Teorie consolidate

Sarà perchè l’estate è alle porte ma mi è tornata la voglia di parlare di sole. Alcuni giorni fa ho visto un lancio d’agenzia dell’ANSA, nel quale Phil Chapman, ex fisico del MIT, nonchè primo astronauta della NASA di nazionalità australiana che partecipò anche al programma dell’Apollo 14, lanciava un insolito allarme di imminente glaciazione, a suo dire causata dalla mancata ripresa dell’attività solare. Nello stesso giorno, dallo stesso organo di stampa, arrivava puntuale il parere rassicurante di un esperto Italiano che, giustamente, fugava ogni dubbio e cancellava ogni preoccupazione per questo presunto “ritardo” nell’inizio del nuovo ciclo solare. Ad un primo impatto mi è sembrata una maldestra operazione di debunking (la prima, non la seconda), poi sono giunto alla conclusione che si è trattato semplicemente del tentativo di restituire la giusta dignità alle teorie delle forzanti astronomiche del clima. Insomma, un sasso nello stagno ma, visto che la suddetta superficie liquida è tutt’altro che calma, praticamente nessuno si è accorto di nulla. Cioè, nessun altro media ha raccolto nè la prima, nè la seconda notizia.

In fondo questo un pò mi è dispiaciuto, non perchè pensassi che l’ennesimo allarme, pur di segno opposto alla consuetudine, avesse qualche fondamento, quanto piuttosto perchè l’argomento avrebbe meritato la nascita di uno scambio di opinioni che più che fare allarme facesse un pò di divulgazione.

La storia dell’influenza delle forzanti astronomiche sul clima è vecchia, ma questo non significa affatto che sia conosciuta appieno. Anche l’IPCC nell’AR4 dello scorso anno le assegna un livello di comprensione scientifica piuttosto basso, raccomandando inoltre che si moltiplichino gli sforzi per aumentarne la conoscenza. Ma lo tsunami delle forzanti antropiche, forte di un consenso molto vasto ma forse non così profondo, ha comunque decretato che il tempo delle discussioni sarebbe terminato, per cui venga o meno questo approfondimento, si deve passare all’azione. Per la verità ad oggi c’è più che altro qualcuno che sta passando alla cassa, ma tant’è, su questi argomenti ho già espresso più volte il mio pensiero e non voglio trasformare questo post nell’ennesima requisitoria sulla questione dell’AGW.

Prima di continuare mi si dovrà consentire una breve premessa. C’è di fatto un problema linguistico nell’affrontare questi argomenti, infatti ho già usato una volta il termine “imminente” qualche riga più in alto. Al riguardo dobbiamo convincerci che il clima non risponde affatto con la rapidità che esigerebbe il mondo attuale, purtroppo animato da fenesia comunicativa. Usando vocaboli come “rapido”, “brusco” e quant’altro, per il comune sentire sto parlando di oggi, domani o al massimo tra qualche giorno. Se invece parlo di clima significa molte decine, centinaia, molto più probabilmente migliaia di anni. Questo vale per gli effetti delle forzanti naturali ma, con buona pace degli allarmisti, anche delle forzanti antropiche, siano esse vere o presunte. Sarà quindi quest’ultimo il significato che darò a questi vocaboli in quel che segue. Dar loro altra accezione serve soltanto a perseguire la causa degli effetti benefici in termini economici (solo apparentemente collaterali), non certo a rendere più veloci i processi climatici che si presume di innescare o controllare. Per intenderci, l’urgenza dell’azione, tanto cara all’IPCC, non abbassa la temperatura (0.15°C di diminuzione della temperatura la stima più ottimistica di Kyoto) ma alza i capitali e non fornisce soluzioni ma favorisce spettacolari carriere negli organi di rappresentanza. Non possiedo i primi, non aspiro alle seconde, per cui nessuna fretta.

