Climate Lab – Fatti e Dati in Materia di Clima

Tra la fine del 2015 e l’inizio del 2016, poco dopo la fine della COP21 di Parigi, abbiamo messo a punto un documento pubblicato nella sua interezza (e scaricabile qui in vari formati) con il titolo “Nullius in Verba, fatti e dati in materia di clima”. L’idea è nata dall’esigenza di far chiarezza, ove possibile e nei limiti dell’attuale conoscenza e letteratura disponibili, in un settore dove l’informazione sembra si possa fare solo per proclami, quasi sempre catastrofici.

Un post però, per quanto approfondito e per quanto sempre disponibile per la lettura, soffre dei difetti di tutte le cose pubblicate nel flusso del blog, cioè, invecchia in fretta. Per tener vivo un argomento, è invece necessario aggiornarlo di continuo, espanderlo, dibatterle, ove necessario, anche cambiarlo. Così è nato Climate Lab, un insieme di pagine raggiungibile anche da un widget in home page e dal menù principale del blog. Ad ognuna di queste pagine, che potranno e dovranno crescere di volume e di numero, sarà dedicato inizialmente uno dei temi affrontati nel post originario. Il tempo poi, e la disponibilità di quanti animano la nostra piccola comunità, ci diranno dove andare.

Tutto questo, per mettere a disposizione dei lettori un punto di riferimento dove andare a cercare un chiarimento, una spiegazione o l’ultimo aggiornamento sugli argomenti salienti del mondo del clima. Qui sotto, quindi, l’elenco delle pagine di Climate Lab, buona lettura.

  • Effetti Ecosistemici
    • Ghiacciai artici e antartici
    • Ghiacciai montani
    • Mortalità da eventi termici estremi
    • Mortalità da disastri naturali
    • Livello degli oceani
    • Acidificazione degli oceani
    • Produzione di cibo
    • Global greening

____________________________________

Contenuti a cura di Luigi Mariani e revisionati in base ai commenti emersi in sede di discussione e per i quali si ringraziano: Donato Barone, Uberto Crescenti, Alberto Ferrari, Gianluca Fusillo, Gianluca Alimonti, Ernesto Pedrocchi, Guido Guidi, Carlo Lombardi, Enzo Pennetta, Sergio Pinna e Franco Zavatti.

Un Atlante Spettrale e la Persistenza

Posted by on 06:00 in Attualità, Climatologia | 2 comments

Un Atlante Spettrale e la Persistenza

Negli ultimi tempi mi sono dedicato alla verifica del comportamento degli spettri di dataset climatici quando è presente una memoria a lungo termine o persistenza. Ho verificato in molti casi che una correzione della persistenza tramite derivata prima numerica (o differenza tra valori successivi) produce un dataset privo di persistenza (nei casi peggiori, con persistenza ridotta) e uno spettro che nella maggioranza dei casi appare di struttura diversa rispetto a quello dei dati non corretti ma in grado di conservare i massimi spettrali, in particolare quelli di periodo minore per i quali spesso si osserva un aumento della potenza. I massimi di periodo maggiore appaiono quasi sempre presenti ma di potenza nettamente minore.
Queste verifiche sono disponibili in una serie di articoli su CM, ad esempio negli articoli elencati qui di seguito, ma ad esse si sono aggiunte analisi di nuovi dataset.

Avendo a disposizione un buon numero di serie (attualmente sono 31) ho pensato di raccogliere tutti i risultati in maniera condensata, così da fornire un confronto immediato tra spettri osservati e corretti, anche con l’aiuto delle funzioni di autocorrelazione e di una tabella in cui sono affiancati i valori numerici dei periodi dei massimi spettrali presenti nelle due serie.

Ho quindi preparato un atlante composto, per ogni dataset, da quattro pagine che dovrebbero essere impaginate a due a due, una di fronte all’altra, in modo che sia possibile verificare le similitudini e le differenze tra le serie. L’atlanteè stato preparato con Libre Office e salvato nel sito di supporto nei formati .odt e .docx (circa 10 e 9 MB rispettivamente). Il salvataggio nel formato .pdf è stato fatto ma le dimensioni del file (110 MB per ora) ne hanno sconsigliato l’inserimento nel sito anche se è presente il link relativo. Credo sia preferibile che, chi fosse interessato, possa scaricare un file relativamente piccolo, da tradurre poi in pdf se necessario.

Per i miei scopi ho preferito stampare il file .odt per poi inserire le 4 pagine in raccoglitori, impaginate opportunamente, come si vede in figura 1 e in figura 2. In due casi le pagine sono 5 perché mi è sembrato opportuno inserire sia le derivate che le differenze.

Fig.1: I primi due dei quattro fogli del dataset ACE (Accumulated Cyclone Energy). Notare, nel foglio di destra, il riferimento bibliografico al dataset utilizzato.

Fig.2: I secondi due dei quattro fogli del dataset ACE (Accumulated Cyclone Energy). Questa impaginazione permette un confronto visivo diretto.

Altri esempi
Nel sito di supporto ho inserito anche l’analisi di dati che non hanno trovato collocazione altrove: attualmente sono presenti il dataset della carota di ghiaccio estratta dal ghiacciaio Belukha (Altai siberiano) con l’anomalia di temperatura derivata dal δ18O, su un intervallo temporale di 750 anni, a passo 10 anni, e il dataset NOAA dell’energia cumulata dei cicloni, ACE, valori mensili sull’intervallo 1851-2016. I quattro file di ACE presenti nel sito di controllo sono esattamente le quattro pagine riportate nell’atlante. Nel caso di Belukha sono state calcolate anche le differenze prime, non riportate nell’atlante.
Per i dati di Belukha, qui viene usato il dataset ricavato da una carota del 2009, mentre in Eichler et al., 2009 si fa riferimento ad una carota del 2001 che sembra avere una risoluzione temporale migliore e permette di definire periodi spettrali dell’ordine di alcuni anni. I dati della carota del 2001 non sembrano essere disponibili.

