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

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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.

Nature: Appello a un uso responsabile dei Modelli

Posted by on 06:00 in Ambiente, Attualità, Climatologia | 9 comments

Nature: Appello a un uso responsabile dei Modelli

Il manifesto, uscito su Nature il 24 giugno 2020 e riferito ai modelli epidemiologici impiegati per l’epidemia di Covid19, presenta implicazioni assai più generali afferenti all’attività modellistica nel suo complesso.

Le cinque grandi priorità espresse nel manifesto

Il 24 giugno è stato pubblicato su Nature un manifesto dal titolo “FIVE WAYS TO ENSURE THAT MODELS SERVE SOCIETY: A MANIFESTO” (Saltelli et al., 2020) sottoscritto da vari scienziati e che in sostanza si propone come un “appello per una modellistica matematica responsabile e che sia realmente al servizio della società”.

Il manifesto fa riferimento ai modelli epidemiologici legati a COVID19 ma i suoi contenuti hanno una valenza molto più generale e che si estende a mio avviso all’intero settore della modellistica matematica. In estrema sintesi nel manifesto si additano ai  modellisti matematici cinque grandi priorità:

  • valutare i livelli d’incertezza con opportune analisi di sensibilità
  • diffidare dell’eccessiva complessità dei modelli
  • formulare il problema (contesto e obiettivo) con trasparenza
  • evitare l’uso indiscriminato dei test statistici in sostituzione del “sound judgement”
  • riconoscere con trasparenza quanto si ignora del sistema che si sta modellando.

Occorre peraltro dire che la parte più lungimirante del mondo scientifico avverte da tempo la rilevanza di tali priorità, come dimostra ad esempio il fatto che l’illustre biofisico John Monteith scrisse nel lontano 1996 un articolo-appello per me esemplare, dal titolo “The quest for balance in crop modeling” e riferito alla modellistica matematica delle colture. Analogamente Reefsgard e Endriksen, in un loro scritto del 2004 riferito all’idrologia, dettarono una serie di regole atte ad evitare l’uso improprio dei modelli matematici.

Da parte mia svilupperò un commento alternando brani tratti dal manifesto con esempi tratti dalla mia personale esperienza relativa al settore dell’agrometeorologia e delle climatologia.

I contenuti del manifesto

Il manifesto si apre con la constatazione che nel caso dell’epidemia di Covid19 i modelli matematici hanno prodotto scenari futuri altamente incerti in termini di infezioni, ricoveri e decessi. Inoltre, anziché usare i modelli per aumentare il proprio livello di comprensione dei fenomeni, i politici hanno spesso brandito i modelli come clave per supportare programmi predefiniti. Secondo gli autori del manifesto, per assicurarsi che le previsioni non vengano asservite a una causa politica, i modellisti, i decisori e i cittadini dovrebbero stabilire nuove norme sociali in forza delle quali i modellisti dovrebbero astenersi dall’attribuire agli output modellistici livelli di certezza superiori a quelli che i modelli meritano e d’altro canto ai politici non dovrebbero poter scaricare le proprie responsabilità sui modelli da loro scelti.

Che si possa modellare con successo producendo informazioni utili per il cittadino – sostengono gli autori, ce lo dimostrano tutti i giorni i modelli per le previsioni del tempo (Weather Prediction Models o NWP) e, aggiungo io, ce lo dimostrano in ambito agricolo i modelli di bilancio idrico utili a programmare l’irrigazione o i modelli fipotopalogici ed entomologici utili a guidare le attività di difesa conto i nemici delle colture. Ciò non toglie che chi fa ricorso a questi modelli abbia acquisito (spesso a proprie spese) un’idea del loro livello di incertezza, per cui se in una data località esci senza ombrello in un giorno per il quale il modello XY non ha previsto pioggia, ti assumerai comunque un certo rischio di tornare a casa bagnato.

Perché è importante prestare attenzione al dominio di applicabilità dei modelli

Ogni modello viene sviluppato, calibrato e validato con riferimento a uno specifico “dominio di applicabilità” spaziale (si pensi a un modello idrologico sviluppato per un piccolo bacino montano) e temporale (si pensi a un modello di nowcasting in meteorologia, fatto per offrire previsioni fino a 6-12 ore dall’istante di emissione). Ciò implica che se si cambia il dominio di applicazione, ad esempio passando dal piccolo bacino alla valle del Po o dal nowcasting alle previsioni a medio termine, occorre avere ben presente che ipotesi del tutto ragionevoli in una situazione possano divenire insensate in un’altra.

Una particolare attenzione dovrebbe essere posta a tale tema prima di spingere in avanti per decenni i modelli previsionali globali (GCM) e ciò in quanto (a) le nubi sono modellate con estrema incertezza nei modelli attuali (Stephens, 2005) e (b) lavorando su archi di tempo lunghi si entra nel dominio temporale proprio delle grandi ciclicità naturali proprie dell’atmosfera e degli oceani (Enso, Nao, Amo, Pdo, ecc.) per le quali non si dispone a tutt’oggi di modelli in grado di descriverle con un minimo di accuratezza.

Che questi temi siano all’attenzione dei modellisti si coglie ad esempio leggendo alcuni articoli scientifici degli autori del modello INM-CM4 (Volodin, 2014; Volodin & Gritsun, 2018). Dal primo di questi articoli si evince ad esempio che la descrizione molto realistica del cosiddetto iato (temporanea stabilizzazione delle temperature globali verificatasi nel periodo 2000-2014) ottenuta con tale modello nell’ambito dell’intercomparison denominata CMIP5 è stata conseguita agendo “cum grano salis” sulla sensitivity del modello (Volodin, 2014).

Rifuggire la hubris a favore di approcci ispirati alla consapevolezza dei propri limiti

Molti modellisti sono sedotti dall’idea di rendere sempre più complessi i propri modelli, incorporando un numero sempre più elevato di fenomeni nel tentativo di descrivere la realtà in modo sempre più accurato. Come evidenziano gli autori del manifesto tale tendenza può paradossalmente tradursi in una minore accuratezza, nel senso che l’incertezza si accumula e l’errore può aumentare fino al punto in cui le previsioni diventano del tutto inutili. Potrei portare molti esempi di tale fenomeno riferiti alla modellistica dei sistemi colturali ma per non appesantire eccessivamente il testo mi limiterò a rilevare che una delle conseguenze in ambito climatologico è che non sia affatto da escludere che modelli di minore complessità possano condurre a risultati più interessanti in termini operativi rispetto a quelli ottenuti con modelli meccanicistici globali, la cui complessità è sempre crescente anche perché le risorse di calcolo oggi disponibili assecondano tale tendenza.

