Il ciclo di 60 anni, i dati NOAA e il mal di pancia dei soliti noti

A maggio 2013 è uscito un lavoro di S. Akasofu (pdf disponibile qui). Sembra essere la stesura finale di una ricerca del 2009, pubblicata in rete (54 MB), seguita da un articolo del 2010 su Natural Science (1.6 MB, qui). L’articolo del 2010 è stato commentato su CM e sulla stessa rivista, da Dana Nuccitelli di Skeptical Science (qui il commento sul blog) e dA altri tre ricercatori che cercano di dimostrare l’impostazione totalmente sbagliata delle premesse e delle conclusioni di Akasofu (tra cui una lezioncina su come un fit lineare sia diverso da un fit parabolico). La pubblicazione ha provocato anche le dimissioni di un menbro del comitato editoriale della rivista, con tanto di giustificazione a mezzo post su Skeptical Science.

 

Akasofu in vari interventi viene qualificato come un “ottuagenario” e “pensionato” che, pur avendo un background fisico (è stato direttore dell’International Arctic Reasearch Center dell’Università dell’Alaska a Fairbanks), ha presentato nel suo lavoro un argomento “very unphysical” affermando che il riscaldamento globale è semplicemente il risultato di un recupero del pianeta dalla LIA. Ancora, si dice che sia riuscito a pubblicare questo lavoro del 2013 dopo che una sua collaboratrice è diventata direttore della rivista; che ha una qualificata reputazione nel campo delle aurore boreali … ma in climatologia …; insomma, le solite cose che, tutto sommato, lasciano il tempo che trovano.

 

 

Vorrei sottolineare che se si vuole costruire un sistema che spieghi le cause e sia in grado di prevedere gli sviluppi futuri di un evento come effetti dovuti a quelle cause, allora, certo, bisogna costruire un modello “fisico” con dentro le equazioni, le condizioni al contorno, i parametri (in quantità industriale e non sempre ben conosciuti) e tutto quello che serve per ottenere risultati su cui tutti -IPCC compreso- stanno discutendo per il loro discostamento dai dati osservati. Questo lavoro viene portato avanti da molti gruppi di ricerca che necessitano di persone e finanziamenti per gestire la grande massa di informazioni, procedimenti matematici e servizi tecnici indispensabili ad un modello fisico; non può essere appannaggio di un singolo. Akasofu, quindi, non può essere accusato di non aver costruito un modello fisico. A mio parere ha tentato di descrivere quanto si osserva, in modo analitico, con una retta cui si sovrappone una sinusoide. Questo è sempre possibile (ad esempio qui, purtroppo senza data) ma l’estrapolazione può essere un’operazione molto approssimata e anche discutibile, se il tutto viene presentato come nella figura 5 di Akasofu che riproduco di seguito.

 

fig1

 

Infatti la sinusoide non è utilizzata per rappresentare l’intero dataset. In questo modo si lascia credere che il seno sia un innesto strano e molto parziale rispetto alla totalità dei dati, tale da non consentire un’estrapolazione anche minima. Questa situazione non si verifica nel sito citato sopra dove si vede come il fit con la combinazione retta+seno possa rappresentare bene i dati osservati.

 

Ho cercato di riprodurre la figura di Akasofu partendo da un’idea leggermente diversa: la retta su cui si pone la sinusoide è il fit delle medie annuali del dataset NOAA aggiornato ad agosto 2013: non quindi la “recovery” dalla LIA, con pendenza 0.5°C/secolo, che ha suscitato perplessità (non è vero che sia lineare; per parlare di recupero bisogna evidenziare i meccanismi di questo recupero; una parabola approssima meglio i dati, ecc.), ma semplicemente una retta rappresentativa dell’andamento complessivo dati: dal fit si ricava una pendenza di (0.65±0.03)°C/secolo (questo valore viene riportato nella fig.5 dei miei post sull’aggiornamento dei dati NOAA mese per mese. Da questa figura si vede la stabilità della pendenza nel tempo). In pratica ho calcolato le anomalie medie annuali e a queste ho fittato una retta. Poi le ho sovrapposto una funzione seno della quale ho aggiustato manualmente i valori di ampiezza (0.2 °C), periodo (60 anni) e anni iniziale e finale (1867 e 2100). Con questi valori ho preparato il grafico successivo che riproduce parzialmente la figura di Akasofu, anche nella
posizione della LIA che in questo caso non è legata in alcun modo al grafico.

 

fig2

 

La sinusoide riproduce piuttosto bene i dati (cross-correlazione=0.929 a lag=0) e lo fa su un intervallo temporale di 133 anni e 8 mesi, o anche più ampio, anche se meno preciso nella parte iniziale, usando i dati Hadcrut3gl-sst, le anomalie delle temperature marine di Hadcrut4, anch’essi di agosto 2013, che iniziano nel 1850 e che qui sotto sono rappresentate con un seno di 62 anni).

fig3

I dati NOAA dell’emisfero nord (sempre ad agosto 2013) e l’approssimazione sinusoidale, ancora con periodo di 60 anni, sono mostrati nella figura successiva.

fig4

La discrepanza tra seno e dati osservati, dal 2000 in poi, non modifica la bontà della rappresentazione complessiva. Trovo molto comodo e flessibile usare l’approssimazione semi-empirica che ho descritto, ma ho anche usato un fit non lineare per rappresentare i dati NOAA globali. Cambiano leggermente i numeri ma non il concetto complessivo. I grafici e i dati numerici sono disponibili nel sito di supporto.