Bibliografia

  • Anja Eichler, Susanne Olivier, Keith Henderson, Andreas Laube, Jürg Beer, Tatyana Papina, Heinz W. Gäggeler and Margit Schwikowski: Temperature response in the Altai region lags solar forcing, GR Letters, 36, L01808, 2009. Auxiliary material at doi:10.1029/2008GL035930
  • Koutsoyiannis D.: Nonstationarity versus scaling in hydrology , Journal of Hydrology, 324, 239-254, 2006. doi:10.1016/j.jhydrol.2005.09.022
Tutti i dati relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui
Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Un Mese di Meteo – Marzo 2018

Posted by on 06:00 in Attualità, Climatologia, Commenti mensili, Meteorologia | 0 comments

Un Mese di Meteo – Marzo 2018

IL MESE DI MARZO 2018[1]

Mese caratterizzato da prevalenti condizioni di tempo perturbato con precipitazioni abbondati e temperature che hanno presentato una sensibile anomalia negativa nei valori massimi al centro-nord.

La topografia media mensile del livello di pressione di 850 hPa per l’area euro-atlantica (figura 1a) mostra come principale centro d’azione un minimo depressionario a ovest dell’Islanda. Tale struttura ha determinato sull’area italiana un regime di correnti atlantiche a curvatura ciclonica, sintomo del predominio di condizioni di tempo perturbato. Il sensibile livello di anomalia dell’area depressionaria atlantica è documentato dalla carta delle isoanomale (figura 1b) che indica il sussistere di un robusto nucleo di anomalia negativa da  – 12 m centrato sul Golfo di Biscaglia.

Figura 1a – 850 hPa – Topografia media mensile del livello di pressione di 850 hPa (in media 1.5 km di quota). Le frecce inserire danno un’idea orientativa della direzione e del verso del flusso, di cui considerano la sola componente geostrofica. Le eventuali linee rosse sono gli assi di saccature e di promontori anticiclonici.

Figura 1b – 850 hPa – carta delle isoanomale del livello di pressione di 850 hPa.

Nel corso del mese di marzo abbiamo assistito al passaggio sulla nostra area di un totale di 7 perturbazioni come si nota dalla tabella 1, da cui si evidenzia altresì la rilevanza del pattern circolatorio affermatosi dall’1 all’8 marzo e che ha dato luogo a precipitazioni  che nei giorni 1, 2 e 3 marzo hanno assunto carattere nevoso sulle pianure del settentrione.

Tabella 1 – Sintesi delle strutture circolatorie del mese a 850 hPa (il termine perturbazione sta ad indicare saccature atlantiche o depressioni mediterranee (minimi di cut-off) o ancora fasi in cui la nostra area è interessata da regimi che determinano  variabilità perturbata (es. flusso ondulato occidentale).
Giorni del mese Fenomeno
1-8 marzo Una depressione inizialmente centrata sulla penisola iberica e in successivo graduale moto verso le Isole britanniche influenza la nostra area determinando condizioni di tempo perturbato con pioggia e neve anche a bassa quota sul settentrione (perturbazione n. 1).
9 marzo Campo di pressioni livellate con temporanea stabilizzazione.
10-12 marzo Transito di una saccatura con tempo perturbato  (perturbazione n. 2)
13-14 marzo Campo di pressioni livellate con temporanea stabilizzazione.
15marzo Saccatura da nordovest associata un minimo depressionario a ovest dell’Irlanda determina tempo perturbato (perturbazione n. 3)
16 marzo Flusso ondulato occidentale con condizioni di variabilità
17-19 marzo Una cintura depressionaria estesa dal Golfo di Biscaglia al Mar Nero  determina condizioni di tempo perturbato (perturbazione n. 4).
20-23 marzo Promontorio subtropicale in espansione dal Vicino Atlantico verso le isole britanniche produce l’afflusso di aria fredda sul Golfo di Genova ove si scava una depressione che nel successivo moto verso sudest si esaurisce sullo Ionio il giorno 23 (perturbazione n. 5).
24 marzo Campo di pressioni livellate con temporanea stabilizzazione.
25-26 marzo Una depressione mediterranea inizialmente centrata sulla Sardegna e in successivo moto verso est influenza le regioni centro-meridionali (perturbazione n. 6).
27-28 marzo Debole regime di correnti da nordovest con condizioni di variabilità
29-31 marzo A un iniziale regime di correnti occidentali segue il transito di una saccatura (perturbazione n. 7).

Andamento termo-pluviometrico

Le temperature massime mensili (figure 2 e 3) sono risultate in anomalia negativa sul centro-Nord mentre più vicine alla norma sono apparse le minime mensili, salvo locali anomalie negative al Nord e positive al Sud. La tabella 2 mostra che le anomalie negative temperature massime al Nord si sono verificate in tutte e tre le decadi, con anomalia più spiccata nella prima decade (-4°C rispetto alla norma). La terza decade è l’unica ad aver presentato anomalie negative su tutta l’area mentre in lieve anomalia positiva è risultato il sud nelle prime due decadi del mese.

Figura 2 – TX_anom – Carta dell’anomalia (scostamento rispetto alla norma espresso in °C) della temperatura media delle massime del mese

Figura 3 – TN_anom – Carta dell’anomalia (scostamento rispetto alla norma espresso in °C) della temperatura media delle minime del mese

 

Tabella 2 – Analisi decadale e mensile di sintesi per macroaree – Temperature e precipitazioni al Nord, Centro e Sud Italia con valori medi e anomalie (*).

