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Il Polo Nord si scioglie e la colpa è solo… (parte seconda)

Ieri Riccardo Valente e Andrea Zamboni ci hanno accompagnato alla scoperta delle dinamiche accoppiate oceano-atmosfera che incidono maggiormente nell’evoluzione dell’estensione dei ghiacci artici. Oggi ci mostreranno come, secondo le loro ricerche, quelle dinamiche potrebbero avere un’origine ben precisa. Scommetto che la risposta non vi sorprenderà, ma anche che farà venire il mal di pancia a qualcuno!

 

Dopo aver appreso che l’estensione estiva della banchisa artica  discende  dalle caratteristiche e dall’entità dell’Arctic Dipole (DA), cercheremo di individuare i fenomeni da cui questo dipende.

A tale scopo partiamo facendo delle considerazioni a carattere prettamente intuitivo. Guardando al grafico che rappresenta l’evoluzione nel tempo del DA pattern (Fig. 8 del post precedente)  c’è una cosa che balza subito all’occhio: il mutamento più radicale della circolazione sul polo lo si è avuto a partire dal 2005-2006. Questo ci suggerisce che anche il fenomeno che regola il DA pattern (e dunque la circolazione sul polo) abbia subito un cambiamento consistente proprio a partire da quel periodo. Ora, tra tutti i (pochi) fenomeni in grado di forzare pesantemente la circolazione atmosferica a scala emisferica (e dunque anche polare), ce n’è uno in particolare ha subito un pesante stravolgimento nel periodo di riferimento: l’attività solare. Questo fattore potrebbe indurci a pensare che il principale attore in questa commedia sia il sole.  Vediamo ora se riusciamo a trovare delle prove in grado di supportare l’ipotesi dettata dall’intuizione.

Anzi tutto, facendo ancora riferimento alla Figura 8, possiamo osservare come il trend al rialzo del DA sia iniziato, in maniera lenta e graduale, a partire dalla seconda metà degli anni ’90. Se guardiamo ora alla storia recente del sole, ci accorgiamo come un primo calo dell’attività si sia registrato proprio nel medesimo periodo, a causa di un ciclo solare (ciclo 23) sottotono rispetto ai precedenti:

 

Fig_11
Figura 11

 

Altre prove a favore della nostra tesi derivano dalla ricerca scientifica mondiale. Infatti sono moltissimi gli studi condotti dai più autorevoli centri di ricerca che dimostrano come la bassa attività solare sia in grado di apportare, anche a breve termine,  mutamenti significativi negli schemi circolatori più importanti. Nello specifico è stato in più occasioni dimostrato come la bassa attività solare porti le figura bariche dominanti ad assumere anomale posizioni in grado di accentuare fortemente gli scambi meridiani tra medie ed alte latitudini. Ad esempio è stato ampiamente verificato che quando il sole si mantiene su bassi livelli attività, tende ad aumentare considerevolmente la frequenza di notevoli episodi da pattern NAO negativi (North Atlantic Oscillation).

Per riassumere, la scienza ufficiale ha correlato,  in diverse occasioni e con successo, la bassa attività solare con i più famosi pattern favorevoli ad un rafforzamento degli scambi meridiani tra le medie e le alte latitudini (AO– NAO– ecc..). Il fatto che non si sia ancora fatto esplicito riferimento (almeno secondo le nostre conoscenze) al legame bassa attività solare-pattern DA+ potrebbe risiedere semplicemente nel fatto che proprio il pattern DA+ è stato individuato più di recente.

Al contrario, sebbene sia comprovata la capacità delle emissioni antropiche (gas serra) di alterare le temperature globali, non esistono studi rilevanti che hanno trovato dei rapporti di causa-effetto tra emissioni di gas serra ed andamento dei più rilevanti  pattern atmosferici (come pattern AO, NAO ecc..). Solo i  clorofluorocarburi (CFC) possono influire sulla circolazione polare per via della loro efficacia nella deplezione dell’ozono stratosferico. In questo caso però si parla di un rafforzamento del Vortice Polare, ovvero dell’effetto opposto. Infine, sempre a questo proposito, ammesso per assurdo che esista  una correlazione tra quantità di emissioni di gas serra e tipologia di circolazione sul polo, per giustificare lo stravolgimento circolatorio  registrato tra il 2004 ed  il 2007, si dovrebbe ammettere che nell’arco di questo triennio  le emissioni inquinanti siano aumentate di svariati ordini di grandezza.