E vengo al periodo usato: 60 anni sono il periodo legato ai cicli Giove-Saturno nei lavori di Scafetta e la sua impronta si vede negli spettri dei dati globali Hadcrut3 (64.8 anni) e in quelli dei dati NOAA (66 anni, che però nel 2012 era attorno ai 62 anni); nei dati TSI di Steinhilbert (2009) relativi a tutto l’Olocene (debole picco a 61.2 anni); nei carotaggi del Mar di Kara (debole, 65.8 anni, Darby et al.,2012); il lavoro di Li et al.,2013 (qui su CM) porta ancora allo stesso periodo; Wyatt e Curry,2013 (qui su CM) arrivano allo stesso valore da premesse e analisi molto diverse; e poi… rappresenta bene i dati. Perché non usarlo? Nessuno crede che l’andamento lineare possa durare per sempre; anche se fosse la recovery dalla LIA, che a me sembra ipotesi da non scartare a priori, dovrebbe prima o poi appiattirsi per arrivare a un valore di equilibrio.

Quindi, per finire, un’altra domandina semplice semplice: perché una rappresentazione empirica che descrive 130-160 anni di dati non può descriverne altri 15 o 20 (cioè un ulteriore 10-15% circa)? Se il non-modello è sbagliato lo scopriremo presto e saremo in grado di giudicare la sua (non) bontà prima del rimbambimento senile (parlo per me).

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Author: Franco Zavatti

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4 Comments

  1. @Fiulippo Tuturici
    Si, penso che AO e NAO abbiano un ruolo nello scostamento delle temperature rispetto al seno, anche in relazione al salto improvviso del 1987 di cui parla L. Mariani nel suo post odierno. La cosa che non so è la velocità con cui si trasferisce l’informazione di variazioni AO e NAO alla temperatura media globale dell’emisfero nord. Quando ho fatto il grafico, ricordo di aver pensato che una funzione che descrive abbastanza bene le
    I temperature dell’intero globo poteva far fatica a rappresentare l’emisfero nord che contiene buona parte del riscaldamento globele. In realtà credo che, malgrado la buona performance della funzione nel mostrare valori e tendenze in generale, gli scostamenti possano (debbano) essere descritti da un minimo di complessità ulteriore (altre funzioni, altri periodi …); ma questo toglierebbe chiarezza a questo tipo di rappresentazione.
    Le discrepanze di fine 800 e 1940 credo rientrino nello stesso schema. Forse per il periodo 1940-45 ha qualche influenza il noto cambiamento nella misura della temperatura marina, anche se non so quanto questo cambiamento possa rifersirsi all’Atlantico e quanto al Pacifico.
    @Donato
    grazie per l’attenta lettura. L’errore sul link al sito di supporto era mio (/ al posto di .).
    Il fit lineare è preferibile per il minor numero di parametri e per la chiarezza.
    Anche a me non piace una rappresentazione semi empirica, ma per fortuna non vado a dire ai politici che bisogna accumulare legna da ardere per gli inverni da qui al 2030 :-).

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    • Franco, circa il ‘trasferimento’ NAO e AO sono indici della circolazione atmosferica. Una parte della risposta è nell’outlook. A breve spero di pubblicare molto di più insieme a Carlo.
      gg

  2. Per l’Emisfero Boreale, potrebbe essere determinante anche l’Oscillazione Artica (AO)? In fondo, anche a fine ‘800 (in positivo) e negli anni ’40 (in negativo) ci sono delle piccole discrepanze dalla sinusoide.

    Post a Reply
  3. Bell’articolo!
    Noto con piacere che ogni qualvolta si vanno ad analizzare i dati dei principali archivi delle grandezze che caratterizzano il sistema climatico, emergono delle ciclicità e, tra queste, quella maggiormente ricorrente è caratterizzata da un periodo di circa 60 anni.
    Scafetta, Li, Wyatt, Curry, ecc., ecc., hanno ritrovato questo periodo che, come illustrato nel post di F. Zavatti, caratterizza anche il dataset delle temperature NOAA.
    Altra cosa notevole è che una semplice sinusoide riesce a replicare l’andamento delle temperature superficiali (detrendizzato) nel periodo 1880-2012 , compreso lo iato attuale. La composizione tra il trend rettilineo e la sinusoide riesce a ricostruire l’intera serie di temperature (e le sue oscillazioni) negli ultimi 130 anni: della serie “i modelli semplici replicano la realtà meglio di quelli complessi”. 🙂
    Personalmente sono sempre piuttosto diffidente verso i modelli semi-empirici, però, devo riconoscere, che a volte danno risultati migliori dei modelli basati quasi esclusivamente sulla fluidodinamica e sulla termodinamica atmosferica.
    .
    Tornando al post, dopo aver dato un’occhiata ai grafici del sito di supporto, ho l’impressione che il fit lineare (per le temperature superficiali) sia da preferire a quello parabolico soprattutto in vista di estrapolazioni agli anni futuri. Quello parabolico, infatti, mi sembra che tenda a divergere in modo eccessivo agli estremi dell’intervallo temporale preso in esame e, ad occhio, l’approssimazione ai dati reali non ne guadagna.
    .
    E, per chiudere, una comunicazione per gli adm: il link al sito di riferimento di F. Zavatti non funziona:
    per chi volesse collegarsi per consultare gli ottimi grafici l’indirizzo esatto è
    http://www.zafzaf.it/clima/cm25/cm25home.html
    Ciao, Donato.

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