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Aumento della portata invernale del fiume Yenisei, Siberia meridionale, dal 1980

Un articolo (Panyushkina et al., 2021, d’ora in poi P21) mette in evidenza come la portata invernale (nov-apr) del fiume Yenisei, che sfocia nel mare di Kara e nasce nella Siberia meridionale, a Kyzyl, dalla confluenza di due suoi rami (mappa ampia e zona di Kyzyl) abbia avuto un aumento forte a partire dal 1980,aumento che nonsi osserva nella serie annuale. Il “balzo” quasi improvviso viene attribuito all’amplificazione artica (AA), cioè al maggiore trasporto di energia verso le regioni polari che si traduce in maggiore scioglimento di ghiaccio e permafrost con il conseguente aumento della portata. Nell’articolo trovo un riferimento a maggiori precipitazioni indotte dal global warming che però non sono l’unico fattore per l’aumento del flusso annuale, mentre il flusso invernale sembra sensibile all’aumento di temperatura.

In effetti, se confrontiamo le serie della portata del fiume, riferite all’anno (ott-set) e alla stagione invernale (nov-apr), mostrate nelle figure 1 e 2, vediamo che quest’ultima portata si innalza molto velocemente, a partire dal 1980, mentre non osserviamo nulla di simile nella serie annuale. Ovviamente il discorso non è così semplice perché la serie annuale contiene anche i dati invernali e quindi deve contenere anche l’aumento di figura 2.
Gli spettri di queste due serie, anche se a prima vista sembrano diversi, contengono massimi spettrali in buona parte comuni.

Fig.1: Serie della portata annuale del fiume Yenisei. Il fit lineare (non mostrato) sottolinea una leggera salita per tutto l’intervallo temporale ma una salita più visibile si osserva a partire dal 1930 e fino al termine della serie, analogamente a quanto succede nella serie invernale. Nello spettro MEM sono presenti molti picchi di circa la stessa potenza che possono essere raggruppati in tipo-Enso (4.3, 8.1 anni) e astronomici (19, 23, 28, ~100 anni [esiste un massimo solare, senza nome, a 104 anni]); il massimo di periodo 43 anni può forse essere riferito al picco di 41.5 anni della PDO, il secondo come potenza nello spettro dell’oscillazione decennale del Pacifico.
Fig.2: Serie della portata invernale (nov-apr) del fiume Yenisei derivata dagli anelli di accrescimento. Il fit lineare (non presente qui) mostra una diminuzione lunga 70 anni (1860-1930) e una salita fino al 1980, seguita da un forte “salto” (tipo hockey stick) fino al termine della serie, nel 1997, dovuto all’amplificazione artica (v. la temperatura di for Kaliningrad per un confronto). Lo spettro, pur essendo differente da quello annuale, mostra con quello molte similitudini, come ci si aspetta dal fatto che la serie annuale contiene quella invernale.

Prima di proseguire, vediamo la genesi delle due serie che sono frutto di un modello lineare tipo y=a+b1x1+b2x2+…+b5x5 (o solo fino a b4x4), basato su dati dendrologici (anelli di accrescimento degli alberi) della regione di Kyzyl (P21 pubblica il confronto tra dati e modello per le due serie e il confronto sembra molto buono. Per questo nel seguito considererò i dati del modello come reali ed estesi al 1701 e al 1749, molto indietro nel tempo rispetto alle osservazioni all’idrometro di Kyzyl nell’alto corso dello Yenisei.
Quindi non ho dubbi sui dati resi disponibili da P21 e in questo sono confortato anche dalla serie di temperatura di Kaliningrad, ad una latitudine (54.7°N) paragonabile a quella di Kyzyl (51.7°N), che mostra un “ginocchio”, un cambio di pendenza, nel 1980, attribuibile alla AA, molto simile a quello della serie invernale dello Yenisei (sullo stesso periodo la portata cresce del 31.6% mentre la temperatura solo del 6.3% ma questo dipende dalla natura della variabile considerata).

Ferme restando le considerazioni espresse finora, ho provato a rappresentare ed elaborare in modo diverso le due serie di P21.