Parliamo piuttosto del sole. Una doverosa “riscoperta” della teoria delle forzanti astronomiche che vide la luce per opera di Milankovitch, ormai più di sessanta anni fa. Ben più recentemente, soltanto trentacinque anni fa, molti studiosi del clima erano convinti che il periodo di clima relativamente benevolo in cui siamo, che conosciamo come Olocene, fosse sul punto di finire. Una convinzione derivata dalla ricostruzione della stretta correlazione esistente tra l’attività solare e le transizioni climatiche che Milankovitch aveva teorizzato e che era stata approfondita ricostruendo tale analogia e tornando indietro nel tempo per ben un milione di anni. Poi è giunta l’era del GW e la discussione è stata abbandonata. A confermare l’opportunità di questo oblio, è giunto nel 2000 un lavoro di Loutre e Berger nel quale si ipotizzava che, complice l’aumento della CO2, l’Olocene sarebbe durato per almeno altri 30.000 anni.

In questo studio era stata chiarito che la geometria orbitale basata su 400.000 anni era quella che meglio si adattava a descrivere l’evoluzione del nostro clima futuro, tuttavia il modello globale impiegato per tentare la simulazione fu costruito replicando invece l’accaduto su una base di 200.000 anni, immettendo un punto di partenza differente ed anche caratterizzato da condizioni piuttosto dissimili da quelle attuali in termini di ampiezza della forzante astronomica. Proiettando il tutto nel futuro e simulando diversi scenari di concentrazione della CO2, si giunse alla convinzione che un livello di 210ppmv (parti per milione) di anidride carbonica fosse quello che meglio si accorda con la SPECMAP (cronologia standard delle serie storiche degli isotopi di ossigeno). Ne risultò, riproducendo l’Olocene al computer, che non ci sarebbe stata alcuna transizione climatica per almeno altri 30.000 anni.

[photopress:RSS_AMSU_MSU.jpg,thumb,pp_image]Anche in questo caso la CO2 fu trattata esclusivamente come forzante esterna e non come componente del sistema (il Carbon Cycle non era simulato nel modello) e moltri altri fattori quali il trasporto di calore dalle profondità oceaniche, le nubi ed il ciclo idrologico erano molto semplificati. Realtà vuole invece che il ruolo della CO2 sia tutt’altro che così chiaro. L’immagine accanto mostra infatti che, pur se la concentrazione di anidride carbonica continua a salire, le temperature (misurate da satellite) hanno smesso di fare altrettanto dal 1998. Sembrerebbe quindi più accreditabile la teoria che la concentrazione di CO2 vari seguendo le variazioni delle temperature di superficie degli oceani, per cui l’attuale diminuzione di temperatura, qualora dovesse continuare, potrebbe portare ad una diminuzione della CO2 atmosferica, perchè aumenta la sua solubilità negli oceani.

[photopress:Sun_versus_T.jpg,thumb,pp_image] Ne consegue che il carattere climatico dell’Olocene, così come le transizioni tra le ere glaciali ed i periodi interglaciali dell’ultimo milione di anni si spiegano meglio seguendo il fattore astronomico nella sua totalità, ovvero le forzanti esterne. I dati dell’immagine accanto riguardano il Carbonio 14 la cui concentrazione varia in accordo con l’attività solare che inoltre, durante gli utimi decenni, sarebbe stata la più intensa degli ultimi 8000 anni, e forse molto più condizionante della CO2.

[photopress:M_Analogue.jpg,thumb,pp_image] L’analisi che segue (Quinn et al 1991) non sfrutta alcun modello di simulazione, si limita a fare una semplice osservazione di dati di fatto, ossia delle analogie che, sfruttando dati di prossimità da diverse fonti, mettono in paragone l’andamento del clima con le variazioni di Precessione, Inclinazione ed Eccentricità dell’orbita della terra e con le variazioni dell’attività solare. Non ci sono le approssimazioni o le interpretazioni pur inevitabili ma condizionanti di un modello di simulazione. Vediamo l’immagine.

