Salta al contenuto

Come (non) ti modello il clima

Mentre procede senza sosta la ricerca di una spiegazione plausibile per le ferie che il global warming sembra essersi preso dall’inizio di questo secolo – per inciso questa è l’ultima ma siamo ben oltre la sessantina, più passa il tempo e più si fa strada una seconda ipotesi.

Posto che l’aumento delle temperature superficiali atteso per l’incremento della concentrazione di gas serra non è lineare ma deriverebbe da complessi meccanismi di amplificazione inerenti il funzionamento del sistema, sorge il dubbio che se quel sistema non è adeguatamente rappresentato nelle simulazioni, analogamente non lo sarà il comportamento del parametro scelto come riferimento, cioè quello della temperatura, che tra l’altro non costituisce affatto l’integrale del sistema stesso.

In parole povere, è ben difficile simulare il comportamento di un sistema che si conosce poco. Questo quelli che giurano che il clima sia alla deriva verso spiagge sconosciute dimenticano spesso di dirlo, anche se ormai la distanza tra il riscaldamento atteso e la curva reale delle temperature sta diventando difficile da digerire.

Come noto, l’unica fonte di energia di tutto il sistema è il Sole, quindi è fondamentale conoscere e saper riprodurre efficacemente innanzi tutto il bilancio energetico, cioè quanta energia entra nel sistema e quanta ne viene riemessa. Il primo fattore è la radiazione entrante al top dell’atmosfera TOA. Leggiamo titolo e parte dell’abstract di questa recente pubblicazione:

On the Incident Solar Radiation in CMIP5 Models

Annual incident solar radiation at the top of atmosphere (TOA) should be independent of longitudes. However, in many Coupled Model Intercomparison Project phase 5 (CMIP5) models, we find that the incident radiation exhibited zonal oscillations, with up to 30 W/m2 of spurious variations. This feature can affect the interpretation of regional climate and diurnal variation of CMIP5 results.

La radiazione solre incidente annuale al top dell’atmosfera (TOA), dovrebbe essere indipendente dalla longitudine. Tuttavia, in molti modelli del del CMIP5, si riscontra che la radiazione incidente mostra oscillazioni zonali con variazioni che arrivano a 30W/m2. Questo particolare può ripercuotersi sui risultati dei modelli del CMIP5 nell’interpretazione del clima regionale e delle variazioni diurne.

Per intenderci, il forcing che si immagina possa essere esercitato sul sistema dall’aumento della concentrazione dei gas serra dopo l’amplificazione imposta dai vari feedback è di 1,68W/m2, cioè 30 volte più piccolo!

Ma non basta. Nel bilancio energetico è sostanziale anche la quantità di radiazione che viene riflessa, ovvero l’albedo, che varia da zona a zona in funzione del tipo di superficie e che soprattutto varia al variare del tipo e della quantità di copertura nuvolosa. E arriviamo ad un’altra recente pubblicazione:

The albedo of Earth

The fraction of the incoming solar energy scattered by Earth back to space is referred to as the planetary albedo. This reflected energy is a fundamental component of the Earth’s energy balance, and the processes that govern its magnitude, distribution, and variability shape Earth’s climate and climate change. We review our understanding of Earth’s albedo as it has progressed to the current time and provide a global perspective of our understanding of the processes that define it. Joint analyses of surface solar flux data that are a complicated mix of measurements and model calculations with top-of-atmosphere (TOA) flux measurements from current orbiting satellites yield a number of surprising results including (i) the Northern and Southern Hemispheres (NH, SH) reflect the same amount of sunlight within ~ 0.2 W m2 . This symmetry is achieved by increased reflection from SH clouds offsetting precisely the greater reflection from the NH land masses. (ii) The albedo of Earth appears to be highly buffered on hemispheric and global scales as highlighted by both the hemispheric symmetry and a remarkably small interannual variability of reflected solar flux (~0.2% of the annual mean flux). We show how clouds provide the necessary degrees of freedom to modulate the Earth’s albedo setting the hemispheric symmetry. We also show that current climate models lack this same degree of hemispheric symmetry and regulation by clouds.

