Aerosol antropico e temperatura

Il 16 luglio 2016, Su CM è uscito un post di G.G. che commentava un articolo (Sobel et al., 2016) in cui si attribuiva un’influenza benefica all’eccesso di aerosol di origine antropica: avrebbe contribuito a limitare l’aumento di temperatura e questa limitazione avrebbe impedito l’aumento dell’intensità dei cicloni tropicali previsto dai modelli climatici.

Nota di uno sprovveduto: ma allora il tanto strombazzato aumento dell’intensità dei cicloni tropicali non c’è, impedito da fattori antropici che i poveri modelli climatici globali non riescono a gestire? Mi sembra di sognare!

Trascurando i rapporti diretti tra aerosol e cicloni, ho provato a verificare se effettivamente la presenza di aerosol antropico potesse modificare in maniera sensibile la temperatura globale.
Sobel et al.,2016 citano in bibliografia un articolo (Smith et al., 2011) in cui sono riportati i valori decadali del biossido di zolfo (SO2) tra il 1850 e il 2005 più le emissioni addizionali da incendi di foreste e praterie e da incendi di residui agricoli (agricultural waste): questi dati e le anomalie globali NOAA sono nel sito di supporto.

La fig.1 mostra il confronto tra la temperatura annuale globale NOAA e le emissioni di biossido di zolfo: è chiaro che la sovrapposizione o meno dei due grafici non ha alcun significato e dipende dalla scelta scale verticali.

Fig.1. Confronto tra temperatura globale ed emissioni SO2. La linea rossa più spessa mostra i dati annuali filtrati su 10 anni, per simulare i dati decadali di emissione.

È importante, invece, osservare il comportamento della temperatura al variare della quantità di aerosol antropico.
Nel sito di supporto sono presenti due grafici, equivalenti alla fig.1, in cui all’emissione globale sono aggiunti, rispettivamente, quanto dovuto agli incendi boschivi e di praterie e quando dovuto al bruciamento dei residui agricoli. Le differenze con fig.1 sono minime e non cambiano le conclusione del post.
La situazione che si evince da fig.1 è schematicamente la seguente:

  • 1880-1890 debole crescita di SO2 (a tasso costante) e diminuzione (circa 0.06 °C) della temperatura.
  • 1890-1940 crescita di SO2 con un cambio di pendenza (tasso) tra il 1900 e il 1910. La temperatura, tra varie oscillazioni, cresce debolmente o resta costante, in media.
  • 1940-1970 crescita notevole e improvvisa delle emissioni e corrispondente stazionarietà della temperatura.
  • 1970-1990 sostanziale stabilità delle emissioni (ai valori più alti della serie) e crescita della temperatura.
  • 1990-2000 diminuzione delle emissioni ma crescita della temperatura praticamente allo stesso tasso del periodo precedente.
  • 2000-2005 tendenza alla crescita dell’aerosol mentre la temperatura mostra l’inizio della pausa. La fine della serie delle emissioni non permette ulteriori valutazioni.

In complesso, la relazione tra aerosol antropico e temperatura globale appare come minimo ambigua; in particolare nel periodo 1970-1990, quando i valori elevati e stabili di aerosol non riescono a fermare l’aumento di temperatura, ma anche nel periodo 1940-1970 quando valori assoluti e tassi di crescita elevati dell’aerosol provocano, nella temperatura, comportamenti non molto diversi da quelli del periodo 1890-1940 che ha, però, valori assoluti e tassi di crescita dell’aerosol nettamente inferiori.
Concludo dicendo che l’influenza dell’aerosol antropico sulla temperatura globale (e quindi, secondo i modelli, sull’intensità dei cicloni tropicali) non sembra così determinante come appare nell’articolo di Sobel etal.,2016.

Tutti i grafici e i dati relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui.