Gli autori del manifesto citano come esempio estremo di eccessiva complessità quello di un modello utilizzato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per valutare il rischio di smaltimento dei rifiuti radioattivi nel deposito della Yucca Mountain e che comprendeva ben 286 sotto-modelli con migliaia di parametri. I regolatori avevano richiesto ai modellisti di prevedere la sicurezza di qui a “un milione di anni” ma la simulazione non reggeva in quanto la previsione di  una singola variabile chiave – il tempo necessario affinché l’acqua percolasse fino al livello del deposito sotterraneo – aveva un’incertezza elevatissima.

In sintesi la complessità nei modelli, scrivono gli autori del manifesto, è in vari casi fine a sé stessa e ciò costituisce un limite considerevole che si paga con un errore più elevato. Al riguardo gli autori affermano anche che coloro che costruiscono modelli non vengono spesso spronati a considerare un tale aspetto: mentre un ingegnere si pone il problema del caso limite, trovandosi di fronte a responsabilità personali ben precise in caso di caduta di un ponte o di un aereo,  molti modelli sono oggi sviluppati da team di dimensioni grandi al punto che nessuno si ritiene responsabile in caso di previsioni catastroficamente sbagliate. A tale considerazione, che condivido, aggiungo quella per cui “l’asino si attacca dove vuole il padrone”, il che in ambito climatologico si traduce nel fatto che un team finanziato per un certo obiettivo non farà molta strada se non riesce a dimostrare ciò che il committente si attende. Al riguardo mi rimarrà per sempre impresso ciò che un esponente del governo italiano intervenuto nel 2007 alla Conferenza Internazionale sulla risicoltura dei climi temperati di Novara disse ai ricercatori di tutto il mondo ivi convenuti: sul cambiamento climatico le idee sono del tutto chiare e la responsabilità è dell’uomo, per cui ai ricercatori si chiede solo di fornire ai politici elementi per convincere l’opinione pubblica ad aderire alle politiche che saranno poste in atto. Ognuno può immaginare quali siano le conseguenze di simili “regole d’ingaggio”.

A tale proposito casca a fagiolo il seguente brano del manifesto: “Ricorda sempre lo scopo e il contesto in ci viene sviluppato un modello. I risultati dei modelli rispecchiano almeno in parte gli interessi, gli orientamenti disciplinari e i pregiudizi degli sviluppatori. Nessun modello può servire a tutti gli scopi. I modellisti sanno che la scelta degli strumenti influenzerà e potrebbe persino determinare il risultato di un’analisi, per cui la tecnica non è mai neutrale.”

Sempre a proposito di hubris, nel Manifesto si afferma anche che per lungo tempo la filosofia occidentale ha fatto della coscienza del limite una virtù e un oggetto di ricerca intellettuale. Al riguardo si cita Nicola Cusano il quale indicava come “docta ignorantia” la coscienza della propria limitatezza. Da parte mia aggiungo la frase che Marguerite Yourcenar fa dire a Zenone, immaginario scienziato cinquecentesco protagonista del suo romanzo del 1968 “Opera al nero”: “So che non so quel che non so; invidio coloro che sapranno di più, ma so che anch’essi, come me, avranno da misurare, pesare, dedurre e diffidare delle deduzioni ottenute, stabilire nell’errore qual è la parte del vero e tener conto nel vero dell’eterna presenza di falso”. In sintesi nel Manifesto si sottolinea che ancor oggi comunicare quel che non si sa è importante almeno quanto comunicare ciò che è noto e gli esperti, anziché usare i modelli come paravento per la propria ignoranza, dovrebbero avere il coraggio di dire che per alcune domande non esistono a tutt’oggi risposte.

Le conclusioni del manifesto

Secondo gli autori i modelli matematici non sono solo un ottimo modo per analizzare problemi, ma sono anche un modo rischioso per trovare risposte. Pretendere dai modelli certezze è sintomo delle difficoltà nel prendere decisioni su temi controversi e può peraltro spingere all’uso rituale della quantificazione. I presupposti e le limitazioni esistenti nei modelli devono essere valutati apertamente e onestamente. Ne consegue che a giudizio degli autori una buona modellistica non possa essere effettuata solo dai modellisti perché si tratta di un’attività sociale.

Gli autori scrivono anche che non stanno affatto chiedendo la fine delle attività di modellazione quantitativa e neppure la genesi di “modelli apolitici”; quel che chiedono è invece una divulgazione completa e schietta. Porre in atto le cinque grandi priorità indicate nel manifesto aiuterà a preservare la modellistica matematica come strumento prezioso di cui si debbono conoscere punti di forza e di debolezza. Ignorare le cinque gradi priorità tramuterà i modelli in “cavalli di Troia” al servizio di interessi e valori non dichiarati. Da qui l’invito a modellare responsabilmente.

Più specificamente gli autori scrivono che “Il modo migliore per impedire ai modelli di nascondere le proprie ipotesi, comprese le tendenze politiche, è un insieme di norme sociali. Tali norme dovrebbero comprendere come produrre un modello, come valutarne il livello di incertezza e come comunicare i risultati. Linee guida internazionali per questo sono state elaborate per diverse discipline e prevedono che i processi coinvolgano le parti interessate, adattino molteplici punti di vista e promuovano la trasparenza, la replica e l’analisi della sensibilità e dell’incertezza. Ogni volta che un modello viene utilizzato per una nuova applicazione con nuovi stakeholder dovrà pertanto essere nuovamente validato.

Responsabilità collettiva o individuale?

Mi pare che la soluzione proposta dagli autori e che fa appello ad una sorta di “responsabilità collettiva” sia stata da tempo adottata in climatologia con la creazione dell’IPCC e qui devo ahimè confessare di non aver l’impressione di trovarci nel “migliore dei mondi possibili”. Infatti se l’IPCC nei suoi primi report evidenziava, come richiedono gli autori del manifesto, i livelli di ignoranza insiti nelle attività di modellazione del clima, da un certo punto in avanti ha manifestato la tendenza a privilegiare le certezze, per cui si è cominciato a dire che la scienza del cambiamento climatico era “settled” e a bollare come “negazionista” chi avanzava dubbi. E, si badi bene, questo mutamento di linea non è avvenuto a seguito di una riduzione sostanziale dei livelli di incertezza con cui si modella il sistema climatico. Al riguardo si rifletta sul fatto che il report dell’IPCC del 2013 indica che la sensitività all’equilibrio del sistema climatico al raddoppio di CO2 in atmosfera[1] ricade in un intervallo compreso fra +1,5 e +4,5°C (intervallo che se attualizzato detraendo l’aumento di 1°C già verificatosi dal 1850 ad oggi ci porta a valori compresi fra +0,5 a +3,5°C, che inoltre IPCC indica tutti come equiprobabili). Ciò configura un’incertezza enorme e che inoltre non è in alcun modo variata rispetto al valore fra 1,5 e 4,5°C stimato quarantanni orsono nel cosiddetto Charney report del 1979 (NAS, 1979). Ciò fa peraltro pensare che si tratti di un’incertezza strutturale al sistema climatico e che non è semplicisticamente risolvibile con più investimenti in ricerca o in potenza di calcolo.

