir delle frondi per leggier vento in una selva; di poi usciva primo il rondone e ricominciava senza posa i suoi velocissimi voli, coi quali ei sembra dominar il regno dell’aria. Ma singolarmente bello e curioso accadeva il nascere del Sole. Dapprima rubicondo l’oriente si tinse poscia di quella luce bianca e smorta che annunzia il sorgere del gran disco.»

3 febbraio 1831: Giuseppe Bianchi “Imbraccia il fucile” per la “giusta e sacra

difesa della Patria”

1850: l’officina Metrica Ducale

Il Duca Francesco V affida all’osservatorio il compito di introdurre nel Ducato Estense

il Sistema Metrico Decimale. Giuseppe Bianchi fa costruire a Parigi la “Macchina a

dividere” e il “Comparatore” di Perreax

Verso l’Unità d’Italia: 21 settembre 1859 “licenziato il prof.Bianchi”

Giuseppe Bianchi, filo estense, viene rimosso dall’incarico da Luigi Carlo Farini e

sostituito da Pietro Tacchini

https://www.youtube.com/watch?v=nSAqc0gtJ9g

sotto la Direzione, dal 1863, di Domenico Ragona

l’Osservatorio cambia nome in

OSSERVATORIO METEOROLOGICO (12 marzo 1876)

1870: nasce a Modena la prima rete pluviometrica provinciale

Viene istituita una «commissione meteorologica provinciale»

Le osservazioni sono affidate a volontari, spesso personalità locali, in varie località della

provincia

Due strumenti unici, ideati e inventati a Modena:

Evaporigrafo registratore - Pluviografo a collettore orario

Di Domenico Ragona

Il “Carro Meteorologico” del Ragona

• «Percorrendo il territorio di una Provincia con questo nuovo apparecchio si raccoglierebbero dati molto importanti per la fisica terrestre, non solo per la conoscenza delle costanti magnetiche, ma ancora per quella degli elementi meteorologici, coordinando le osservazioni con quelle delle più vicine stazioni fisse, munite di apparecchi registratori".

… è proprio vero che ogni epoca ha le sue catastrofi… come la curiosa

conferenza del Ragona sulla “fine del mondo”

1897: l’ «Osservatorio meteorologico» cambia nome in

«OSSERVATORIO GEOFISICO»

Viene costruita la nuova «balconata meteorologica», una delle poche ancora esistenti e attiva e

inizia la pubblicazione regolare degli «annuari» delle osservazioni»

Le osservazioni meteorologiche proseguono tutt’oggi all’interno (temperatura e umidità relativa)

della medesima balconata meteorologica. Sebbene non più corrispondente alle attuali

normative WMO, la continuità delle misure costituisce un elemento unico e prezioso anche per

evidenziare i cambiamenti climatici

Fra fine XIX e inizio XX secolo vengono definitivamente abbandonate le osservazioni

astronomiche ma proseguono e si consolidano quelle meteorologiche e altre (sismiche,

elettricità atmosferica, radiazione solare, ecc)

Viene rimossa la cupola astronomica, simbolo della «specola»

Nel 2001 col contributo della Provincia di Modena “rinasce” la «cupola astronomica»

1912 - Nefoscopio a traguardo mobile Lo Surdo

1900- igrometro di Chistoni

1910- Pireliometro di Angstrom

Miscellanea inizio 1900

9 Ottobre 1944: “Per ordine del Comando Militare Repubblicano, l’accesso all’Osservatorio

viene proibito. Da questo giorno le registrazioni della velocità e direzione del vento sono

sospese e le altre riprendono nella Terrazza dell’istituto di fisica dell’Università”»

Ma Giuseppe Sola, tecnico e osservatore, aveva portato in salvo i preziosi registri

Aprile 1945: un mese caldo anche meteorologicamente

Resterà, fino al 2011, il mese di aprile più caldo in assoluto.

1945 2007

2011

1967/68: viene allestita l’esposizione dei «cimeli» dell’Osservatorio Geofisico: visita virtuale

nell’Osservatorio anni 1950/60/70

L’osservatorio negli anni 1960/70

1987: a causa di gravi problemi strutturali l’Osservatorio Geofisico di Piazza Roma viene

dichiarato inagibile. Un progetto di recupero museale non viene, purtroppo, finanziato.