Fino ad ora dunque tutti gli indizi portano a pensare che ci possa essere un legame tra andamento dell’attività ed evoluzione del DA pattern. Tuttavia manca ancora una  prova schiacciante, in grado di eliminare qualsiasi dubbio. In attesa che la scienza ufficiale arrivi a fornircela, noi vi mostriamo i  risultati di una nostra piccola ricerca.

Lo studio è nato quasi per caso quando, guardando ai valori assunti negli ultimi  54 anni (dal 1959 in poi) dall’indice DA, ci siamo accorti di una possibile relazione con l’andamento assunto dall’attività solare nel medesimo periodo. Si tratta dunque di uno studio a carattere statistico finalizzato alla valutazione di una potenziale correlazione tra andamento dell’attività solare ed il trend assunto dal DA pattern nel periodo di riferimento (come grandezza rappresentativa dell’attività solare si è fatto riferimento al Sunspot Number).

Per valutare gli andamenti complessivi dei due fenomeni (DA pattern e attività solare), si è fatto ricorso ai metodi di interpolazione polinomiale. Nello specifico  sono state utilizzate delle funzioni interpolanti polinomiali del medesimo ordine (polinomi del IV ordine). Di seguito vengono mostrati i grafici  che rappresentano i risultati del processo di interpolazione:

 

Fig_12
Figura 12 – DA Pattern Trend
Fig_13
Figura 13 – Solar Activity Trend

Notate la perfetta corrispondenza tra la linea rossa, rappresentante il trend del DA pattern) e la linea verde, che invece esprime l’andamento dell’attività solare. Ovviamente, poiché le due funzioni sono in antifase (quando una cresce l’altra diminuisce e viceversa), al fine di visualizzarne meglio la corrispondenza, il grafico relativo all’attività solare è stato ribaltato.

Sebbene la sola analisi visiva tra le due interpolanti dia risultati più che confortanti, per ottenere una prova certa ed inconfutabile è necessario procedere con uno studio più raffinato, basato sui metodi dell’inferenza statistica. Nel caso in esame, per stabilire il grado di correlazione tra le due grandezze, si è proceduto calcolando, per il parco dati a disposizione (periodo di riferimento), la covarianza e dunque l’indice di correlazione di Pearson. Per semplicità di calcolo, abbiamo eseguito lo studio su intervalli regolari di ampiezza prefissata (a livello concettuale non fa alcuna differenza):

 

Fig_14
Figura 14

 

Come si vede, ciascun intervallo temporale di riferimento va all’incirca dal massimo di un ciclo solare al massimo del ciclo successivo. Per ciascuno degli intervalli sono stati calcolati i valori medi del sunspot number e dell’indice DA:

 

table

 

In riferimento a tali valori medi di attività solare e DA  (ultimo cinquantennio) è venuto fuori un valore dell’indice di correlazione di Pearson molto elevato e pari -0.97 (correlazione inversa perfetta). Infatti, riportando i dati su un grafico cartesiano (sull’asse delle ascisse i valori DA e alle ordinate il Sunspot Number), possiamo notare come essi si dispongano perfettamente su una retta.

 

Fig_15
Figura 15

 

Si può dunque  concludere che:

  1. l’arctic dipole pattern (DA) è  la chiave fondamentale per capire e prevedere  la diminuzione di ghiaccio marino nel bacino artico;
  2. in relazione all’ultimo cinquantennio, l’andamento medio dell’attività solare è perfettamente correlato con l’andamento medio del DA pattern; ciò implica una  relazione tra due fenomeni, almeno a livello di tendenza media;
  3. tale relazione è di tipo lineare;
  4. poiché come detto,  dall’andamento medio del DA pattern dipende l’andamento dell’estensione estiva della banchisa artica, si conclude che l’attività solare influisce sulla modulazione dei ghiacci marini artici.