A livello mensile le precipitazioni (figure 4 e 5) sono risultate al di sopra della norma su gran parte dell’area salvo anomalie negative a livello locale registrate in Abruzzo, Molise, Campania, Sicilia Occidentale e Sardegna Nordorientale.

Figura 4 – RR_mese – Carta delle precipitazioni totali del mese (mm)

Figura 5 – RR_anom – Carta dell’anomalia (scostamento percentuale rispetto alla norma) delle precipitazioni totali del mese (es: 100% indica che le precipitazioni sono il doppio rispetto alla norma).

Le precipitazioni decadali (tabella 2) hanno presentato anomalie positive al centro e al nord nelle prime due decadi e al sud nella terza. Si noti in particolare la spiccata anomalia positiva registrata al centro-nord nella seconda decade del mese.

Si segnala infine che la carta di anomalia termica globale prodotta dall’Università dell’Alabama – Huntsville http://nsstc.uah.edu/climate/ e che ci consente di valutare la rilevanza sinottica delle anomalie termiche registrate in Italia non è stata commentata in quanto non disponibile al momento in cui questo bolelttino è stato redatto. I lettori interessati sono pregati di controllare la sua presenza al sito http://nsstc.uah.edu/climate/.

[1]              Questo commento è stato condotto con riferimento alla  normale climatica 1988-2015 ottenuta analizzando i dati del dataset internazionale NOAA-GSOD  (http://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod/). Da tale banca dati sono stati attinti anche i dati del periodo in esame. L’analisi circolatoria è riferita a dati NOAA NCEP (http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/histdata/). Come carte circolatorie di riferimento si sono utilizzate le topografie del livello barico di 850 hPa in quanto tale livello è molto efficace nell’esprimere l’effetto orografico di Alpi e Appennini sulla circolazione sinottica. L’attività temporalesca sull’areale euro-mediterraneo è seguita con il sistema di Blitzortung.org (http://it.blitzortung.org/live_lightning_maps.php).

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Insalata congelata

Posted by on 06:00 in Ambiente, Attualità | 2 comments

Insalata congelata

C’è stato un tempo, molto tempo fa, in cui probabilmente crescevano le piante anche in quello che oggi è l’Antartide. Era il tempo in cui quella terra era altrove sulla superficie del pianeta, cioè non si era ancora spostata verso il Polo sud.

Però, per ricerca, per spirito di esplorazione, e anche per piantare una bandiera (non si sa mai), in Antartide anche oggi ci si fanno un sacco di cose interessanti, alcune certamente utili, altre meno.

L’ultima l’ho scovata su Twitter, grazie ad una gentile segnalazione. Ecco qua.

Bé, certo che in Antartide non si può coltivare, ma il fatto che per farlo si debba pompare della odiosa e velenosissima CO2 e portare la temperatura a quasi 24°C con delle lampade speciali dentro uno speciale container serra fa un po’ sorridere, anche se si tratta di prove per quello che potrebbe essere il modo di approvvigionare di cibo delle colonie spaziali.

Ma perché non lo sapevate? L’aumento della concentrazione di CO2 fa bene alle piante, ma questo si può dire solo se si sta facendo un esperimento in Antartide 😉

Si chiama Global Greening e qui su CM ne parliamo da anni…

Alleluia!

Enjoy.

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

L’uomo cacciava il mammuth 13700 anni fa: la prova in una foto

Posted by on 14:11 in Ambiente, Attualità | 0 comments

L’uomo cacciava il mammuth 13700 anni fa: la prova in una foto

La foto del titolo (e le altre nel sito), molto interessanti, sono un mezzo per far conoscere ai lettori di CM l’esistenza, che ho appena scoperto, del giornale in lingua inglese Siberian Times che tratta argomenti ad ampio spettro relativi alla Siberia.
Nella sezione Science il giornale contiene 14 pagine che elencano i titoli di articoli su ritrovamenti scientifici di vario genere, non solo in Siberia. Raramente o mai, in questi articoli, si parla di clima o di tempo meteorologico; si tratta per lo più di ritrovamenti di animali e uomini preistorici, di rapporti (anche sessuali) tra Sapiens e Neanderthal, visibili nel DNA di ossa trovate in una grotta vicino alla Mongolia (apparentemente qualche migliaio di anni prima che ufficialmente il Sapiens invadesse i territori del Neanderthal), di analisi paleontologiche sull’elefante delle steppe del nord, antenato del mammut, vissuto tra 500000 e 700000 mila anni fa. Però in questi articoli non manca mai un riferimento al riscaldamento globale (causato dall’uomo), accettato senza se e senza ma.
Credo valga la pena avere notizie anche di questa parte del mondo, malgrado la loro natura prettamente giornalistica e di allineamento al main stream.

La foto in figura 1, dal sito del giornale e contenuta in un servizio di Kate Baklitskaya del 2014, mostra una vertebra toracica di mammut lanoso perforata da una lancia (o da un giavellotto), lanciata con forza sufficiente ad attraversare la spessa pelle, il grasso e la carne e a penetrare nell’osso. Sembra che all’interno del foro siano presenti frammenti della roccia usata per la punta.

Fig.1: Vertebra di mammuth lanoso con il foro di una lancia. (Da Siberian Times)

Nelle numerose foto del servizio si vedono dettagli della zona del cosidetto “cimitero dei mammuth” che in realtà dovrebbe essere stato uno stagno di fango blu e sale nel quale gli animali si immergevano (per il sale) per poi restare intrappolati nel fango. Questo particolare è importante perchè subito dopo la scoperta della vertebra ci si è chiesto se l’uomo avesse completamento cancellato la popolazione di mammuth (lo sappiamo: l’uomo è brutto, sporco e cattivo per certe “religioni”). Non ci sono però prove per una simile ipotesi e la situazione più probabile sembra essere quella di (rare) uccisioni di animali bloccati dal fango.