Nonostante ciò si sono eseguiti, gradualmente molti lavori che ricalcano sostanzialmente quel

progetto. Sono anni logisticamente difficoltosi ma #teniamobotta: le osservazioni proseguono e

gli strumenti storici vengono spostati in un magazzino «temporaneo»

• 1986: inagibilità al pubblico

• 1988: inagibilità totale

• 1989/90: alleggerimento statico

• 1994: consolidamento solai

• 1997/99: restauro di alcuni strumenti storici

• 1999: consolidamento copertura

• Giugno 1999: incendio

• 2000/01: ripristino cupola

• 2001: ripristino danni incendio

• 2007: adeguamenti vari

• 2010: restituita l’agibilità al personale

• 2012: l’Osservatorio Geofisico passa in gestione al DIEF UNIMORE

• 2013/14: vengono recuperati, dai depositi, gli strumenti storici

• 2014/15: catalogazione strumenti

Timeline dei cantieri e lavori

1997: un appello alla città https://www.youtube.com/watch?v=E5sblAA08HA

2013: “task force” per la pulizia, catalogazione ed esposizione temporanea degli strumenti

2016: esposizione temporanea ma locali ancora non aperti al pubblico.

Sono in programma interventi di messa in sicurezza per i danni del terremoto del 2012

L’ Osservatorio Geofisico di Modena:

180 anni di misure meteoclimaticheLuca Lombroso, Salvatore Quattrocchi

per iniziativa della

in collaborazione

patrocinio:

il soleggiamento in cifre:

eliofania e radiazione solare

Per quanto “splende” sole?

mediamente 2150 ore di sole all’anno

a gennaio per solo il 28% del tempo disponibile

A luglio per quasi il 70%!

Eliofania e radiazione solare: esempio di applicazione pratica: la produzione fotovoltaica di Luca

Lombroso (marzo 2015) confrontata con l’irradianza solare e l’eliofania

Cap. 4 La NuvolositàOgni anno mediamente 65 giorni sereni e 91 coperti

Mese più coperto: gennaio 1928, 28 giorni

Mese più sereno: agosto 2003, 26 giorni

L’anno più sereno il 1986 (148 giorni)

L’anno più coperto il 1918 (136 giorni)

D’inverno solitamente ci sono più nubi al mattino

D’estate mediamente più nuvolosità al pomeriggio

Cap. 5: Il vento

Vento mediamente debole

con soli 2,1 m/s (7,6 km/h)

I venti dominanti sono dai

settori opposti, l’ovest e

l’est.

Raffica più forte: 112 km/h il 24 luglio

2004

Ma il 30 giugno 1998 a Marzaglia

l’anemometro registrò 119 km/h!

• «Il Lancillotto narra nella sua cronaca, un caso di vento impetuoso avvenuto in Modena nel 1524. Per tenere nel Duomo aperto l'uscio che si trova sopra la porta dei leoni, era stato posto un pezzo di marmo del peso di circa 50 libre. Un impetuoso colpo di vento chiuse l'uscio, gettando il pezzo di macigno sino ai piedi della statua di San Geminiano, fortunatamente senza danno delle persone inginocchiate presso la statua.

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Osservatorio di Modena giorni con vento forte (Vento max>=50 km/h, Forza 7)

Osservatorio di Modena: la storia dei venti impetuosi

Dal 1971 al 2000 temperatura media di 13.8°C

1980-2010: Tmed 14.3°C

Le temperature: Modena si scalda, come e più del Pianeta e non è soltanto per fattori locali!

• “Ho l’onore di farle conoscere, che nella notte dal 12 al 13 (gennaio 1864) il termometro discese in questo Reale Osservatorio e nella notte dal 13 al 14 a -13.25 centigradi”, D.Ragona

• …nel fitto inverno, quando il terreno trovasi ricoperto di neve, un termometro posto nell’aria libera in un giardino…segna in media 1¾°C meno del termometro dell’Osservatorio alto 31 metri. Essa però giunse qualche volta a 4.7°C-.