Occorre peraltro considerare che nel settore della climatologia è da moltissimo tempo invalso il vezzo di “educare il popolo” utilizzando modelli che paventano catastrofi a ogni piè sospinto. Una conferma di ciò si trova nell’articolo “Dieci anni per salvare la terra”, a firma di Arnaldo D’Amico, uscito su Repubblica l’11 febbraio 1989. In esso compare un vasto campionario di previsioni catastrofiche prodotte dal Worldwatch Istitute con l‘ausilio di modelli matematici, previsioni che si sono poi rivelate infondate o ampiamente esagerate alla luce dei dati osservativi. Su tale argomento un’analisi impietosa e basata su svariati esempi è offerta da Sergio Pinna (2019) nel suo libro “Il cambiamento climatico, religione del XXI secolo”.

Tutto ciò ci deve far riflettere in modo critico sull’utilità delle ricette proposte dagli autori del Manifesto e basate sul concetto di “responsabilità collettiva”, che temo possa rivelarsi una foglia di fico per mascherare una “deresponsabilizzazione generalizzata” che poi porta a perpetuare con accenti sempre più millenaristici i riti che vediamo ahimè all’opera da decenni.

Mi domando se non valga invece la pena di considerare come base per l’azione futura in ambito modellistico l‘esempio proposto dal Manifesto stesso e relativo all’ingegnere progettista che si pone il problema del caso limite, trovandosi di fronte a responsabilità personali ben precise. Da ciò l’idea che fare appello alla responsabilità individuale (e dunque a una modellistica responsabile) anziché invocare un processo che coinvolga l’intera comunità internazionale possa rivelarsi l’elemento chiave su cui mirare per evitare le derive nella scienza modellistica che tutti noi viviamo sulla nostra pelle e che sono giustamente stigmatizzate dal Manifesto pubblicato su Nature.

L’autore ringrazia Gianluca Alimonti per la rilettura critica del testo

Bibliografia

  • Monteith J., 1995. The quest for balance in crop modeling, Agron. J., 88:695–697
  • Pinna S., 2019. Il cambiamento climatico, religione del XXI secolo, TAB edizoni, 154 pp.
  • Refsgaard J.C., Henriksen H.J., 2004. Modelling guidelines––terminology and guiding principles, Advances in Water Resources 27 (2004) 71–82.
  • Saltelli etal 2020. Five ways to ensure that models serve society: a manifesto, 482, Nature, Vol 582, 25 June 2020
  • Stephens G.L., 2005. Cloud Feedbacks in the Climate System: A Critical Review, J. Climate (2005) 18 (2): 237–273, https://doi.org/10.1175/JCLI-3243.1
  • Volodin, E.M. 2014. Possible reasons for low climate-model sensitivity to increased carbon dioxide concentrations. Izv. Atmos. Ocean. Phys. 50, 350–355. https://doi.org/10.1134/S0001433814040239
  • Volodin E.M., Gritsun A., 2018. Simulation of observed climate changes in 1850–2014 with climate model INM-CM5, Earth Syst. Dynam., 9, 1235–1242, 2018 https://doi.org/10.5194/esd-9-1235-2018

 

[1] E cioè riferito al passaggio dai livelli atmosferici 280 ppmv del 1850 a quello di 560 ppmv che con i ritmi di crescita attuali dovrebbe raggiungersi fra una settantina d’anni.

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Mar Caspio: dati recenti del livello e relazioni con la meterologia

Posted by on 10:35 in Ambiente, Attualità, Climatologia, Meteorologia | 3 comments

Mar Caspio: dati recenti del livello e relazioni con la meterologia

Klaus Arpe, climatologo, e sua moglie Suzanne Leroy (che, come mi ha scritto, si definisce “paleo”) hanno pubblicato (Arpe et al., 2020) l’ultimo di una lunga serie di lavori su vari aspetti del Mar Caspio. Questa volta, in collaborazione con un collega iraniano, trattano temperatura, precipitazione e velocità del vento della costa meridionale (iraniana), divisa nelle tre sottozone SW, SC, SE (sud ovest, sud centro e sud est). Pubblicano anche il grafico del livello marino dal 1921 al 2018, da misure iraniane.
Nel 2019 ho pubblicato un’analisi del livello del Mar Caspio (nel seguito MC) negli ultimi 9000 anni ed ero quindi interessato a leggere questo lavoro che però è a pagamento. Ho chiesto il testo completo a Suzanne Leroy che mi ha mandato anche altri suoi/loro lavori, in particolare relativi ad aspetti paleografici del MC e zone limitrofe.

I dati meteorologici
In Arpe et al., 2020 sono disponibili i valori annuali di temperatura, precipitazione e velocità del vento nelle tre zone meridionali del MC indicate sopra.

Fig.1: Dati meteorologici (valori annuali) dal 1956 al 2018 divisi per la SW (nero), SC (rosso) e SE (blu).

Se osserviamo la figura (modificata) di Klige e Myagkov, 1992 vediamo che il movimento delle masse cicloniche da est (Mediterraneo, Nord Europa) è avvenuto sempre più verso sud, passando dai periodi caldi (es. Periodo Caldo Romano) ai periodi freddi (es. Piccola Era Glaciale), ai periodi intermedi. Scrivono Klige e Myagkov: “During periods of cooling the paths of cyclones usually shift to the south closer to the Black Sea (Fig 5). In such cases an increase in humidity could occur over the southern Caspian basin, …”, il che significa che nei periodi freddi dovrebbero aumentare le piogge sulla costa sud del MC.
Al contrario, nei periodi caldi come l’attuale le piogge a sud dovrebbero diminuire, come si osserva nel quadro centrale di figura 1, in particolare per la zona SE.
La temperatura delle zone SW e SC cresce in modo uniforme nei 63 anni del periodo considerato, mentre in SE mostra un punto di interruzione (break point) attorno al 1982 per poi assestarsi su valori mediamente più bassi di 0.6-0.8 °C, con oscillazioni più ampie di quelle osservate nel periodo precedente.

Il comportamento della temperatura, contrastante rispetto a quello della precipitazione credo giustifichi il fatto che la citata frase di Klige e Maygkov è un’indicazione di massima e non una relazione precisa.

La velocità del vento appare mediamente in diminuzione nei primi 40 anni del periodo in esame, pur con ampie oscillazioni, per poi subire un improvviso aumento nel 1994 circa per SW e SC e nel 1999 per SE, con un balzo nettamente superiore ai precedenti.
Non so se il Caucaso o il massiccio dominato dal monte Ararat, a nord-est e a est, rispettivamente, abbiano funzionato da barriera, ponendo sottovento la costa ovest del MC e un po’ meno il versante centrale ma, anche osservando l’entità dell’aumento nelle tre zone, penso che questa situazione sia possibile.