  • come prima operazione ho sovrapposto nello stesso grafico le due serie, scalando l’invernale (portata media ~276 m3/s) all’annuale (media ~1017 m3/s)ed ottenendo (come ci si aspettava) due curve molto simili in cui la particolarità invernale si stempera nella variabilità annuale e l’insieme sembra del tutto “normale”, solo con differenze di varianza. Il confronto diretto tra gli spettri mostra differenze e somiglianze anche nella zona di alta frequenza.
Fig.3: Confronto tra le serie della portata annuale (verde) e invernale (viola), quest’ultima scalata di +750 m3/s per permettere la sovrapposizione. Sono mostrati anche le rispettive curve smussate con un filtro passa basso di finestra 20 anni. Gli spettri, pur differenti, mostrano diversi massimi comuni anche nella parte ingrandita (in basso) di periodo tra 2 e 30 anni.
  • La seconda elaborazione è stata quella di calcolare la portata media (annuale e invernale) su bin di ampiezza pari a 10 anni: il risultato, in forma di istogramma, è mostrato in figura 4, dalla quale non appaiono particolari eccessi: mi sembra, invece, di poter dire che un processo di aumento della portata c’è e si osserva dalla fine degli anni ’20 del secolo scorso in entrambe le serie come preludio all’aumento del 1980. L’inizio della salita (~1920 e 1929) rappresenta il punto terminale di una lunga discesa della portata iniziata nel 1755 per i dati annuali e nel 1839 per i più brevi dati invernali.
    Come ho ormai ripetuto molte volte, mi sembra che complessivamente non ci sia nulla di nuovo sotto il sole.
Fig.4: Portata decennale media delle serie annuale (in alto) e invernale. Come per i dati annuali, anche qui è possible osservare una salita che inizia attorno al 1925 e prosegue fino a fine serie. Non è necessario far notare l’aspetto normale (qualunque cosa significhe questo termine) di entrambi gli istogrammi.
  • Con la terza operazione ho calcolato la frequenza di apparizione, sempre su bin di 10 anni, di eventi “estremi”, intendendo con il termine le portate superiori alla media più 2 deviazioni standard (cioè 1159 m3/s per i dati annuali e 348 m3/s per gli invernali).
    Questo è uno schema normale di analisi della portata, come si può vedere in questo esempio, che ha dato origine agli istogrammi di figura 5, che, ancora una volta, presentano una situazione senza imprevisti e sulla quale non c’è molto da argomentare.
Fig.5: Frequenza degli eventi in cui la portata supera, in questo caso, la media+2 σ (1159 m3/s e 348 m/s) per le due serie. Anche in questo caso non si osserva alcun evento particolare.

Commenti conclusivi

  • L’alto corso dello Yenisei mostra senza dubbio un aumento della portata invernale dal 1920 che si amplifica a partire dal 1980, quasi sicuramente dovuto all’amplificazione artica osservabile con caratteristiche molto simili anche nella temperatura di stazioni di alta latitudine (vedere ad esempio http://www.climatemonitor.it/?p=57047).
  • L’aumento, se confrontato con la portata annuale del fiume, appare molto diluito in quanto contribuisce per un terzo del totale alla portata complessiva.
  • Gli stessi dati annuali e invernali, raggruppati in bin decennali, come è comune fare per l’analisi della portata, non mostrano situazioni diverse da quanto osservato nei punti precedenti.
  • Se rappresentiamo il flusso totale di acqua dolce nell’Oceano Artico (didascalia), sia quello complessivo che quello dovuto ai soli fiumi europei, non vediamo aumenti di flusso fuori dalla norma ma solo normali fluttuazioni, il che fa pensare che l’aumento dello Yenisei sia certamente reale ma limitato a poche situazioni che non modificano sostanzialmente il contributo di acqua dolce all’Oceano Artico.

Bibliografia

  • Irina P Panyushkina, David M Meko, Alexander Shiklomanov, Richard D Thaxton, Vladimir Myglan, Valentin V Barinov and Anna V Taynik: Unprecedented acceleration of winter discharge of Upper Yenisei River inferred from tree ringsEnviron. Res. Lett.16, 125014, 2021. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac3e20
    Tutti i dati e i grafici sono disponibi nel sito di supporto

    Foto di Andrey Max da Pixabay

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Published inAttualitàClimatologia

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