Bibliografia

Adam H. Sobel, Suzana J. Camargo, Timothy M. Hall, Chia-Ying Lee, Michael K. Tippett, Allison A. Wing: Human influence on tropical cyclone intensity. Science, 15 Jul 2016: Vol. 353, Issue 6296, pp. 242-246, 2016. DOI:10.1126/science.aaf6574

S. J. Smith, J. van Aardenne, Z. Klimont, R. J. Andres, A. Volke, and S. Delgado Arias: Anthropogenic sulfur dioxide emissions: 1850-2005, Atmos. Chem. Phys., 436, 1101-1116, 2011. DOI:10.5194/acp-11-1101-2011

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Author: Franco Zavatti

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6 Comments

  1. Caro Franco, credo che non ci siano incomprensioni di sorta in quanto nel mio commento ho voluto solo ribadire il concetto che tu hai esposto sia nel post che nel commento: non esiste relazione lineare tra emissione di aerosol e temperatura. In altre parole che la spiegazione di Sobel non è convincente (che è all’incirca ciò che scrivi anche tu nel post).
    Probabilmente il desiderio di sintetizzare mi ha impedito di esprimere compiutamente quello che pensavo. 🙂
    .
    A questo punto mando al diavolo la sintesi e cerco di esprimere meglio il mio pensiero.
    Secondo logica a maggiori emissioni di composti dello zolfo dovrebbe corrispondere un calo delle temperature o, per essere più precisi, una diminuzione del trend di aumento delle temperature.
    Tra il 1950 ed il 1970 le cose sembrano funzionare in quanto a un forte trend di emissioni di composti dello zolfo, corrisponde una riduzione del trend di aumento delle temperature. Stranamente tra il 1970 ed il 1990 a fronte di un elevatissimo valore delle emissioni (si mantengono costantemente ad un livello assoluto molto alto), troviamo un altrettanto forte aumento delle temperature globali e, infine, ad una diminuzione delle emissioni ha fatto seguito l’altrettanto controintuitivo fenomeno noto come iato o pausa delle temperature globali. Da ciò emerge chiaramente la mancanza di un legame diretto tra livello di emissioni dei composti dello zolfo (principalmente) e temperatura globale.
    La conseguenza di questo strano comportamento delle grandezze in gioco comporta che “… la relazione tra aerosol antropico e temperatura globale appare come minimo ambigua.”
    Se consideriamo valido il meccanismo delle forzanti positive e negative assunto a base delle teorie AGW potremmo immaginare che il forcing positivo dei gas serra è compensato da quello negativo degli aerosol solo in parte e, quindi, nel periodo successivo al 1970 il contributo negativo degli aerosol sarebbe stato surclassato da quello positivo dei gas serra. Dopo il 1990 le cose si sarebbero invertite: il contributo negativo avrebbe acquisito un peso maggiore rispetto al passato.
    E’ una spiegazione logica? Neanche per idea in quanto non vedo alcun meccanismo fisico che avvalori questo comportamento ambivalente dei gas serra e degli aerosol, per cui la conseguenza più ovvia è che le conclusioni di Sobel siano da prendere con le classiche molle.
    Come vedi le mie conclusioni sono molto simili alle tue.
    Ciao, Donato.

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  2. Dal 2000 un aumento significativo di aerosol in alta stratosfera
    Nel 2011 è stato pubblicato dalla scienziata della NOAA Susan Solomon un rapporto molto interessante in tema, immagino che conosce questi risultati.
    The persistently variable “background” stratospheric aerosol layer and global climate change.
    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21778361
    Nel 2013 questo rapporto qui
    Stratospheric Aerosol Layer and Global Climate Change
    http://www.atmosedu.com/Geol390/articles/Science-2011-Solomon-Aerosols.pdf

    Post a Reply
    • Grazie per le indicazioni bibliografiche. Non conoscevo gli articoli anche se ho letto altre cose di Susan Solomon. In particolare mi è interessato il fatto che l’aerosol è in aumento dal 2000, quando dalla fig.1 si vede
      nettamente che il contributo antropico è in diminuzione. La Solomon usa il termine aerosol senza altri aggettivi per cui deduco che lei tratti tutto il disponibile e non solo quello antropico, come viene fatto nel post.
      Mi sembra di poter dedurre (aerosol complessivo in forte aumento; aerosol antropico in diminuzione) che la pausa nelle temperature di competenza dell’aerosol -ma non solo dell’aerosol- abbia una causa in gran parte
      naturale.