L’uccisione di questo mammuth dovrebbe essere avvenuta attorno a 13470 anni fa (v. figura 2), nell’arco di tempo tra il Dryas antichissimo e il Dryas recente (14700-12700 anni fa), tra gli eventi “A” e “1” di figura 2 che mostra gli eventi Dansgaard-Oeschger (D-O).

Fig.2: Posizione , sulla serie del δ18O, degli eventi di Dansgaard-Oeschger (D-O) che hanno preceduto l’Olocene. V. anche Glaciazione, Olocene ed eventi D-O: analisi degli spettri su CM.

Riferimenti

  1. Articolo di Kate Baklitsakaya su Siberian Times.
  2. Siberian Times (Home)
  3. Eventi D-O
Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

La Farfalla e la Cicuta

Posted by on 12:00 in Ambiente, Attualità | 5 comments

La Farfalla e la Cicuta

Potenzialmente. Pensateci su, quante volte vi è capitato di leggere questo avverbio in materia di clima o, ancor di più, di #climachecambia? Il fatto è, dicono, che se ci metti davanti questo avverbio, tutto va bene. Non ho detto che accadrà, ho detto che potrebbe accadere. Poi, quanto sia lunga, interminabile, indistricabile la lista dei “se” che dovrebbero mettersi in fila perché quanto possibile accada, bé, quello non è importante…

Prendi ad esempio la farfalla monarca, che pare faccia un po’ come i pesci pagliaccio con gli anemoni, ossia abbia sviluppato nel suo percorso evolutivo un’immunità alle sostanze tossiche prodotte da alcune piante, i cardi o genziane, che gli permette di utilizzarle per nutrirsi e per la deposizione delle uova, proteggendole – e proteggendosi quindi – dai predatori.

Che c’entra il climate change? Eh, quello c’entra sempre, perché potenzialmente, l’aumento della temperatura potrebbe far aumentare la produzione della sostanza tossica a cui le farfalle sono immuni finendo per avvelenarle.

La prova? Piglia una genziana, mettila in una serra, falla schiattare di caldo e poi mettici sopra una farfalla, vedrai l’effetto che fa. Fantastico esperimento. Il fatto che queste specie, come tutte, si siano evolute insieme in versioni del clima di questo pianeta di cui non abbiamo la più pallida idea non sfiora lo sperimentatore, che non si accorge che la falsificazione del suo esperimento è contestuale al risultato. Come mai le farfalle non crepano a frotte quando fa caldo?

Vuoi vedere che la sanno più lunga di noi che con la genziana ci sappiamo fare solo un amaro ma irresistibile cicchetto?

Qui per i dettagli se volete:

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Le Piogge in Irlanda e la QBO

Posted by on 06:00 in Attualità, Climatologia | 7 comments

Le Piogge in Irlanda e la QBO

Non mi capita spesso di essere d’accordo con Willis Eschenbach (WE) ma questa è una di quelle rare volte. Mi spiego: Eschenbach ha pubblicato su WUWT un articolo di commento e analisi di un recente lavoro (Murphy et al., 2018) sulla serie pluviometrica mensile dell’Irlanda dal 1711 al 2016 (l’articolo è liberamente disponibile, insieme ad un supplemento che riporta la copia del brogliaccio originale delle misure); come sua abitudine, WE sottolinea che nei dati non è presente alcun segnale solare (periodo ~11 anni) e io, come si vede bene in figura 1 (pdf) non posso che confermare che del picco a ~11 anni c’è solo un accesso debole.

Fig.1: Serie della pioggia in Irlanda dal 1711 al 2016 e suo spettro MEM. La linea arancione è un filtro su 12 mesi dei dati mensili.

Lo stesso WE scrive che l’esponente di Hurst per questa serie vale 0.5 e che quindi non c’è persistenza. Io non ho fatto la verifica (la farò e la inserirò nel sito di supporto) ma l’aspetto complessivo del grafico della serie, senza particolari strutture e con i dati successivi fluttuanti tra valori positivi e negativi, mi fa pensare che la mancanza di persistenza sia reale e che i dati non siano autocorrelati.

Passando ad analizzare lo spettro, si vede che il massimo di periodo maggiore (67.8 anni) può essere associato ai periodi delle oscillazioni atlantiche (60-75 anni); il massimo a 16.5 anni è forse associabile alla combinazione tra ciclo solare di Hale (22 anni) e ciclo oceanico (~70 anni) nella forma 1/16.5≅1/22+1/70; il massimo a 28.6 non saprei come spiegarlo: forse un effetto locale legato alla temperatura dell’oceano, come sembra suggerire lo spettro della temperatura del Canale Faroer-Shetland visibile su CM, http://www.climatemonitor.it/?p=46742 figura 3, con il suo picco spettrale a 28.5 anni, o forse dovuto a qualcosa che non sono in grado di identificare; il massimo a 21 anni fa pensare al già ricordato ciclo solare di Hale; il ciclo di 6 anni è della classe “El Niño” ed è nota l’influenza di ENSO su tutto il pianeta.

Mi preme però mettere in evidenza il massimo a 2.3 anni che, con qualche sorpresa, ho notato essere il picco più potente dell’intero spettro (esclusi i periodi minori o uguali a 1 anno, immaginabili come oscillazioni annuali e stagionali del regime delle piogge). Il valore del periodo mi ha dato da pensare: 2.3 anni=2 anni e 4 mesi=28 mesi è esattamente il periodo principale della Oscillazione Quasi Biennale (QBO) su tutte le altezze (livelli di pressione) disponibili, come si vede in figura 2 b) (pdf), tratta dal post “L’Oscillazione Quasi Biennale (QBO) da un punto di vista matematico” – CM 15/09/2016.