L’andamento nel tempo della velocità del vento spinge a pensare allo shift climatico che in molte parti del mondo si è ossevato negli anni ’90, come ad esempio sottolineano Suttun e Dong (2012): “Here we analyse four data sets derived from observations to show that, during the 1990s, there was a substantial shift in European climate towards a pattern characterized by anomalously wet summers in northern Europe, and hot, dry, summers in southern Europe, with related shifts in spring and autumn. These changes in climate coincided with a substantial warming of the North Atlantic Ocean, towards a state last seen in the 1950s”.

Fig.2: Spettro MEM di temperatura, precipitazione e velocità del vento per le tre zone geografiche SW, SC e SE della costa meridionale del mar Caspio.

Lo spettro della temperatura si comporta in modo quasi uniforme per le tre zone. Le differenze principali sono:

  • la mancanza di un massimo a 16.7 anni per la zona SW, massimo che è invece presente con potenza crescente in SC e SE (il che sembra compatibile con le barriere montuose ad est e a nord-est della costa iraniana).
  • la forte differenza di potenza tra la zona centrale (SC) e le altre due nel picco a 4.2-4.3 anni.

Lo spettro delle precipitazioni appare più variegato, anche se i massimi a 2-5 anni sembrano più stabili in frequenza. Le potenze possono variare, anche molto, da zona a zona. I massimi di periodo maggiore (6-14 anni) si differenziano per zona geografica.

Lo spettro della velocità del vento è quello che in un contesto meno serio potrei definire “uguale ma diverso“: per tutte le zone un massimo principale (16.7, 12.5, 7.7 anni) di grande potenza, seguito da massimi secondari deboli (4.8, 4, 2.1 anni) e debolissimi periodi intermedi (3.1, 3 anni). Nello stesso tempo, però, gli spettri appaiono diversi.
La velocità del vento è dominata da un’oscillazione di 16.7 anni nella zona ovest (SW); di 12.5 anni nella zona centrale (SC); di 7.7 anni nella zona est (SE) che si comporta in modo non conforme alle altre nei rapporti tra le potenze.

Nel complesso, gli spettri delle variabili climatiche sono caratterizzati dalla presenza di massimi tipo El Nino, ma solo alcune fra le frequenze caratteristiche (da 2 a 9 anni) si osservano nella costa meridionale del Caspio. In genere, se un fenomeno risente de El Nino, sono presenti tutte le sue frequenze, anche nelle zone più distanti dal Pacifico equatoriale.

Il livello marino
Nel corso dei quasi 12000 anni che hanno caratterizzato la storia del livello del MC (v. Naderi Beni et al., 2013 per l’ultimo millenio) si sono osservati formidabili aumenti e diminuzioni, tali da rendere del tutto inutile una qualsiasi affermazione sulle cause, limitate temporalmente a qualche generazione umana, di un evento o dell’altro. Per questo, nell’utilizzare i dati di un secolo, dal 1921 al 2018, non commenterò la pur importante variazione di livello di 3 metri. Di questi dati non è disponibile (nell’articolo) il valore numerico e così ho digitalizzato la figura 1 di Arpe et al., 2020, peraltro molto chiara e leggibile. Il risultato è in figura 3, insieme allo spettro LOMB della serie.

Fig.3: Serie del livello del Mar Caspio dal 1921 al 2018, digitalizzata da Arp et al., 2020, figura 1. Lo spettro mostra un massimo secondario di periodo 37.6 anni, quasi esattamente il valore della prima armonica del periodo della linea dei nodi della Luna (18.6 anni x 2). La freccia indica un massimo presente nella serie olocenica ma non in questa serie. Nel quadro in basso si osservano nettamente la periodicità annuale e quella semi-annuale.

Lo spettro di questa piccola sezione della storia del livello del Caspio è dominato dal massimo di 81.5 anni che, peraltro, è confermato dallo spettro di tutto l’intervallo olocenico disponibile: quadro in basso, 0.084 kyr. Sempre dal confronto con la stessa serie è interessante notare che nella serie recente non esiste il massimo a 61 anni (solo una microscopica increspatura nello spettro, indicata dalla freccia) che sembra non appartenere all’intervallo 1921-2018. Una caratteristica da notare è la presenza del massimo a 37.6 anni, quasi esattamente la prima armonica (18.6 x 2) del periodo di 18.6 anni del ciclo lunare della linea dei nodi. In teoria non ci sarebbe nulla di strano, visto che l’influenza della Luna è presente nel livello marino, ma noto che in altri casi (dal livello di Stoccolma a quello di Aberdeen in Scozia, a quello delle Isole Figi, vedere qui per un elenco) si osserva il periodo principale e non un’armonica.

Conclusioni
Si è ipotizzato (es. Arpe et al., 1999, 2000) che il livello del MC fosse connesso con El Nino (in generale con ENSO) ma sembra più probabile una connessione con NAO (es. Vazifehkhah e Kahya, 2018). Arpe e Leroy (2007) hanno trovato che la variabilità delle precipitazioni estive sul bacino del Volga (il principale immissario del Caspio) potrebbe spiegare la maggior parte della variabilità del livello del MC.
In definitiva, esistono molte spiegazionipossibili per il livello del Caspio ma per nessuna di queste è stata trovata una giustificazione accettabilmente completa. Inoltre è poco chiaro come ENSO influenzerebbe il bilancio idrico del MC che, almeno per certi episodi, potrebbe dipendere fortemente anche dalle precipitazioni sulla costa SW.

Osservando la figura 3, si può dire che l’influena di ENSO sembra parziale in quanto solo una parte delle sue frequenze caratteristiche è presente nello spettro del livello del MC e che la presenza di NAO non è affatto da escludere -almeno di NAO invernale DJFM– come testimonia la presenza dei massimi a 88 e 36 anni nel suo spettro.
Per l’influenza delle precipitazioni della costa SW sul livello del MC, posso solo dire che in questa zona la piovosità è da una volta e mezzo e due volte quella delle altre due regioni e che, quindi, una sua influenza è ipotizzabile, almeno parzialmente.