• -14.6°C in Osservatorio

• il 3 dicembre 1879 il termometro scese a:

• -19.9°C ai Giardini!

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Osservatorio di Modena: temperature medie mensili

1981-2010

2015

1971-2000

1979 0.4 5.4 10.2 11.9 19.1 21.8 22.4 22.5 19.5 13.9 7.4 4.2 13.2

1980 2.1 5.1 8.9 11.0 14.8 20.7 23.3 24.9 20.8 14.1 6.1 2.7 12.9

1981 1.4 3.8 10.5 13.7 17.6 21.8 22.8 23.2 19.1 13.1 4.8 0.1 12.7

1982 3.2 3.1 7.3 12.2 18.1 23.2 24.8 23.6 21.7 13.6 8.6 4.2 13.6

1983 2.9 1.6 8.4 12.4 17.7 22.0 27.8 24.7 21.8 15.6 8.1 3.6 13.9

1984 2.3 2.9 6.9 11.5 14.2 20.6 24.5 22.3 19.3 15.3 8.9 5.3 12.8

1985 -1.3 2.3 8.0 13.0 17.4 21.4 26.2 25.4 22.6 15.6 6.3 4.6 13.5

1986 2.0 1.2 7.8 13.0 20.7 21.1 23.6 25.3 20.6 15.9 8.9 3.9 13.7

1987 0.4 4.1 5.9 13.5 16.3 20.7 25.6 24.2 23.5 15.2 9.3 4.9 13.6

1988 5.6 5.7 9.6 13.7 18.3 21.1 26.3 24.9 20.8 16.7 5.8 3.8 14.4

1989 1.2 6.6 11.1 12.8 17.7 20.4 23.3 23.3 18.6 12.7 6.8 2.9 13.1

1990 2.1 7.7 10.9 11.8 18.8 21.6 23.5 23.6 19.3 14.4 7.1 2.0 13.6

1991 2.2 1.6 10.8 11.0 14.3 21.4 25.6 25.0 21.4 12.4 6.8 2.0 12.9

1992 1.4 4.3 8.8 12.4 18.3 20.2 23.9 26.2 20.2 12.5 8.8 3.8 13.4

1993 3.2 4.0 7.7 12.7 19.3 22.8 23.5 25.1 19.0 13.9 6.7 4.7 13.5

1994 5.5 4.3 12.3 11.8 17.9 21.6 26.4 27.0 20.7 13.7 10.2 5.2 14.7

1995 3.0 6.9 8.7 13.1 17.5 20.3 26.2 23.0 18.4 15.7 8.2 3.8 13.7

1996 3.5 3.6 7.2 13.8 18.5 23.1 24.2 24.0 17.5 14.6 10.8 5.1 13.8

1997 4.8 7.9 12.6 12.6 19.4 22.1 24.6 25.1 22.4 15.6 9.8 5.5 15.2

1998 5.1 9.2 10.0 14.0 19.0 23.9 26.3 26.5 20.1 15.6 7.9 3.8 15.1

1999 5.3 6.0 10.6 14.4 19.9 22.8 25.7 25.6 22.4 15.4 7.6 4.0 15.0

2000 3.6 7.4 10.9 15.3 20.5 24.0 24.1 26.3 21.7 16.3 10.7 6.7 15.6

2001 5.1 7.5 12.1 13.5 20.9 22.8 25.7 26.6 18.5 17.9 7.8 2.8 15.1

2002 2.5 7.7 12.3 13.8 19.4 25.0 24.8 23.8 19.4 15.3 11.8 6.0 15.2

2003 3.6 4.1 10.6 12.7 21.4 27.5 27.2 29.4 20.2 13.4 10.4 5.8 15.5

2004 3.8 5.5 8.5 13.8 17.4 23.2 25.4 25.7 20.8 16.7 10.1 6.4 14.8

2005 3.5 4.2 9.9 13.4 20.0 24.1 25.9 23.0 21.1 14.8 8.4 3.7 14.3

2006 2.4 5.6 9.0 15.0 19.2 23.7 27.6 23.0 22.0 17.2 11.1 6.9 15.2

2007 7.2 8.6 11.3 17.2 21.2 23.8 26.9 24.7 20.0 15.0 9.3 5.1 15.9

2008 6.4 7.7 10.7 14.1 19.0 23.4 25.9 26.4 20.1 17.1 10.6 5.2 15.6

2009 3.2 6.7 11.1 15.3 21.6 23.5 26.3 27.2 22.0 15.4 10.6 4.0 15.6

2010 2.6 5.4 9.4 13.0 18.9 22.9 26.8 24.3 19.7 14.0 10.3 3.3 14.2

2011 3.8 6.8 10.4 17.0 20.4 23.3 25.2 27.9 24.3 15.2 9.3 6.0 15.8

2012 3.5 2.5 13.6 13.9 19.2 25.7 27.9 28.3 21.3 16.2 11.1 3.5 15.6

2013 4.2 4.0 8.0 14.8 18.2

2014 6.8 9.0 12.2 16.1 19.3 24.3 24.6 24.5 20.8 17.8 12.8 6.9 16.3

2015 6.2 5.8 10.8 15.3 20.0 24.4 29.4 26.8 21.7 15.2 10.7 6.6 16.1

2016 5.8 8.4 10.8 16.0

Il grande inverno del 1929:

16 febbraio 1929:

Osservatorio -14.0°C - Giardini -19.2°C