Fig.2: Spettro della QBO. a) periodi in anni; b) periodi in mesi.

La figura 2 a) ci dice che in realtà esiste un segnale solare a 11 anni che definirei “suddiviso”: un po’ inferiore a 11 nei livelli pressori “bassi” (50, 70, 100 hPa); un po’ superiore a 11 nei livelli “alti” (10, 20 hPa), con il livello 30 hPa a fare da separatore (periodo ~9.5 anni).

Non saprei che significato dare a questa separazione e mi limito a segnalarla.

Mi ha invece dato da pensare la possibilità che l’influenza di questi venti (correnti a getto) equatoriali e il loro periodico cambiamento di verso possa influenzare la situazione meteo, emisferica o almeno quella ai ~52° N dell’Irlanda, lontano dall’Equatore.
Anche qui non ho una risposta, se non la presenza nello spettro delle piogge del picco a 2.3 anni e la coincidenza tra questo valore e il massimo della QBO.

Una nota: quando ho scaricato il dataset originale e ho iniziato ad analizzare i dati, il quadro superiore di figura 1 mostrava due fastidiose linee orizzontali che iniziavano in mezzo alla “nuvola” dei dati e terminavano sul bordo destro del grafico. All’inizio non ho dato troppa importanza a queste linee (presenti anche nei dati filtrati), più occupato ad analizzare lo spettro che mostrava un evidente massimo a 10.6 anni e a rinnovare il disaccordo con WE. Ma il fastidio per quelle linee è aumentato fino a costringermi a controllare la serie originale; ho così scoperto che il dataset conteneva due errori in quanto il 1754-01 (gennaio 1754) e il 1900-01 non erano riportati come data. Era presente solo la precipitazione, mentre per la data c’era uno spazio vuoto. Corretti questi due dati, lo spettro è diventato quello di figura 1 (con il massimo solare molto indebolito). L’influenza di 2 dati su 3682 può essere davvero importante!

  • Ho avvertito il gestore del database Pangea che mi comunicato di aver corretto l’errore.

Bibliografia

  • Conor Murphy, Ciaran Broderick, Timothy P. Burt, Mary Curley, Catriona Duffy, Julia Hall, Shaun Harrigan, Tom K. R. Matthews, Neil Macdonald, Gerard McCarthy, Mark P. McCarthy, Donal Mullan, Simon Noone, Timothy J. Osborn, Ciara Ryan, John Sweeney, Peter W. Thorne, Seamus Walsh and Robert L. Wilby: A 305-year continuous monthly rainfall series for the island of Ireland (1711-2016) , Clim.Past, 14, 413-440, 2018. doi:10.5194/cp-14-413-2018
Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui

 

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Lo spettro della grotta di Dongge, Cina

Posted by on 07:00 in Attualità, Climatologia | 4 comments

Lo spettro della grotta di Dongge, Cina

Riassunto: Lo spettro della serie δ18O da una stalagmite nella grotta di Dongge viene calcolato usando un dataset diverso da quello usato in precedenza e viene eliminata la persistenza nei dati tramite la derivata numerica. Si confrontano gli spettri osservato e corretto per la persistenza.
Abstract: The spectrum of the δ18O series from a Dongge Cave stalagmite has been computed from a dataset different from the one used in an early spectral analysis. Also, a correction of the persistence (long-term memory) has been obtaioneby means of the nunerical derivatives of the dataset, and the spectra (observed and corrected) compared each other.

In un articolo su CM di qualche giorno fa, avevo usato, nella figura 1, il dataet SB-14 definendolo “della grotta di Dongge”. In realtà SB-14 fa parte di una serie di speleotemi misurati nelle grotte di Dongge e di Sanbao (D8, SB-12, SB-14, ecc) da Cheng et al., 2016 dove le sigle utilizzate (D e SB) identificano la grotta di provenienza (D per Dongge; SB per Sanbao). Il fatto che nel citato lavoro di Cheng le serie delle due grotte siano inserite nello stesso dataset e che i dati della prima (D8) costityuiscano una minuscola parte della seconda mi fa pensare che le due grotte appartengano allo stesso complesso ipogeo e che siano vicine.

In ogni caso, nell’articolo su CM citato all’inizio ho utilizzato i dati SB-14 della grotta di Sanbao definendoli provenienti da Dongge e sbagliando formalmente. Quando, citando Javier, nell’articolo dico che non trovo i massimi spettrali che lui riprende da Steinhilber et al., 2012, sto usando un dataset diverso; quello giusto è prodotto da Wang et al., 2006, è disponibile nel sito NOAA Paleo https://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/paleo/speleothem/china/dongge2005.txt e si estende fino a quasi 9000 anni fa (~9 ka BP).
La figura 1 (pdf) mostra i dati e il loro spettro LOMB. In particolare, il grafico inferiore è quello che deve essere confrontato con la fig.2 di Javier. Si vede una buona concordanza tra gli spettri, a conferma di quanto calcolato da Steinhilber et al., 2012.

Fig.1: Serie DA di δ18O dalla grotta di Dongge e suo spettro Lomb. In via del tutto eccezionale (non lo faccio mai) riporto, come linee tratteggiate verdi, i livelli di confidenza del 95 e del 99%.