Bibliografia

 

  • K. Arpe, L. Bengtsson, G.S. Golitsyn, I.I. Mokhov, V.A. Semenov and P.V. Sporyshev: Analysis and Modeling of the Hydrological Regime Variations in the Caspian Sea BasinDoklady Earth Sciences366 No.4, 552-556, 1999.
  • K. Arpe, L. Bengtsson, G.S. Golitsyn, I.I. Mokhov, V.A. Semenov and P.V. Sporyshev: Connection between Caspian Sea level variability and ENSO Geophys. Reasearch Letters27-17, 2693-2696, 2000. https://doi.org/10.1029/1999GL002374
  • Klaus Arpe, Suzanne Alice Ghislaine Leroy: The Caspian Sea Level forced by the atmospheric circulation, as observed and modelledQuaternary Intern.173-174, 144-152, 2007. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2007.03.008
  • Klaus Arpe, Mahboubeh Molavi-Arabshahi, Suzanne Alice Ghislaine Leroy: Wind variability over the Caspian Sea, its impact on Caspian seawater level and link with ENSOInt. J. Clim.1-16, 2020. https://doi.org/10.1002/joc.6564
  • A. Naderi Beni, H. Lahijani, R. Mousavi Harami, K. Arpe, S.A.G. Leroy, N. Marriner, M. Berberian, V. Andrieu-Ponel, M. Djamali, A. Mahboubi and P. J. Reimer: Caspian sea-level changes during the last millenium: historical and geological evidence from the south Caspian Sea Clim. Past.9, 1645-1665, 2013. http://dx.doi.org//:10.5194/cp-9-1645-2013
  • Klige R.K., Myagkov M.S.: Changes in the Water Regime of the Caspian SeaGeoJournal27:3, 299-307, 1992. http://dx.doi.org/10.1007/bf02482671
  • Saeed Vazifehkhah & Ercan Kahya: Hydrological drought associations with extreme phases of the North Atlantic and Arctic Oscillations over Turkey and northern IranInt. J. Climat.38, 4459–4475, 2018. https://doi.org/10.1002/joc.5680

 

 

Tutti i dati e i grafici sono disponibili nel sito di supporto

 

 

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Il Ritorno del Global Warming

Posted by on 02:00 in Ambiente, Attualità | 8 comments

Il Ritorno del Global Warming

Sembra ieri, ma sono passati esattamente due anni da quando su questo Blog è comparso il post in cui si decretava la “Morte del Global Warming”. Ne sono successe di cose, in questi due anni. Non solo in termini di fatti concreti, ma ancor più in generale in fatto di “clima”, laddove con questo termine si vuole intendere, metaforicamente, l’ambiente politico, sociale ed economico in cui siamo immersi.

Al termine di quel post si scriveva: “morto un Global Warming, se ne farà semplicemente un altro”. E così è stato: il Global Warming è di nuovo tra noi, si chiama “Crisi Climatica”, e con la scienza e la politica non ha più niente a che vedere.

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Due anni fa si evidenziava il cambiamento della scena politica che fino ad allora aveva fatto da cornice alla declinazione mainstream del Global Warming: la vecchia generazione di leader che aveva visto nell’ambientalismo catastrofista una delle banderuole con cui sostituire il vecchio armamentario ideologico, cedeva il passo a nuovi leader. A personaggi controversi che promettevano di rimettere al centro la persona e i grandi temi del passato come il lavoro, l’occupazione, il benessere, piuttosto che i concetti del tutto astratti e intrinsecamente disumani dell’ideologia politically correct di cui il climacatastrofismo è pilastro portante.

Dal punto di vista dell’agenda politica, il Global Warming appariva davvero alla frutta. Troppi, e troppo gravi erano i problemi economici e sociali accumulati dall’inizio della grande abbuffata del globalismo finanziario. E al cospetto di quei problemi, quanto potevano valere elettoralmente, le solite sarabande ambientalistoidi e salvamondiste? Ben poco, quando il problema diventa trovare un lavoro, dar da mangiare ai propri figli, vestirli. E lì è successo qualcosa. Che si può far coincidere con un evento apparentemente piccolo, insignificante. Lessicale.

La neo-lingua

Esattamente un anno fa, il Guardian annunciava la necessità di usare un nuovo linguaggio, a proposito del Global Warming: da allora in avanti si sarebbe parlato di “crisi climatica” e “surriscaldamento globale”. Il cambiamento lessicale, in apparenza un ridicolo e disperato tentativo di portare ai massimi livelli la dose di allucinogeni per un paziente ormai assuefatto, si rivela invece come un segnale atteso, il nuovo scatto della bacchetta della direzione d’orchestra. Da quel momento è tutto un vociare di crisi e catastrofe climatica su tutti i media mainstream del Globo, per non parlare della politica, della finanza, e persino di organismi tradizionalmente neutri come corti costituzionali o ambienti religiosi.

È proprio in quel momento che irrompono protagonisti nuovi, e pesanti. Nel Dicembre del 2019, per esempio, Mark Carney (allora presidente della Bank of England) si lanciava in anatemi climatisti da far impallidire Greta: una vera e propria marea di eco-balle catastrofiste con tanto di innalzamenti degli oceani di 9 metri, temperature in aumento di 4 gradi, 800 milioni di persone sinistrate e quant’altro. Il tutto declinato rigorosamente nella neo-lingua del Guardian: “Direi che siamo in una Crisi Climatica. È arrivato il momento di agire”. Ovviamente lo slancio di Carney era del tutto disinteressato: nemmeno il tempo di lasciare la BoE e già era pronta la cadrega di consolazione: “Inviato speciale delle Nazioni Unite per la Climate Action”.

La voce di Carney non poteva rimanere isolata, perché appena tre settimane dopo il suo intervento, ecco irrompere Larry Fink, CEO di BlackRock (il più grande fondo di investimento mondiale), anche lui fresco di laurea in neo-lingua climatista: “La Crisi Climatica cambierà la finanza”.

Ghe pensi mi

Quando il boss di un fondo di investimento da 7 trilioni di dollari (7,000,000,000,000 …dodici zeri uno di fila all’altro) mette figurativamente il broncio e la treccina bionda, e annuncia urbi et orbi la necessità di dirottare quantità incalcolabili di denaro sul nuovo business del Green, allora il messaggio diventa chiaro anche per i più deboli di comprendonio: signore e signori, è nata una stella. Anzi, è nata una bolla: l’ennesima nella storia recente della finanza globalista scassata che ormai domina il Pianeta a colpi di Quantitative Easing e stampa infinita di fiat money. È una bolla verde, promette di salvarci dall’arrostimento globale, ma soprattutto promette profitti a tanti zeri a chi quella bolla intende gestirla in prima persona.

Proprio così, perché la resurrezione del Global Warming sotto le rinnovate forme della “Crisi Climatica” sottende ad un tema fondamentale: la destituzione de-facto della classe politica come intermediario privilegiato tra gli interessi della grande finanza, e il popolo. A rileggere gli eventi con il senno di poi, si resta infatti con la sensazione che ci avesse provato per anni, la grande finanza, a nascondersi dietro le figure di politici più o meno convincenti nel ruolo di salvamondisti. Ci ha provato, ma ha fallito. La “Crisi Climatica” e la decrescita (in)felice non sono argomenti attraenti per un elettore mediamente impoverito, preoccupato, e spaventato dalla crisi economica e sociale. Sono argomenti da pance piene. Non portano voti, semmai li fanno perdere.

Celebrato frettolosamente il funerale di una classe politica immolata sull’altare brucia-consensi del salvamondismo ambientalista (è proprio questo, il senso del post di due anni fa), i veri padroni del vapore sembrano aver deciso di non correre più il rischio di puntare su una sponda politica per poi ritrovarsi dalla parte sbagliata a causa delle bizze degli elettori. Certi investimenti hanno bisogno di prospettive sicure, e di lungo termine. Affidarle alle incognite di una tornata elettorale è un azzardo inaccettabile.