La frazione della radiazione entrante riflessa dalla Terra nello spazio si definisce albedo planetario. Questa energia riflessa è un componente fondamentale del bilancio energetico della Terra, e i processi che governano la sua ampiezza, distribuzione e variabilità modellano il clima della terra e il cambiamento climatico. Si rivede la nostra comprensione dell’albedo della Terra per come ha sin qui progredito  e si fornisce una prospettiva globale della comprensione dei processi che lo definiscono. Le analisi dei dati dei flussi dalla superficie solare che sono un mix complicato di misure e calcoli modellistici con le misure dei flussi al top dell’atmosfera (TOA) provenienti dai satelliti, restituiscono una serie di sorprendenti risultati che includono (i) gli emisferi nord e sud (NH, SH) riflettono la stessa quantità di luce solare entro circa 0,2 >W/m2. Questa simmetria la si raggiunge attraverso l’aumento della riflessione dalle nubi del SH che pareggia esattamente la riflessione più ampia delle terre emerse del NH. (ii) L’albedo della Terra sembra essere fortemente diminuito a scala emisferica e globale come messo in risalto sia dalla simmetria emisferica che da una significativamente piccola variabilità interannuale del flusso solare riflesso ( circa 0,2% del flusso medio annuo). Si mostra come le nubi forniscano il necessario grado di libertà per modulare l’albedo della Terra a mantenere la simmetria emisferica. Si mostra anche che gli attuali modelli climatici non hanno questo stesso livello di simmetria emisferica e regolazione ad opera delle nubi.

Un piccolo esercizio per contestualizzare questi “sorprendenti” risultati. Provate a immaginare o, meglio, simulare con un complesso modello matematico, quale sarà il tempo che impiegherà un’auto a percorrere un circuito senza conoscere il potere calorico del carburante che usa, la cilindrata del motore, i cavalli che sviluppa e il suo coefficiente aerodinamico. Fatto? Scommetto che viene fuori che nel 2050 farà più caldo!

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...Facebooktwitterlinkedinmail
Published inAttualità

11 Comments

  1. Roberto Bolis

    Un piccolo OT per segnalarvi che il testo di questo post contiene un carattere che dà fastidio al feed RSS. Al momento (23/03/2015) il feed checker, genera un errore “Carattere non valido nel contenuto di testo. Riga: 669 Carattere: 828”. Il mio feed reader, infatti, mi mostra i vostri post solo fino al 14/03/2015. Il feed dei commenti, invece, funziona perfettamente. Cordiali saluti.

  2. Guido Botteri

    // The lack of flux and albedo difference between hemispheres is remarkable. On the annual average, each hemisphere reflects the same amount of solar energy (less than 0.2 W m2 difference from the data shown in Figure 3 and Voigt et al. [2013]) despite the obvious differences in surface albedo between hemispheres. The component analysis reveals this symmetry between hemispheres results from a surprising degree of cancelation between hemispheric differences in the atmospheric and surface all-sky contributions. The surface contribution is larger in the NH as expected, whereas the atmospheric contribution is correspondingly larger in the cloudier SH. //

    L’albedo dell’emisfero settentrionale (NH) è compensato dal contributo del più nuvoloso SH.
    Tenendo conto che il NH ha un traffico aereo molto più importante, direi che l’aeronautica può considerarsi innocente per i (pochi) cirri che crea in più con le scie di condensa, o no ? 🙂

  3. Fabio Vomiero

    @Giudici
    Il concetto che volevo esprimere è un concetto generale di natura epistemologica, se vogliamo. L’obiettivo dichiarato della scienza, non è quello di fare previsioni quantitative, ma di comprendere come funziona il mondo. Tutte le misure contengono un errore, quasi trascurabile se parliamo di fisica classica, ma che diventa sempre più consistente quando parliamo di sistemi complessi. Pensi che la barra di errore relativa alle temperature globali è ancora di circa un decimo di grado, per le satellitari sembra ancora maggiore. Ha allora senso dire che il 2014 è stato di 2 centesimi più caldo del 2010, o è più emblematico osservare il trend e magari apprendere che la stessa temperatura (più o meno) è stata raggiunta in due contesti diversi, il 2010 con il Nino, 2014 con indice ENSO neutro. Per non parlare poi delle ricostruzioni storiche del passato, dati di prossimità ad esempio, lei per esempio se la sentirebbe di considerare precisa una stima di temperatura globale ricavata dallo studio degli anelli di qualche albero preso qua e là. Stessa cosa dicasi per i modelli climatici concepiti per stimare il possibile aumento di temperatura per i prossimi decenni. Sappiamo tutti, che nonostante i progressi degli ultimi anni, sono ancora incompleti e imprecisi, per cui, non è tanto importante sapere se uno mi pronostica un aumento di 2°C e l’altro di 2,5°C, ma è importante sapere se il quadro esplicativo fornito, di aumento di temperatura di circa due gradi, possa o no essere affidabile, quindi non certo (in scienza la certezza non esiste), ma altamente probabile. Dobbiamo abituarci purtroppo a ragionare in termini di probabilità, stima, approssimazione purtroppo, specialmente in climatologia, nonostante le apparenze. Saluto sempre tutti cordialmente.