Ho voluto, però, anche verificare la persistenza (o memoria a lungo termine) presente nel dataset e ho calcolato l’esponente di Hurst H (in modo molto, molto approssimato) e soprattutto la funzione di autocorrelazione (acf) dei dati, da confrontare con quella ottenuta dopo aver calcolato la derivata numerica della serie, da cui appare, indipendentemente dal valore di H, che i dati di Dongge sono fortemente afflitti dalla memoria a lungo termine. Il confronto tra le due acf è in figura 2 (fig2).

Fig.2: Funzione di autocorrelazione delle serie DA da Dongge osservata (nero) e corretta con la derivata prima (blu). Da notare come la acf “corretta” sia praticamente quella teorica e quindi la totale scomparsa della persistenza.

Lo spettro delle derivate appare diverso da quello dei dati originali e i due spettri, pur mostrando massimi di periodo parzialmente compatibili, come si vede in tabella 2 di figura 3.

Tabella 2. Confronto
tra i massimi corris-
pondenti, in ka; 
dongge.txt da Wang et
al., 2006. I dati fra
parentesi esistono ma
non sono indicati nella
figure 1 e 4.
======================
ObsPer  DerPer
4.38     ----
3.13     3.55
2.31     2.00
1.83     ----
1.46     1.4
1.25     ----
1.09     ----
0.97     0.95
0.80     0.84
0.72     0.71
0.57     0.57
(0.52)   0.54
0.49     ----
(0.42)   0.41 
0.35     0.33

Fig.3: a sinistra la tabella con il confronto diretto tra i massimi spettrali “osservati” e “corretti”. a destra la funzione di cross-correlazione (ccf) tra gli spettri della serie DA di Dongge (pdf). I due spettri sono scorrelati come non era mai accaduto prima, nella correzioni per la persistenza.

In figura 4 (pdf) il grafico e lo spettro delle derivate numeriche da cui si vede la diversità tra i dati corretti e osservati, sia nella struttura dello spettro stesso sia, in particolare, nei rapporti tra le potenze dei massimi all’interno dello stesso spettro.

Fig.4: Derivate numeriche e loro spettro della serie DA di Dongge.

Il massimo (o i massimi) attorno a 1000 anni (1 ka) non sono più quelli di maggiore potenza fino a 1.5 ka e il loro posto viene preso dal picco a 0.54 ka che diventa il più potente dell’intero spettro (esclusa la “foresta” con periodi minori di 200 anni).

Bibiografia

 

  • Hai Cheng, R. Lawrence Edwards, Ashish Sinha, Christoph Spötl, Liang Yi, Shitao Chen, Megan Kelly, Gayatri Kathayat, Xianfeng Wang, Xianglei Li, Xinggong Kong, Yongjin Wang, Youfeng Ning & Haiwei Zhang: The Asian monsoon over the past 640,000 years and ice age terminations , Nature , 534, 98-111, 640-646, 2016.
  • Friedhelm Steinhilber, Jose A. Abreu, Jürg Beer, Irene Brunner, Marcus Christl, Hubertus Fischer, Ulla Heikkilä, Peter W. Kubik, Mathias Mann, Ken G. McCracken, Heinrich Miller, Hiroko Miyahara, Hans Oerter, and Frank Wilhelms: 9,400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings, PNAS, 109, no.16, 5967-5971, 2012.doi:10.1073/pnas.1118965109
  • Yongjin Wang, Hai Cheng, R. Lawrence Edwards, Yaoq Xinggong Kong, Zhisheng An, Jiangying Wu, Megan J. Kelly, Carolyn A. Dykoski, Xi The Holocene Asian Monsoon: Links to Solar Changes and North Atlantic Climat , Science, 308, 854-857, 2005.
    doi:10.1126/science.1106296

 

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

 

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Dove va (se va) El Niño

Posted by on 06:00 in Attualità, Climatologia | 3 comments

Dove va (se va) El Niño

Prevedere è difficile, soprattutto il futuro. Se il passato è poi incerto, bé, la faccenda si complica.

Per molti aspetti potrebbe essere questo il riassunto dei temi affrontati in un paper appena pubblicato su Reviewes of Geophysics. Protagonista, ovviamente, El Niño, non senza un assaggio di clima che cambia, che ci sta sempre bene.

ENSO Atmospheric Teleconnections and Their Response to Greenhouse Gas Forcing

Un paper efficacemente riassunto nell’articolo di EOS raggiungibile dal link qui sotto.

Diversity of El Niño Variability Makes Prediction Challenging

Dunque, ogni El Niño è diverso dall’altro, così come lo sono le fasi di neutralità e l’accentuazione di queste ultime, note come La Niña, eventi spesso erroneamente ritenuti essere l’uno l’opposto dell’altro.

Differenze che vengono dal fatto che l’ENSO (El Niño Southern Oscillation), indice le cui oscillazioni li racchiudono tutti, è un pattern climatico che coinvolge – letteralmente – acqua, cielo e terra. La prima, è la distesa d’acqua più grande del Pianeta, l’Oceano Pacifico, incidentalmente anche il più grande serbatoio di calore; poi il cielo, ossia l’intera colonna atmosferica dell’area equatoriale del Pacifico, dalla distribuzione della massa ai venti di superficie, dalla convezione profonda alla circolazione meridiana che ne trasporta l’energia verso le alte latitudini; e infine la terra, dalle coste dell’America Latina al Continente Marittimo, le aree che ne subiscono gli effetti più diretti e ne condizionano il perimetro di accadimento.

Si legge nel paper che il “centro” degli eventi di El Niño si è spostato verso ovest nel periodo 1998-2015 rispetto a quello 1979-1997 e che, in generale, dalla fine degli anni ’90 ai primi 15 anni di questo secolo, gli eventi di El Niño si sono progressivamente indeboliti. Quindi, alla variabilità ad alta frequenza si aggiunge quella afferente a periodi più lunghi, rendendo più difficile sia la previsione degli stessi eventi, che dei loro effetti a scala planetaria, noti come teleconnessioni dell’ENSO.