La politica tradizionale non serve più. A scendere in campo è un nuovo partito: mondiale, globalista, ricchissimo, di non-eletti: quel Partito di Davos che si precipita sulle nevi svizzere ogni anno con uno stormo di aerei privati a spellarsi le mani per gli applausi davanti ad un’adolescente con le treccine che li insulta perché fanno troppo poco contro la Crisi Climatica. Controllano la stragrande maggioranza dei media mondiali, molti dei quali direttamente, e li usano a mo’ di Pravda per formare le opinioni della gente. Esercitano un potere straordinario sui singoli paesi comprando e vendendo il debito sovrano e modificando gli spread di conseguenza. Agiscono attraverso lobby ben organizzate che amoreggiano con organizzazioni sovra-nazionali imponendo agende che, in cascata, sono rovesciate sui Paesi che a quelle stesse organizzazioni appartengono.

Neanche gli scienziati servono più. Hanno portato acqua per tanti anni alla causa, in buona fede, fino a praticare esercizi scientificamente controversi: revisioni di dataset del passato, output modellistici basati su premesse e assunti senza senso, e tanto, tanto altro di cui su questo Blog si è discusso per anni. Ma anche per loro la condanna a morte è arrivata a mezzo stampa: da quando la Pravda ha decretato che il Global Warming era “Scienza Consolidata”. Un ossimoro vero e proprio, perché una scienza “consolidata” non può esistere: si chiama dogma, o pensiero unico.

La “crisi climatica” non è più argomento di dibattito scientifico, perché la temperatura del Pianeta si rifiuta di crescere come da previsioni dei modelli, e il consenso scientifico si assottiglia di conseguenza. Il tempo del dibattito è finito, ora è solo tempo di aprire i portafogli.

Quattro parole, un Brand New World

La riqualificazione lessicale del Global Warming in “Scienza Consolidata” aveva preceduto mediaticamente di qualche anno l’invenzione della “Crisi Climatica”. Quattro paroline che in poco tempo hanno cambiato completamente il mondo del climambientalismo: i politici non servono più, troppo spesso perdono le elezioni e comunque non offrono garanzie sul lungo termine. Gli scienziati non servono più, hanno già dato e comunque non si possono esporre investimenti trilionari su scadenze decennali al rischio della scoperta scientifica.

Ed eccolo servito, il Brand New World della Crisi Climatica:

  • Una informazione uguale per tutto il mondo, diversa solo nel formato e nella lingua, gestita da una finanza che la controlla direttamente: un megafono dove “l’emergenza climatica” è permanente.
  • La figura dello scienziato usa-e-getta, utile a fornire la foglia di fico scientifica ad una causa prima di tutto economica, finché la causa stessa non diventa capace di autosostenersi.
  • La sostituzione della figura del politico con quella della lobby che danza con gli organismi sovranazionali ottenendo il massimo risultato su un gran numero di paesi, con il minimo sforzo.
  • Il conseguente stravolgimento del processo democratico dovuto all’imposizione di provvedimenti “salvamondo” attraverso organismi sovranazionali o comunque non eletti (ONU, UE, corti supreme, corti costituzionali, enti pubblici etc).
  • La geniale invenzione del “movimento di protesta da riporto”, che si agita in piazza con l’effetto di sostenere inconsapevolmente gli interessi economici dell’ élite, a tutto danno della collettività.

E io pago…

Sarà la storia a dire se questa gigantesca operazione di “riconversione del modello di sviluppo” si configura realmente come una iniziativa volta a salvare il mondo, oppure come la prima e più chiara manifestazione di un livello superiore mondiale non elettivo ma “migliore degli altri”. Con un’unica certezza: a pagare sarà sempre il signor Rossi, perché il banchetto trilionario che si intende allestire con il Green New Deal sarà fatto a sue spese: attraverso nuove tasse e bollette energetiche sempre più insostenibili, e con l’effetto collaterale della distruzione di un intero sistema economico che per decenni aveva regalato lavoro, prosperità, benessere e conquiste sociali ai milioni di signor Rossi di questo (un tempo) fortunato angolo di mondo.

 

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I 38,1°C registrati a Verkhoviansk il 20 Giugno 2020 – Alcune riflessioni sulle cause del fenomeno e sulla sua rilevanza globale

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I 38,1°C registrati a Verkhoviansk il 20 Giugno 2020 – Alcune riflessioni sulle cause del fenomeno e sulla sua rilevanza globale

Premessa

Per motivi professionali mi trovo spesso a contatto con i dati di centinaia di stazioni meteorologiche, il che mi porta a diffidare di dati che a prima vista possono apparire come degli outlyers.

Lo stesso tipo di sospetto è insorto quando ho appreso dai mezzi di comunicazione il dato di temperatura massima giornaliera di 38,1°C registrati dalla stazione russa di Verkohyansk il 20 giugno 2020.

Per inciso Verkohyansk  non è un stazione qualunque, in quanto nei testi classici di climatologia (cito a memoria, non avendolo qui con me, il testo di Climatologia di Mario Pinna edito da UTET nel 1972) è indicata come una delle stazioni che a livello mondiale ha il più elevato livello di continentalità, concetto che può essere convenientemente espresso come differenza di temperatura media fra il mese invernale più freddo e il mese estivo più caldo.

Osservo anche che oltre il circolo polare artico in questi giorni di solstizio estivo vengono raggiunti livelli di radiazione solare elevatissimi, dunque in assenza di copertura nevosa e con ridotti flussi  calore latente il bilancio energetico di superficie è spinto a dare temperature massime elevate. Sull’area è inoltre presente da diverso tempo un’anomalia termica positiva piuttosto intensa, frutto dell’assetto assunto dalla circolazione atmosferica.

Alcune verifiche

La prima cosa che mi è venuto in mente di fare è quella di verificare se nel dataset internazionale GSOD della Noaa vi fossero dati per Verkohyansk o per altre stazioni vicine. Mi sono così accorto che la stazione Verkohyansk (codice sinottico 24152, altezza 683 m slm, 68.850° di latitudine Nord e 127° di longitudine Est) non ha mai inviato dati nel 2020, il che non significa necessariamente che la stazione non stia funzionando ma potrebbe benissimo essere effetto del fatto che il servizio meteorologico russo invia i dati di tale stazione con ritardo e dunque che gli stessi non entrano nel circuito globale di scambio dei dati meteorologici noto come GTS (Global Telecommunication system).