 

Il presente studio non esclude in alcun modo l’influenza del riscaldamento globale di origine antropica nel processo di fusione dei ghiacci artici; quello che si è cercato di dimostrare è che l’attività solare, modulando pesantemente la circolazione atmosferica sul polo, gioca un ruolo importante nell’evoluzione dell’estensione dei ghiacci marini artici (con riferimento al periodo estivo); per le stesse ragioni è plausibile che il crollo dell’attività solare (cicli solari 23  e 24) abbia contribuito in qualche modo al declino della banchisa artica avvenuto negli ultimi 2 decenni e, soprattutto, negli ultimi 8-9 anni.

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Published inAttualità

16 Comments

  1. Francesco

    ergo… l’emissione antropica di CO2 nell’atmosfera terrestre influenza l’attivita’ delle macchie solari che a sua volta determina lo scioglimento dei ghiacci polari… ci vuol ben per scoraggiare noi fautori Al-Goriani del climate change. LOL.

  2. agrimensore g

    Complimenti vivissimi agli autori del lavoro.

  3. Marco Bagnato

    Beh perché nella PEG dipolo o no la forza dell’orso, come nell’inverno 2012-2013, spingeva il VP verso Europa e stretto di Bering aumentando i ghiacci. Inoltre grazie al VP così disposto gli oceani alle latitudini medio-alte si raffreddavano, quindi a parità di massa l’acqua portata dal dipolo era meno efficace nello sciogliere i ghiacci. A me sembra una buona soluzione e a voi? Peraltro abbiamo dati certo solo sui ghiacci atlantici, per quelli pacifici vorrei tenessimo a mente che in molte carte globali delle anomalie di temperatura durante il minimo di Maunder c’è una bella macchiona positiva sotto l’Alaska 😀

  4. radiometeolibera tv

    Avete scoperto l,acqua calda..è tutto ciclico

  5. Roberto Breglia

    Grazie Fabio!

  6. Roberto Breglia

    Mi auguro che abbiate trovato interessante l’articolo e che abbia fatto un po di chiarezza sull’argomento dell’estensione dei ghiacci dell’artico nel passato.
    Ringrazio Andrea Zamboni per la risposta alla mia domanda ed anche Guido.
    Saluti

  7. Fabio Vomiero

    Provo anch’io ad impostare un breve commento al comunque molto interessante e dettagliato lavoro. Innanzi tutto, l’osservazione di Roberto mi sembra molto acuta e credo possa rappresentare un’obiezione meritevole di un approfondimento. Secondo la mia opinione, inoltre, trovo molto interessante e plausibile la correlazione tra indice DA e dinamiche dell’estensione della banchisa artica, un indice probabilmente molto più significativo rispetto al più inflazionato e comune indice AO. La vedo invece molto più dura (nonostante alcuni grafici veramente stimolanti) riuscire ad identificare come motore importante di queste dinamiche la variazione dell’attività solare. O per lo meno, penso esistano già cause conosciute che in termini quantitativi e probabilistici, possano pesare molto di più anche nella modulazione dell’indice DA, come il riscaldamento globale (indipendentemente dalle sue cause) o il delicato feed-back, non menzionato nel lavoro, operato dalle variazioni dell’albedo.
    Saluto sempre tutti cordialmente

  8. Danilo

    Sarebbe interessante estendere il confronto a ritroso fino agli anni ’20 e ’30 del secolo scorso, quando si è avuto il precedente minimo di estensione dei ghiacci artici. Allora l’attività solare mi pare fosse in crescendo. Forse certe correlazioni, quandanche non casuali, hanno bisogno di essere contestualizzate.

  9. Roberto Breglia

    La discussione si fa molto interessante,certamente si evince che i cambiamenti climatici sono influenzati da vari fattori e che comunque,sulla Terra si sono alternati periodi caldi ed altri freddi,che molto spesso si sono alternati in modo piuttosto regolare. Comunque poiché questo è un argomento che mi affascina in modo particolare,navigando sul web mi sono imbattuto in un articolo piuttosto interessante,ecco il link : http://www.rinnovabili.it/ambiente/clima – alghe – ghiaccio-artico-123/
    Buona lettura e saluti.

