Il fit delle serie estese di temperatura. Parte seconda – La stalagmite di Shihua (Cina)

Riassunto: I fit combinati delle temperature fino all’800 CE sono in grado di descrivere ragionevolmente bene anche le temperature della stalagmite della grotta di Shihua che si estendono fino al -650 CE. Viene presentato l’insieme delle serie di temperature usate nei due articoli insieme ai commenti conclusivi.

Abstract: The combined fits of the temperature series through 800 CE describe sufficiently well also the data of the Shihua Cave stalagmite, extended through 650 BCE. The whole set of temperature series used here is presented along with the final comments.

La grotta di Shihua, a circa 50 km a sud-ovest del centro di Pechino, e quindi entro la zona del monsone dell’Asia orientale, è stata aperta al pubblico nel 1986 e da allora il livello interno di CO2 è salito da 500-600 ppmv a 1350-2080 ppmv e la temperatura da 10.6~13.5 a 13.9~16.4 °C. Questo cambiamento ha ridotto il tasso di precipitazione della calcite, in pratica rendendo inutilizzabili i dati sulla crescita delle stalagmiti successivi al 1985 (Tan et al, 2003).
Gli autori appena citati hanno prodotto una serie di temperatura della stagione calda (maggio-agosto) tra il 665 BCE (Before Current Epoch) e il 1985 CE (Current Epoch) [esprimibile anche come -665, 1985 CE] derivata dalla correlazione tra la variazione di spessore degli strati annuali di una stalagmite della grotta di Shihua e la meteorologia della zona circostante. La serie è mostrata in figura 1.

Fig.1: I dati della stalagmite della grotta di Shihua. La linea spessa rossa è un filtro passa-basso con finestra pari a 20 anni, mentre la riga nera è il fit lineare che mostra una pendenza di circa (1.9±0.2) 10-4 °C/anno. I grafici inferiori mostrano lo spettro MEM della serie e mettono in evidenza la dominanza dei periodi multi-secolari rispetto a quelli secolari che pure esistono e sono probabilmente le oscillazioni secolari descritte da Tan et al., 2003.

Da notare le due ampie diminuzioni della temperatura: quella centrata sull’anno 800, di cui si ha solo una debole conferma nella serie degli anelli di accrescimento mostrata nella figura 2 e che non saprei attribuire ad un evento particolare, e quella tra il 1450 e il 1750, corrispondente alla Piccola Età  Glaciale (PEG), visibile anche in figura 2.
Il profondo minimo attorno all’anno 520 è comune ad entrambe le serie, mentre il minimo nello spessore degli anelli nel ~620 compare in maniera più vaga e discutibile nei dati della stalagmite.

Tan et al., 2003, fin dal titolo del loro lavoro (“Cyclic rapid warming on centennial-scale …”) fanno notare la presenza di oscillazioni (riscaldamenti) rapide a scala secolare. Lo spettro di figura 1 mostra, in una serie di massimi di bassa potenza, oscillazioni tra 50 e 170 anni che potrebbero giustificare l’affermazione di Tan e colleghi, ma bisogna sottolineare che lo spettro è dominato dai massimi a 815, 342 anni e, più debole di circa 9 e 4 volte, rispettivamente, 482 anni.

Fig.2: Serie dello spessore degli anelli di accrescimento degli alberi (in questo caso del ginepro tibetano) dal 450 al 2004 CE. Dati da NOAA Paleo.

In figura 3 viene mostrata l’estrapolazione, a tutta l’estensione temporale dei dati della stalagmite di Shihua, del fit (f23) dei dati di Colle Gnifetti descritto nella prima parte di questo articolo. Come si vede, il fit non segue i profondi minimi dei dati cinesi ma è ragionevolmente rappresentativo del loro andamento medio.

Fig.3: Rappresentazione di tutti i dataset usati e dei loro fit tramite funzioni non lineari. Per la serie della grotta di Shihua (tanliu.txt, verde chiaro) non è stato calcolato alcun fit ma è stata utilizzata l’estensione del fit di Colle Gnifetti (rosso). Dal 1925 al 2200 si è usato il fit dei dati mensili NOAA.

Nel mescolare dati a diversa risoluzione sorge sempre il sospetto di creare artificialmente un “hockey stick”: qui il fit f22 (4 seni+ retta) è stato applicato ai dati mensili NOAA, mentre le altre serie hanno risoluzione 1 anno (CET e Shihua) e 2 anni (Colle Gnifetti). La figura 4, insieme ad un suo ingrandimento (figura 5), viene riportata per evidenziare il comportamento del fit rispetto alla serie annuale NOAA.

Fig.4: Ingrandimento di figura 2 tra 1700 e 2200, con sovrapposta la serie NOAA annuale (crocette) per verificare come il fit calcolato sui dati mensili si comporta con i dati annuali.

L’ingrandimento della figura successiva mostra con maggiore evidenza l’accordo tra fit e dati annuali, ricordando che fino al 1925 si usa il fit f23 di Colle Gnifetti.

Fig.5: Parte di figura 4 e suo ingrandimento. Fino al 1925 il fit di Colle Gnifetti (linea rossa).

Considerazioni conclusive

  1. L’insieme dei due fit f22 e f23 è in grado di rappresentare ragionevolmente bene i dati sperimentali dal -650 al 2018 CE, per un’estensione temporale di 2668 anni. L’estrapolazione del 3% (fino al 2100) rispetto all’intera estensione dei dati del fit non sembra essere un grave azzardo. In questo caso l’anomalia “prevista” al 2100 rispetto al periodo pre-industriale sarebbe compresa tra 1 e 2°C, in modo del tutto naturale, senza necessità  di azioni particolari.
  2. Tutti i dati utilizzati sono anomalie il cui valore dipende dalla base temporale utilizzata per il calcolo. Per questo, ad esempio, i dati della grotta di Shihua sono stati spostati di -0.5 °C allo scopo di allinearli con i dati di Colle Gnifetti e CET.
Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui

Bibliografia

  • Tan M, Liu T, Hou J, Qin X, Zhang H, Li T: Cyclic rapid warming on centennial-scale revealed by a 2650-year stalagmite record of warm season temperature, GRL, 30, 191-194, 2003. http://dx.doi.org/10.1029/2003GL017352 (testo completo)

 

 

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Author: Franco Zavatti

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1 Comment

  1. Mi sono accorto solo oggi che, per un mio errore, in figura 2 viene mostrata una parte della dendrologia di chin046 che non permette il confronto con figura 1, come descritto nel testo. La figura corretta è quella acclusa e quella disponibile nel sito di supporto. Franco

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