Su GSOD ho reperito invece i dati di Dzardzan (codice sinottico 241430, altezza 39 m slm, 68.733° di latitudine Nord e 124° di longitudine Est), stazione che sta grossomodo 300 km più a ovest di Verkohyansk, che riporto qui di seguito per il solo mese di giugno:

data TX TN
20200601 9.9 4.0
20200602 12.7 5.9
20200603 14.5 6.2
20200604 16.6 6.4
20200605 21.0 6.4
20200606 21.6 7.9
20200607 25.5 9.4
20200608 24.3 4.2
20200609 8.9 1.2
20200610 10.3 1.2
20200611 17.8 4.5
20200612 12.9 8.6
20200613 16.5 8.6
20200614 18.0 8.0
20200615 17.3 7.5
20200616 18.8 10.1
20200617 18.0 10.1
20200618 19.2 11.9
20200619 26.8 12.1
20200620 31.7 16.9
20200621 30.1 17.2
20200622 25.4 17.4

Come vedete a Dzardzan il 20 giugno c’è stata una massima di 31,7°C, ben 6,4°C in meno rispetto al dato registrato a Verkohyansk.

Va detto inoltre che dall’immagine di Google earth (figura 1) si osserva che Verkohyansk è in una conca coincidente con il bacino del fiume Jana che sfocia nel Mar glaciale artico. Tale conca è  compresa fra i monti di Verkohyansk, la cui cima più alta raggiunge i 2389 m slm, i monti di Cerskij (cime più  alta il monte Pobeda – 3147 m slm) e i monti Suntar-Hajata, la cui cima più alta raggiunge i 2959 m slm.

Il primo dubbio che mi viene è che possa esserci di mezzo il foehn ma tale ipotesi è smentita  dall’analisi della carte sinottica a 850 hPa  del 20 giugno (figura 2) la quale mostra che non può esservi stato un foehn classico. Su Verkohyansk è presente un promontorio anticiclonico connesso ad un vasto promontorio subtropicale di blocco con avvezione di masse d’aria calda da sudest ed effetti di compressione che si manifestano in quanto la massa d’aria nell’anticiclone è animata da un moto discendente dalla cima della troposfera fino agli strati prossimi al suolo. La caratteristica adiabatica di questa compressione o subsidenza favorisce l’aumento della temperatura negli strati prossimi alla superficie.

Le similitudini con il caso del 25 luglio 1988
Consultando la lunghissima serie storica 1895-2013 delle temperature giornaliere di Verkoyansk presente nel sito ECAD e ho reperito i seguenti dati per il periodo che va dal 24 al 27 luglio 1988:

19880724    36,3    0
19880725    37,3    0
19880726    37,2    0
19880727    36,2    0

Sono allora andato a controllare i dati GSOD del 1988 per Dzardzan ed ho trovato che dal 24 al 27 luglio  1988 sono state registrate le seguenti massime :

19880724    mancante
19880725    31.7
19880726    22.1
19880727    28.8

Anche il 25 luglio 1988 Dzarzan ha dunque dato 31,7°C di massima (-5.6°C rispetto a Verkohyansk), evidenziando dunque una fenomenologia del tutto analoga a quella osservata nel 2020.

Si noti anche dalla figura 2 che la configurazione sinottica del 25 luglio 1988 è simile a quella del 20 giugno 2020: anche in quel caso infatti è presente un vasto promontorio subtropicale di blocco con potente avvezione di masse d’aria calda da sud che però provengono dalle zone desertiche centro asiatiche a est del Caspio e non dall’area del Pacifico.

Conclusioni

Dal confronto con i dati di Dzarzan mi pare di poter dedurre che le alte temperature di Verkoyansk siano un fenomeno a mesoscala frutto dell’interazione della circolazione con il potente e complesso sistema orografico che circonda tale località e che dunque non abbiano rilevanza a livello globale.

Colpisce inoltre la rilevantissima differenza di temperatura rispetto alla stazione di Dzarzan, evidenziata nel caso dell’evento estremo del 20 giugno ed evidente anche nell’altro evento estremo del 1988. Su questo sarebbe più che mai interessante acquisire il parere di un meteorologo esperto di quell’area.

Concludo precisando che non ho elementi per dubitare del dato rilevato a Verkoyansk ma che sarebbe interessante poter verificare lo stato del sito e della sensoristica utilizzata per le misure.

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Apocalisse sì, ma della ragione

Posted by on 06:00 in Ambiente, Attualità | 8 comments

Apocalisse sì, ma della ragione

I tempi difficili che stiamo vivendo, forse contrariamente a quanto si pensava (e sperava) inizialmente, pur in un contesto di grande impegno e spirito di sacrificio di alcuni, hanno purtroppo fatto emergere, una volta di più, gli enormi difetti e le altrettanto enormi contraddizioni di molti altri. La cronaca delle ultime settimane ne è testimone, e non è certo mia intenzione ripercorrerla, anche perché non credo proprio di averne le capacità o i numeri. Non posso però fare a meno di notare l’ennesima distonia che sta venendo a crearsi seguendo un certo pensiero, quello cioè che predica da sempre la soluzione finale, ovvero l’eradicazione non dei difetti – che sono tanti – ma di tutto il complesso del nostro sistema sociale. Anche in questo caso, trattandosi di opinioni, non mi sento in grado di dare giudizi, ma vorrei sempre che le opinioni, benché tali, fossero accompagnate da un minimo di cognizione di causa, perché gli esseri umani sono capaci di mentire anche di fronte all’evidenza, ma i numeri invece non mentono mai.

Anche se parzialmente oscurata dalla pandemia, la presunta crisi climatica colpevolmente mescolata con i temi ambientali, aveva perso un po’ di abbrivio nelle cronache quotidiane. Ora che la situazione sanitaria sembra stia lentamente migliorando, si ricominciano a sentire le uscite dei soliti noti. Tra questi, l’instancabile quasi ex adolescente svedese che, dopo aver ascritto la crisi climatica e quella sanitaria alla stessa deriva catastrofica delle abitudini degli esseri umani sul pianeta, dopo aver trascorso i tempi del lockdown a preparare dei podcast alla bisogna, ha fatto sapere via twitter quanto segue:

The climate- and ecological crisis can no longer be solved within today’s political and economic systems. That’s not an opinion. It’s just simple maths. #ClimateEmergency

Dunque, la matematica, quindi i numeri, dimostrerebbero che “non andrà tutto bene” ma che piuttosto il nostro sistema politico ed economico non possiede gli strumenti per affrontare i guai in cui saremmo andati a cacciarci. Il fatto che quindi lo si debba cambiare è sottinteso, ma questa è la sua opinione e rientra tra quelle che non discuto. Però, sempre su twitter, sono invece arrivati un po’ di numeri e fatti che penso valga la pena riprendere e sottolineare, sempre per quella questione della cognizione di causa. Li ha messi insieme in un thread su twitter Mike Shellenberger, reduce dalla pubblicazione di un libro dal titolo alquanto eloquente: Apocalypse Never, che trovate qui.

Vi riassumo il suo contributo.

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Le soluzioni al problema il nostro sistema non solo le possiede ma, contrariamente a quanto si vorrebbe far credere, le ha anche già trovate e messe in pratica.