  3. Caro Franco, veramente un bel post!
    Come tu scrivi, la correlazione tra le emissioni globali di aerosol e temperature sembra piuttosto ambigua. La prima cosa che noto è che non esiste corrispondenza diretta tra le emissioni e le temperature per cui la dipendenza delle seconde dalle prime non è lineare. A questo punto mi sa che ha ragione L. Mariani quando parla di forcing radiativo degli aerosol di segno opposto rispetto a quello dei gas serra.
    In questa ipotesi si comprende meglio il passaggio dell’articolo di Sobel quando dice che gli aerosol hanno contrastato il riscaldamento prodotto dai gas serra. Il fatto che i cicloni siano stati meno numerosi e meno intensi, se non ho capito male, è attribuito al mancato riscaldamento delle acque oceaniche a causa del forcing negativo degli aerosol in quanto “i livelli elevati di aerosol compensano gli effetti dell’effetto serra”.
    Ciao, Donato.

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    • Cari Luigi e Donato,
      ho il sospetto, anzi la quasi certezza, di non essere stato chiaro nel post e nello stesso tempo di non aver capito i vostri commenti. In particolare, che all’aerosol (sia generale che di sola origine antropica) fosse da
      attribuire una risposta di segno opposto (feedback negativo) rispetto a quello dei gas serra era ed è per me un concetto scontato: più aerosol uguale minore temperatura, sia per assorbimento diretto della luce solare che per maggiore quantità di nuclei di condensazione e quindi di nubi.
      Mi aspetto allora, come scrive Donato, che livelli elevati di aerosol compensino l’effetto serra.
      Ma qui la situazione mi sembra diversa: livelli elevati e alti ritmi di crescita di aerosol -parliamo solo di quello antropico- sono legati (1940-1970) a una costanza media della temperatura intramezzata da importanti oscillazioni mentre livelli molto alti (a tassi di crescita
      praticamente nulli per venti anni, dal 1970 al 1990) non influiscono sulla crescita della temperatura. E’ più importante la quantità assoluta o la velocità di variazione della quantità di aerosol? Probabilmente entrambe
      anche se da fig.1 io non sono in grado di dedurne l’importanza relativa.
      Discorsi simili credo si possano fare anche per altri periodi.
      Quindi, secondo me, dai dati di fig.1 si può dedurre che l’influenza (inversa) dell’aerosol antropico sulla temperatura è debole/ambigua.

      Diverso il discorso per l’aerosol naturale: vulcani, estese tempeste di sabbia, aerosol marini credo abbiano ben altro impatto sulla temperatura.

      Avendo qui ribadito i concetti espressi nel post, non sono affatto sicuro di aver risposto ai vostri commenti. Cari amici, mi aiutereste a capire meglio?

      Grazie. Franco

      PS: in https://fallmeeting.agu.org/2015/files/2015/12/Wild-slides.pdf ci sono
      alcune slides che mostrano le emissioni di zolfo prese da un’altra fonte.

  4. Caro Franco,
    grazie per il tuo commento chiaro e fondato su dati. Mi viene in mente che forse più che vedere gli aerosol come un’entità a sé potrebbe essere utile considerarli in quanto produttori di un forcing radiativo negativo e dunque opposto rispetto a quello di CO2, CH4, ecc. Forse in tal modo si potrebbe meglio spiegare l’origine della fase stazionaria 1940-1970.
    Luigi

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  1. Aerosol antropico e temperatura : Attività Solare ( Solar Activity ) - […] Autore: Franco ZavattiData di pubblicazione: 26 Luglio 2016Fonte originale: http://www.climatemonitor.it/?p=41874 […]

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