Ed ecco che entra in scena il clima change.

Noti gli effetti di El Niño, che pure cambiano per i fatti loro per quanto sopra, questa la prospettiva:

The dominant mode of global precipitation-evaporation variability on interannual timescales is mainly due to ENSO teleconnections on interannual timescales. Therefore, the increase in frequency of extreme ENSO events may cause more severe droughts and floods in a warmer climate, with largest increases in the tropical Pacific and polar regions. 

Problema. Abbiamo appena letto che è stata registrata una tendenza all’indebolimento degli eventi, in un periodo iniziato e finito con due eventi intensi. Non risulta quindi una tendenza all’aumento della frequenza di eventi estremi, anche per la brevità delle serie disponibili, mentre naturalmente questi sono previsti dai modelli climatici.

Altro problema. Se uno dei risultati osservati è lo shift verso ovest del centro delle anomalie di temperatura superficiale e la previsione dei modelli è invece una sistematica migrazione verso est dei centri di convezione sia degli eventi di El Niño che degli eventi di La Niña – ossia il contrario, pare che ci sia un po’ di incertezza sull’argomento.

Si legge poi nell’abstract:

Climate models suggest that ENSO teleconnections will change because the mean atmospheric circulation will change due to anthropogenic forcing in the 21st century, which is independent of whether ENSO properties change or not.

E nel paper:

[…] future ENSO teleconnection changes do not currently show strong intermodel agreement from region to region, highlighting the importance of identifying factors that affect uncertainty in future model projections.

Morale. L’ENSO cambia da evento a evento e da periodo a periodo, non si sa perché, come non si sa proprio perché esista l’ENSO in generale, se non per quello che è intuibile, un meraviglioso meccanismo di gestione e redistribuzione del calore del pianeta. Però in futuro potrebbe cambiare in peggio e parimenti potrebbero cambiare in peggio i suoi effetti, sebbene non ci sia accordo su questo tra i modelli.

Oh yes!

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Numeri di clima

Posted by on 06:00 in Attualità, Climatologia | 3 comments

Numeri di clima

Conoscete il sito web climate4you.com? Se siete addetti ai lavori o appassionati di clima e meteo certamente sì. Se non lo siete forse questa è l’occasione per scoprirlo. E’ in sostanza uno scrigno, ci sono rappresentazioni grafiche dell’andamento nel tempo di tutto o quasi tutto quel che serve per definire il clima. E, pregio assoluto, ci sono davvero poche parole dove si visualizzano i dati, solo l’essenziale che serve per descrivere il parametro visualizzato e per spiegarne la rappresentazione. Per le spiegazioni, inoltre, ci sono delle sezioni apposite, soprattutto divulgative, sui modelli climatici, sul concetto di norma climatica e così via, tutto rigorosamente attribuito a letteratura scientifica.

Quindi, in materia di clima, è uno spazio web molto sui generis rispetto a quello a cui siamo abituati, perché è sostanzialmente privo di opinioni. Unica eccezione, anch’essa opportunamente sostenuta da riferimenti bibliografici, è la sezione “Climate Reflections”, dove si tirano le somme dei dati. In sostanza, è quello che ogni repository di dati climatici dovrebbe essere.

Lo gestisce Ole Humlum, danese, professore emerito delle università di Oslo e delle Isole Svaalbard, uno a cui che mi risulti ancora nessuno sia riuscito ad appiccicare alcuna etichetta nell’acceso dibattito sul clima. E’ probabile però che l’etichetta arrivi ora, perché, proprio Ole Humlum, ha firmato il report sul clima del 2017 appena pubblicato dalla Global Warming Policy Foundation, noto think tank di policy climatiche le cui posizioni fanno venire l’orticaria ad ogni buon catastrofista che si rispetti.

E’ un documento che penso valga la pena leggere. Ecco gli highlights:

  • Alla fine del 2017 la tempertaura media superficiale globale stava scendendo sui valori precedenti all’episodio di El Niño record del 2015-16. Questo ritorno a valori pre-El Niño sottolinea il fatto che il recente picco delle temperature globali è stato generato principalmente da questo fenomeno di natura oceanografica del Pacifico.
  • A partire dal 2003, la stima delle temperature medie globali basata sulle stazioni meteorologiche di superficie è andata stabilmente divergendo nella direzione del riscaldamento dalla stima basata sui dati satellitari senza una spiegazione convincente.
  • I dati provenienti dai mareografi in tutto il pianeta suggeriscono un aumento medio del livello del mare di 1-1.5 mm/anno, mentre la stima derivata dai dati satellitari suggerisce un innalzamento più che doppio al passo di circa 3.2 mm/anno. La significativa differenza tra i due dataset è ancora priva di una spiegazione accettata universalmente.

Il resto lo trovate nel report. Click sull’immagine per scaricare il pdf.

Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail

Un’altra storia

Posted by on 06:00 in Ambiente, Attualità, Energia | 20 comments

Un’altra storia

Negli ultimi tempi gli attacchi alle motorizzazioni diesel si sono fatti veramente martellanti. Se a Roma si è accusato il diesel di far nevicare l’inverno e causare la siccità in estate, a Milano con fare pragmatico tipicamente meneghino si è accusato il diesel di causare la quasi totalità dell’inquinamento da traffico su gomma: “lo dicono tutte le statistiche”. In attesa di sapere quali siano le statistiche di cui si parla, e in presenza di ricerche che raccontano tutt’altro, forse vale la pena provare a raccontare un’altra storia.