• Fotomuseo Giuseppe Panini, fotografo dott.Enzo Baraldi

Monumento a

Vittorio Emanuele

II

Rotaie tram e

Ferrovie Provinciali

Corriere per la

montagna e per

Castelfranco E.

82 cm di neve in 9/14 giorni: mai tanta neve dal 1956

10 giorni di ghiaccio, come il gennaio 1985 ma meno del

1956 (18)

Giorno più freddo: -7 in citta, -13.8 campus, -18 Carpi:

lontano dal 1985

Periodo 1-13/2: la più fredda ondata di gelo dal 1985, ma

molto meno intensa

Molto smog nonostante il maltempo!

Il gelone e nevone 2012

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Osservatorio di Modena: temperature medie invernali

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°C

Osservatorio Geofisico DIEF UNIMOREtemperature medie estive

il processo di riscaldamento NON è

dovuto all’isola di calore!

Credit: CRU Climate Res.Unit Univ. east Anglia

Temperature medie globali dal 1850 al 2015

“individual record years and the observed runs of record-setting

temperatures were extremely unlikely to have occurred in the absence of human-caused climate change”

Mann et al, The Likelihood of Recent Record Warmth,

doi:10.1038/srep19831 Nature http://www.nature.com/articles/srep19831

Le precipitazioni: aspetti storici e meteoclimatici

29 settembre 1833: «Dopo una forte e continuata pioggia di quattro ore, alle ore 18.30 il cielo

parve rischiararsi, ma ben presto si intese un confuso mormorio di pochi tuoni in lontananza ed in

tutto l'orizzonte brillarono luminosi baleni. Poscia il cielo si rese di un colore cinerino biancastro, lenubi si portarono ad altezza considerevole e cominciò una dirotta pioggia che continuò sino alle

ore 10 del giorno 30, per cui i canali e scoli dei dintorni di Modena e dentro la stessa città

strariparono in modo straordinario. La città guardata dall'alto dell'Osservatorio, sembrava una

seconda Venezia. Tutte le campagne del circondario erano ricoperte di acqua. Le porte dellacittà erano assediate dalla inondazione, che minacciava di entrare nella città. Gli scoli dell'interno

per ogni dove rigurgitanti, accennavano riunirsi alle acque assedianti per rendere navigabili le

contrade».

Le precipitazioni: tendenza a diminuzione del totale annuale ma con molta variabilità

interannuale

Ci sono invece segnali di variazioni stagionali

Calano le precipitazioni invernali, aumentano quelle estive e autunnali

fra fine XX e inizio XXI le piogge intense sono più frequenti della prima

metà del 1900

I temporali

Totale di neve dal 1830 al 2015: 78.93 m

Bianco Natale, è proprio vero?

Falso: solo 7 nevicate misurabili

Quando c’è troppo freddo non nevica?

Falso: 1929, 1956, 1985, 1991, 2009, 2012

Può piovere sotto gli zero gradi?

Vero: il gelicidio

Non nevica più come una volta?