  4. @Vomiero

    Forse non ho capito bene l’obiezione, ma come si fa a capire la sostanza prescindendo dal dettaglio quantitativo? Mi spiego. Il riscaldamento, o meglio la variazione, o meglio ancora, le variazioni locali che alla fine sono più importanti della supposta variazione globale, sappiamo tutti che ci sono, sappiamo anche tutti che c’è una componente naturale ed una antropica. Il nocciolo della questione è se le percentuali sono 20-80, 50-50 o 80-20 (numeri ad esempio tanto per capirci). Non è questo un “dettaglio” quantitativo? Come facciamo a prescinderne?

    Secondariamente: ammesso, e non concesso, che la componente antropica sia preponderante, senza “dettaglio” quantitativo è impossibile sapere se le politiche di contenimento della CO2 che stiamo implementando, a caro prezzo, saranno sufficienti, eccessive o addirittura inutili.

    Comunque la si giri, il “dettaglio” quantitativo non mi sembra affatto un dettaglio. O no?

  5. Gianni

    Al bilancio energetico della terra partecipa la cosiddetta “back-radiation” cioè la radiazione di ritorno verso terra proveniente dai gas serra, in particolare dal biossido di carbonio presenti in atmosfera. Visto che è la responsabile dell’effetto serra è stata mai accertata la sua presenza con apparecchi scientifici e se ne è mai misurato il suo valore in termini di energia? Oppure siamo a livello di valutazioni approssimative.

    • Luigi Mariani

      La back radiation viene misurata con radiometri sul tipo di quello descritto in http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18357246.
      I dati di misura ci dicono che essa dipende soprattutto dall’acqua vapore (grossomodo 59%), dall’acqua nubi (24%) e poi da CO2 (18%), CH4 (3%), ecc (veda and esempio
      Lacis A.A., Schmidt G.A., Rind D., Ruedy R.A., 2010. Atmospheric CO2: Principal Control Knob Governing Earth’s, Science 330, 356-359).

  6. alessandrobarbolini

    Scommetto che nel 2050 continueremo a vedere la neve qua e la ..ci saranno uragani .ci sarà caldo .poi verrà freddo..poi ci saranno piogge vento..insomma sarà sempre come sempre il clima ha fatto…non strizziamoci i cervelli…bastano già le pagliacciata Dell ipcc ..la più grande bufala della storia

  7. daniele

    Si afferma che l’unica fonte di energia nel sistema solare è il sole. Immagino che per quel che riguarda la terra questo voglia dire che il calore interno del pianeta non sia rilevante o sia costante. In altri termini è plausibile pensare che (nel breve periodo … geologico) eventuali variazioni (…) nell’interno della terra possano influenzare il clima?

  8. Fabio Vomiero

    Gentile Guidi, forse c’è un piccolo errore di traduzione con latitudine al posto di longitudine?
    E quindi, mi sembra di capire, l’effetto albedo totale della Terra è dato dalla somma dell’effetto albedo dell’atmosfera con quello della superficie? In tal caso andrebbero considerati tutti i possibili fattori come dinamiche di criosfera, idrosfera, uso del territorio, aerosol naturali e antropici, come minimo. Mi sembra comunque un’impresa un pò ardua riuscire ad arrivare ad un qualche grado di precisione che possa giustificare una lettura di questi modelli in ottica di sicura affidabilità. Secondo me, in questo caso come in molti altri aspetti relativi allo studio del clima e dei cambiamenti climatici, allo stato attuale, è più utile cercare di capire la sostanza piuttosto che il dettaglio quantitativo. Saluto sempre tutti cordialmente.

    • Grazie, ho corretto il post.
      gg

    • max

      “..La radiazione solare incidente annuale al top dell’atmosfera (TOA), dovrebbe essere indipendente dalla longitudine. …”

      me la spiegate?

Rispondi a Fabio Vomiero Annulla risposta

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

Categorie

Termini di utilizzo

Licenza Creative Commons
Climatemonitor di Guido Guidi è distribuito con Licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale 4.0 Internazionale.
Permessi ulteriori rispetto alle finalità della presente licenza possono essere disponibili presso info@climatemonitor.it.
scrivi a info@climatemonitor.it
Translate »