C’era una volta…

C’era una volta il diesel “pulito” che risolveva tutti i problemi del mondo grazie alle marmitte catalitiche, e ci liberava dalla maledetta benzina. Incolpata, quest’ultima, di averci prima avvelenato con derivati del piombo, e poi di averci regalato leucemie e linfomi in quantità a causa dell’aumento del tenore di idrocarburi aromatici (tenore aumentato proprio per ridurre il contenuto di piombo).

Fu una vera e propria rivoluzione: i consumatori abbandonarono in massa le auto a benzina per buttarsi sul diesel, più efficiente (e quindi economico) a causa del rendimento superiore del ciclo omonimo rispetto a quello “Otto”. Concetto noto già dal 1892 ed oggi curiosamente dimenticato.

L’industria dei carburanti si adeguò di conseguenza: la voracità della domanda riuscì a sostenere la produzione di diesel delle raffinerie europee, molto più spinta verso il gasolio rispetto alle benzine. In Europa si arriva a consumare talmente poca benzina che le raffinerie sono costrette a piazzare sul mercato extra-UE l’enorme sovrapproduzione. 

Un giorno all’improvviso…

Mentre i giornaloni di tutto il mondo si dilettavano con le solite previsioni “affidabilissime” sulla imminente mancanza di petrolio, negli Stati Uniti si sviluppava la rivoluzione dello “shale oil”: una enormità di idrocarburi viene riversata sul mercato da un giorno all’altro grazie alla disponibilità di nuove tecnologie. Nell’imbarazzo generale, al cospetto della verdissima agenda dell’amministrazione Obama, il Congresso americano nel 2015 cancella il bando dell’export di petrolio, e il mondo viene annegato dal greggio americano. Come fa notare Il Foglio in un ottimo articolo sull’argomento: “Le direzioni dei prodotti le decidono i consumi, ma le destinazioni dei greggi le decidono le raffinerie”.

E infatti…

  • Grazie alla disponibilità di petrolio leggero “fatto in casa” gli Stati Uniti tagliano l’import di benzine dall’Europa, mettendo in crisi un settore già provato dal calo dei consumi, da tasse vampiresche e da legislazioni ambientali severissime. Cui si aggiunge la concorrenza sleale dei paesi emergenti, con associate azioni di dumping sostenute dai rispettivi governi.
  • Le raffinerie europee si ritrovano con un surplus monstre di benzine e non riescono comunque a soddisfare la domanda di diesel, con la conseguenza che l’Europa il gasolio lo deve importare. Da chi? Principalmente dalla Russia, che negli ultimi anni ha investito risorse ingentissime per ammodernare le sue raffinerie e soddisfare i severissimi criteri ambientali europei (Fig2).
  • Se gli USA fanno la rivoluzione con lo shale, la Russia è il convitato di pietra che silenziosamente rifornisce di gas a prezzi stracciati l’Europa, e per giunta vende agli europei stessi anche il suo diesel. Mettendosi in competizione diretta con gli USA, che non solo esportano anch’essi diesel in Europa, ma soprattutto mirano a rubare quote di mercato ai russi nel più strategico mercato del gas, grazie all’export di LNG prodotto dai loro campi shale.

Riassumendo

La prosopopea sul diesel-killer, se ben alimentata e ulteriormente tradotta in regolamenti e decisioni politiche, potrebbe ridisegnare gli scenari mondiali dell’industria della raffinazione. Proviamo a immaginare in che termini:

  • In una prima fase l’Europa riesce a riguadagnare una indipendenza dalla fornitura di diesel russo grazie alla diminuzione della domanda interna, e a piazzare sul mercato interno il suo eccesso di benzina riducendone l’export. Vince l’Europa, perde la Russia.
  • In una seconda fase, l’Europa non riesce a sostenere la richiesta di benzina a causa di deficienze strutturali del suo sistema di raffinazione e diventa importatore netto, col rischio di dover piazzare il suo gasolio in eccesso, in un mercato mondiale ancora più difficile. L’industria della raffinazione europea ne esce definitivamente distrutta. L’aumento del consumo di benzine a livello mondiale consente agli USA di smaltire il loro eccesso di produzione, e di sostenere ulteriormente il boom dello shale. Perde l’Europa, vincono gli Stati Uniti.

Abbiamo giocato con la geopolitica e l’industria della raffinazione solo per sottolineare un concetto: certe agende pseudo-ambientaliste senza alcun senso tecnologico ed ambientale sottendono ad interessi potenzialmente enormi. Si parla di posti di lavoro (600,000 gli impiegati nel settore della raffinazione nella sola Europa), di intere filiere industriali che rischiano di andare in fumo, di politiche di indipendenza energetica dalla Russia e di neo-dipendenza da partner più presentabili o semplicemente più convincenti. Forse si ritiene che il cittadino comune sia troppo stupido per comprendere questi temi, che pure hanno un loro fondamento e una loro ragion d’essere. E quindi si preferisce parlare di scemenze pseudo-ambientaliste piuttosto che giocare a carte scoperte.

A proposito…

A proposito di carte scoperte: questo è uno studio recente pubblicato sull’American Journal of Epidemiology in cui si correla la residenza in aree prossime ai distributori di benzina con l’incremento del tasso di leucemie infantili. Che gli aromatici contenuti nelle benzine (e in tasso maggiore proprio in quelle europee) causino la leucemia è un sospetto scientificamente consolidato da molti anni. Che non sia più di moda parlarne, invece, è anche questa un’altra storia. O la solita storia, se preferite.

 

PS: le figure nell’articolo sono tratte da fuelseurope.eu

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...Facebooktwittergoogle_pluslinkedinmail
Translate »