???

La neve

Le grandi nevicate:

12-17 dicembre 1933: 68 cm

25-26 novembre 1977: 18 cm

Gennaio 1985: 63 cm

Febbraio 1991: 47 cm

13 dicembre 2001: 10 cm

28 febbraio 2004: 40 cm

Nevone 2012: 72 cm

6 febbraio 2015: 32 cm

72

Francis, J. A., and S. J. Vavrus (2012), Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in

mid-latitudes, Geophys. Res. Lett., 39, L06801, doi:10.1029/2012GL051000.

https://www.youtube.com/watch?v=4spEuh8vswE

amplificazione artica ?? La corrente a getto diventa più

ondulata e più lenta a causa del ritorno dei ghiacci artici

10 giugno 1902: Alle 5.30 nebbia molto fitta sulla campagna, s'intravedono

appena le case del viale Margherita, le altre case intono alla città, la stazione

ferroviaria; invisibile la serra del giardino pubblico. Nebbia rada intorno

all'Osservatorio. La nebbia va diradandosi e alle 7 è chiaro intorno

all'Osservatorio e alla città, mentre la nebbia è molto fitta in campagna e

all'orizzonte.

Non ci sono più le nebbie di una

volta… perché?

Le “altre misure”

Evaporazione

“tramonti rossi”

meteore ottiche

e tante altre curiose misure…

Oggi l’Osservatorio Geofisico è in gestione al

Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”

Direttore prof.Alessandro Capra

Responsabile scientifico prof.Sergio Teggi

Referente tecnico Luca Lombroso

•Alcuni esempi di pubblicazioni basate sui dati dell’Osservatorio Geofisico del DIEF UNIMORE

COP 21 e Accordo di Parigi Obiettivo limitare il global warming «ben al di sotto» di 2°C rispetto all’era

preindustriale facendo ogni sforzo per contenerlo entro 1.5°C

L’accordo di Parigi cita, art. 7.7, "l’approfondimento della conoscenza scientifica sul clima

inclusa la ricerca, l’osservazione sistematica del sistema climatico ed i sistemi di allerta

precoce in una maniera che aiuti i servizi climatici e supporti la presa di decisione.

art.12 Accordo Parigi: “le Parti devono collaborare nell’adozione di misure, come

opportuno, per migliorare l'istruzione sul cambiamento climatico, la formazione, la

sensibilizzazione del pubblico, la partecipazione»

Entrare a una COP è entrare alle NAZIONI UNITE

Luca Lombroso ha partecipato a COP 21 come “observer” accreditato

nella delegazione FLA Fondazione Lombardia per l’Ambiente,

nell’ambito di una collaborazione con il DIEF UNIMORE

proposta di adesione UNIMORE a UNFCCC per la partecipazione alle Conferences on parties presentata dal DIEF:

Opportunità per ricerca, internazionalizzazione, formazione, progetti

internazionali, ecc ecc

L’Osservatorio oggi al DIEF UNIMORE

75

Proseguono le osservazioni in Piazza Roma

Webcam su Modena

Stazione meteo presso Campus DIEF Modena

Stazione meteo policlinico

Stazione meteo Reggio Emilia

Stazione Meteo Carpi Migliarina (lombroso)

Stazione meteo Campogalliano (Lombroso)

Rete regionale volontaria Emilia Romagna meteo

(ex ASMER)

Serie storica meteoclimatica dal 1830

Museo astronomico e geofisico

Climatologia urbana

AERONET (Aerosol Robotic Network, NASA)

station

Meteorologia a scala locale per modellizzazione

ambientale

Visita virtuale dell’Osservatorio Geofisico a bordo di un drone

Credit Edizioni Artestampa – Davide Lazzari

https://www.youtube.com/watch?v=VX6rrdwy0BU

«Noi dobbiamo essere ben lieti della

nostra contribuzione in vantaggio

della meteorologia, perché

trasmetteremo ai nostri posteri ciò

che ci hanno trasmetto i nostri

antenati, cioè una miriade di

osservazioni ed un'immensa copia di

documenti meteorologici»DOMENICO RAGONA, durante una conferenza al

circolo

Il Panaro sulle previsioni del tempo, ca 1880.