  • Le ere glaciali hanno normalmente luogo nel corso di circa tre cicli di forzante solare (giallo), ma ne sono marginalmente influenzate fin quando, in corrispondenza del picco dell’eccentricità, non arriva la nuova transizione.
  • Ogni fase interglaciale (grigio) dura quanto la metà di un massimo del ciclo della forzante solare e finisce quando tale ciclo è in rapido declino. Le fasi interglaciali di 200.000 e 600.000 anni fa sono divise in due perchè la Precessione (rosso) e l’Inclinazione (verde) sono in opposizione all’Eccentricità e causano un temporaneo ritorno alla fase glaciale.
  • 400.000 anni fa la forzante solare arrivò a compiere anche la seconda metà di un ciclo, estendendo il periodo interglaciale a 28.000 anni; La posizione dell’eccentricità di quell’epoca è considerata largamente somigliante a quella attuale, di qui probabilmente l’erronea interpretazione dell’estensione “forzata antropicamente” dell’Olocene.
  • Ogni era glaciale corrisponde con un minimo di un semiciclo dell’Eccentricità (blu), ovvero il fattore orbitale predominante.
  • Diversamente da un’interpretazione intuitiva, ogni transizione giunge dopo un picco delle temperature; ne consegue che le ere glaciali seguono una fase di picco dello scioglimento dei ghiacci.
  • L’ultima transizione risale a 120.000 anni fa, quando le temperature erano presumibilmente 5°C più alte di ora e sul pianeta c’era molto meno ghiaccio. Ogni ciclo dura circa 100.000 anni.
  • Le transizioni sono avvenute sempre in corrispondenza di fasi del ciclo della forzante solare piuttosto simili alle attuali, con attività solare in fase di declino.

Tutto ciò fornisce un modello per il verificarsi di transizioni, ma non aggiunge molto sulle dinamiche che possono innescarle. Una di queste potrebbe essere la grande quantità di calore ricevuto dal pianeta nella fase interglaciale che accelera lo scioglimento dei ghiacci polari, raffredda gli oceani ed interrompe lo scambio di calore con l’equatore; l’emisfero nord sarebbe il primo a subirne le conseguenze. La gran parte del trasporto di calore avviene ad opera della circolazione oceanica infatti e non di quella atmosferica. Quest’ultima da parte sua è tutt’altro che poco rilevante. Condizioni di temperatura più basse che arrivino quando il trasporto di calore verso le alte latitudini è ad un massimo (dopo una prolungata fase interglaciale) possono portare ad un aumento delle precipitazioni, causando un ulteriore feedback positivo in termini di raffreddamento.

Per cui l’ipotesi potrebbe essere questa. Un aumento delle precipitazioni con basse temperature porterebbe ad un graduale aumento dell’albedo, cui nella prima fase si aggiungerebbe l’effetto schermante della copertura bassa. Le temperature continuerebbero a diminuire così come la forzante solare. Questo porterebbe ad una graduale diminuzione del vapore acqueo in atmosfera, con conseguente drastica riduzione dell’effetto serra e “fuga” di calore verso lo spazio favorita dalla diminuzione della copertura nuvolosa. La transizione sarebbe iniziata.

La teoria di Milankovitch è frutto di pura osservazione e non c’è ragione perchè le condizioni non si ripresentino, queste forzanti sono ben più incisive di qualunque altro fattore esterno. Gli stessi eventi casuali quali l’impatto con altri corpi celesti non hanno portato altro che brevi e temporanee alterazioni di questi cicli, l’ultimo dei quali, dando un’occhiata al Milancovitch Analogue potrebbe essere prossimo alla fine. Certamente ci sono molte incertezze e supposizioni, specialmente quando siamo entrati nel territorio dei feedback, però val la pena tornare sull’immagine e cercare quante delle condizioni elencate che hanno portato alle transizioni siano simili alla situazione attuale. Buon divertimento.

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Author: Guido Guidi

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6 Comments

  1. Questo è un ottimo lavoro! Mi preme tuttavia rilevare almeno un paio di cose:

    1) l’aspetto temporale: stiamo parlando di variazioni climatiche che con molta probabilità non vedremo mai né noi né i nostri pronipoti e né i discendenti dei discendenti. Come hai sottolineato tu Guido le variazioni climatiche non sono misurabili in tempi umani. Noi possiamo solo accontentarci di vedere come si comporta annualmente o secolarmente il clima.