  10. Franco Zavatti

    Davvero un bel post. L’uso di diversi parametri naturali, anche se riconducibili ad una causa prima, rende tutto più comprensibile, anche i diversi comportamenti in funzione della latitudine come lo scioglimento a nord e non a sud. Complimenti agli autori (per i noti motivi, in particolare ad Andrea …).
    Mi chiedo se il massiccio afflusso di acqua più calda dal Pacifico all’Artico si possa vedere nei dati di pesca del Mare di Bering disponibili in questo
    sito, dove sono anche presenti molti indici climatici locali, purtroppo aggiornati solo al 2011.

    • Andrea Zamboni

      Grazie mille professore !

  11. Luigi Mariani

    Grazie davvero per l’interessante lavoro che riconduce il fenomeno dello scioglimento dei ghiacci artici alla causa circolatoria per poi ricondurre quest’ultima ad una causa astronomica (l’attività solare).
    In proposito segnalo alcuni aspetti che penso sarebbero meritevoli d’indagine, allo scopo di corroborare e rendere più complessiva l’ipotesi del DA come motore del cambiamento climatico in Artide:
    1. gli effetti del pattern DA positivo sui campi meteorologici al suolo (es: copertura nuvolosa). Immagino che sulla Groenlandia il DA positivo abbia fatto scemare di molto la nuvolosità….

    2. il comportamento di DA nella prima metà del XX secolo ed in particolare in coincidenza con il riscaldamento artico degli anni 20 e 30.

  12. Roberto Breglia

    ok,quindi la bassa attività solare ed il pattern DA+ sono due variabili inversamente proporzionali,più l’attività solare è bassa più cresce la frequenza del DA+ e con esso lo scioglimento dei ghiacci artici in estate. Ora mi nasce una domanda,come mai durante il minimo di Maunder dal 1645 al 1715,vi fu la conosciutissima PEG e non un ancor maggiore scioglimento dei ghiacci artici rispetto ai giorni nostri?
    Saluti

    • Ma perché Roberto, tu sai (o qualcuno sa) quale fosse l’estensione dei ghiacci artici durante la PEG?
      Perdona la domanda provocatoria, ma mi è venuta spontanea, solo per farti notare che la relazione non è affatto detto che sia così lineare. Quel che leggiamo nel post è che il pattern DA+ ha un ruolo importante nelle dinamiche della banchisa artica e che l’attività solare è ad esso correlata. Di qui si possono fare ipotesi, ma senza mai trascurare numerosi altri fattori in gioco.
      gg

    • Andrea Zamboni

      La domanda è interessante e una risposta può essere abbozzata verificando i proxy relativi ai ghiacci artici. Per quanto questi abbiano un certo margine d’errore, dalla ricerca del Kinnard (Nature 24 Novembre 2011) emerge una cosa piuttosto interessante:

      “Before the industrial period, periods of extensive sea ice cover occurred
      between AD 1200 and 1450 and between AD 1800 and 1920. Intervals of
      sustained low extent of sea ice cover occurred before AD 1200, and may
      be coincident with the so-called Medieval Warm Optimum (roughly
      AD 800–1300) attested in numerous Northern Hemisphere proxy
      records18, but the pre-industrial minimum occurred before, at about
      AD 640.
      Two episodes of markedly reduced sea ice cover
      also occurred in the late sixteenth and early seventeenth centuries.”

      Ora come si può ben leggere, vi furono fasi alterne anche coincidenti con fasi calde simili all’attuale (dunque per effetto diretto del riscaldamento atmosferico), ma anche all’inizio di altre fasi fredde ossia, nel nostro caso, in riferimento alla PEG.
      Dunque il Sole non è l’unico attore, ma la storia suggerisce che questa fenomenologia DA può innescarsi in certe periodi (senza per questo per forza persistere nel tempo) e dar vita a crolli del complesso gliaciale dell’artico.

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