    2) l’attività solare è ancora al palo. Non si riparte signori! Ora, se è vero che non bisogna essere troppo frenetici, è vero anche che ci troviamo davanti ad una situazione piuttosto singolare. Dopo il minimo toccato ad ottobre ci si attendeva una ripresa già da dicembre o gennaio. Ed invece qui siamo a maggio a spulciare la superficie solare in attesa di un segnale. 13 sunspots il 4 maggio e 15 sunspots il 5 maggio; per il resto del mese zero spaccato! Vogliamo cominciare a fare due o tre conti, perchè se entro giugno il sole non sarà ripartito è chiaro che ci troviamo di fronte a qualcosa di particolare e di decisamente inaspettato.

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  2. ennesimo articolo interessante..sono pienamente d,accordo con marcus,vivviamo una vita troppo breve per sperimentare evoluzioni di grossa portata del clima ,anche se dal grande periodo freddo dal 1600 al 1800 non sono passati milioni o millenni.che il sole ha un,impatto fondamentale per il clima del nostro pianeta e verissimo,l,inclinazione dell,asse e la CORRENTE DEL GOLFO,

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  3. Ottimo artico, come sempre ben pesato e ragionato.
    “Le ere glaciali hanno normalmente luogo nel corso di circa tre cicli di forzante solare (giallo)…”

    E le oscillazioni di breve periodo “sembra” avvengano a distanza di tre cicli solari (1878, 1912, 1944, 1976 …2008 ?) …. tre e’ il numero perfetto della natura, di Dio.
    Solo una banale coincidenza, ma riguarda il Sole.

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  4. magari tornasse una piccola era glaciale,ma mi accontenterei anche di un bis tipo inverno 1985 annata capolavoro della natura dove qua da me cadde piu di un metro di NEVE

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  5. Analizzando obbiettivamente le varie componenti non credo, anzi mi auguro, che il clima faccia ciò che normalmente fa: che ci regali le stagioni fino alla fine dei tempi. Le ere glaciali lasciamole agli avi con 130 dollari al barile per il petrolio!

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  6. Nell’accodarmi anche io nei complimenti per il brillante articolo proposto, questa volta, però, non posso limitarmi alla parte del solo lettore visto che gli argomenti proposti sono in parte quelli da me in studio da almeno una ventina di anni. Come comunemente si dice sono “uno degli addetti ai lavori” e mi permetto di indicare alcuni aspetti. Il primo, come tutti sanno, è che il clima è sempre cambiato e l’unica certezza è proprio riferita alla sua variabilità e non nelle ipotesi future più o meno fantasiose o interessanti a secondo del punto di vista. La seconda è che il clima è un sistema complesso ma non troppo. Ovvero, sono fermamente convinto che i meccanismi che lo fanno mutare sono di numero certamente finito e concorrono insieme nel tempo a determinarne quelle forzanti in grado di modificarne i suoi aspetti. Il vero problema è che ne conosciamo molto pochi e soprattutto molto meno su come interagiscono fra loro e questo finisce per non rendere oggettivo il risultato di prognosi climatica fin qui comunemente adottato. Il terzo aspetto è riferito al passato; non è possibile, in relazione a quanto appena detto, prescindere dallo studio dei climi passati e dalla ricerca per interpretarne le motivazioni scatenanti. Quindi, e qui mi avvio alla conclusione, vi lascio un quesito: se l’anidride carbonica gioca un ruolo assolutamente determinante quale “termostato climatico” del pianeta, come si spiegano i periodo della Piccola Età Glaciale e del Periodo Caldo Medievale? Per entrambi non si evince alcuna significativa variazione nella concentrazione di anidride carbonica eppure sono ampiamente documentati quali rispettivamente essere stati un periodo più freddo e uno più caldo rispetto all’attuale (risparmio in questo caso i dati che dovrebbero accompagnare quanto detto). Dobbiamo rivolgere quindi l’attenzione verso qualche altro motivo. Dunque non è forse il caso prima di sentenziare sul clima futuro capire meglio le variazioni accorse nel passato? Forse così potremmo spiegare le variazioni attuali sgombrando scientificamente ombre e dubbi che al momento poco si accordano con la teoria del GW e che offuscano, non poco, le apparenti certezze sull’AGW.

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