  • Le emissioni di CO2 sono in discesa nelle nazioni sviluppate da più di un decennio – In Europa nel 2018 sono state il 23% sotto ai livelli del 1990 – Negli USA sono scese del 15% tra il 2005 e il 2016 – Sempre negli USA, ma anche in Gran Bretagna, le emissioni dovute alla produzione di energia sono scese del 27 e del 63% tra il 2007 e il 2018.
  • Le emissioni nei paesi in via di sviluppo raggiungeranno quindi il picco e inizieranno a scendere, esattamente come è accaduto altrove, quando sarà stato raggiunto lo stesso livello di prosperità e benessere, proprio per effetto dell’attuale sistema politico ed economico. Nelle previsioni, questo dovrebbe avvenire tra il 2030 e il 2040.

Non è una cosa difficile da credere, perché è esattamente quello che è sempre avvenuto. Infatti:

Grazie all’uso del gas naturale, della tecnologia e di altri cambiamenti, l’ inquinamento da piombo è sceso del 99%, il biossido di Zolfo del 91%, il Carbonio dell’83 e il biossido di azoto del 61%.

Ma si ha la sensazione che più il tempo passa più diventiamo vulnerabili. Ebbene, le morti da disastri naturali sono scese del 92% nell’ultimo secolo e dell’80% negli ultimi 40 anni, includendo anche le nazioni povere.

Soprattutto grazie al progresso, si produce oggi più cibo pro-capite di quanto se ne sia prodotto e più di quanto ne servirebbe, ben il 25% in più.

Certo non mancano grossi problemi ambientali. Più del 30% delle riserve di pesca del pianeta sono sovra sfruttate. La plastica negli oceani sta aumentando. La popolazione di specie di mammiferi, uccelli, pesci, rettili e anfibi è scesa del 50% tra il 1970 e il 2010.

Ma questi problemi saranno risolti con il sistema attuale: l’acquacoltura moderna permette di avere a disposizione più pesce allevato e meno pesce pescato; la crescita economica permette alle nazioni povere di metter su dei sistemi di gestione dei rifiuti; l’agricoltura moderna riduce l’uso del suolo, lasciandone di più libero per altre specie.

Il nostro terribile sistema economico ha permesso a Spagna, Francia e altre nazioni ricche di veder tornare a crescere le foreste, ha ridotto globalmente gli incendi del 25% ed ha aumentato di 25 volte (!) le aree protette sul pianeta, un’area grande quanto l’Africa.

Ma l’agricoltura intensiva non portato anxche grandi problemi come l’inquinamento da azoto? Certamente, ci sono degli effetti collaterali, ma si stanno riducendo. Dal 1960, le nazioni ricche, per esempio, hanno raddoppiato la produzione agricola senza aumentare l’uso dei fertilizzanti.

E questi effetti collaterali della moderna agricoltura industriale impallidiscono rispetto ai benefici. Il totale del suolo utilizzato per produrre carne – che ha l’impatto maggiore – ha raggiunto il picco venti anni fa. Da allora il suolo usato per l’allevamento è diminuito di un’area pari all’80% delle dimensioni dell’Alaska.

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Bene, padronissimi di avere opinioni diverse naturalmente, ma prima bisogna sempre dare un’occhiata ai numeri. Ci sono tutti i riferimenti scientifici.

Buona giornata.

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CO2: serie settimale di Mauna Loa e sue variazioni al tempo di COVID-19

Posted by on 06:00 in Ambiente, Attualità, Climatologia | 8 comments

CO2: serie settimale di Mauna Loa e sue variazioni al tempo di COVID-19

Volutamente, in questo periodo non mi sono occupato di di Coronavirus: altri più qualificati di me hanno analizzato vari aspetti della situazione pandemica e io mi sono limitato a leggere le loro considerazioni.
Questa volta provo una timida entrata per cercare di capire se il blocco generalizzato delle attività economiche non essenziali (un po’ in tutto il mondo) ha avuto (ma forse avrà) effetti sul livello di CO2 atmosferica.

Il concetto è banale: noi umani, brutti e cattivi, per vivere modifichiamo l’ambiente che ci circonda e il clima (l’inquinamento è un’altra cosa ma i nostri amici “salvatori del mondo” mescolano ad arte i concetti); facciamo questo da sempre, ma dall’inizio della rivoluzione industriale, immettiamo in atmosfera anidride carbonica che, per effetto serra e senza possibilità di retroazioni negative, provoca (provocherebbe) un aumento continuo della temperatura terrestre con conseguenze catastrofiche non meglio specificate (in questo quadro l’unico concetto che conta è quello di catastrofe).

Allora, se il virus ci obbliga a chiudere le attività umane, la concentrazione di CO2 e le conseguenti catastrofi dovrebbero diminuire. Io non conosco bene i tempi di risposta del sistema ad una minore immissione di CO2 (diciamo pure di gas serra) ma, almeno la CO2 viene considerata un gas ben distribuito nell’intera atmosfera e quindi i tempi non dovrebbero essere lunghissimi.

In questo caso ho preso lo spunto da un suggerimento del nostro padrone di casa che mi ha indicato un post di B. Dockery sul suo blog:

Fresh Proof Nature, Not Humans, Drives CO2 Levels

L’articolo vuole dimostrare che in realtà è la temperatura a causare variazione di CO2 e non viceversa come attestato da IPCC e per questo vengono usati vari metodi matematici, dalla funzione di autocorrelazione all’analisi spettrale, per evidenziare che la CO2 dipende, ad esempio da ENSO e che i suoi (di CO2) massimi spettrali sono una qualche armonica di massimi legati al Sole e alle orbite dei pianeti. In questa descrizione sono stato piuttosto generico perché il lavoro è complesso e richiede un approfondimento che non ho ancora fatto.

Un aspetto che ho notato ad una prima lettura è l’uso di armoniche di grado elevato di periodi planetari (ad esempio 36 volte il periodo sinodico di Giove o 38 volte quello di Saturno, in tabella 2; oppure il fissare a 3.6 anni il periodo principale di ENSO, tutto da dimostrare, e definire fino a 8 volte questo periodo nei massimi della funzione di autocorrelazione del tasso di cambiamento annuale della CO2).
Io vedo questi aspetti difficili da accettare perché sono strettamente legati alla precisione delle misure e ai troncamenti numerici connessi con i software di analisi, per non parlare della predilezione di molti in questo campo a filtrare variamente i dati e ad usarli come input, aggiungendo incertezza ad incertezza. In altre parole, per usare armoniche così alte è necessario usare molte cifre decimali nei periodi (o nelle frequenze) che, almeno io, non mi sento in grado di giustificare.

Come nell’articolo di Dockery, uso i dati settimanali della concentrazione di CO2 (in ppm) a Mauna Loa (Hawaii) dal 2 marzo 1958 al 30 maggio 2020 e li grafico in figura 1 insieme al loro spettro MEM.

Fig.1: Concentrazione settimanale di CO2 a Mauna Loa (Hawaii) dal 1958 al 2020 e suo spettro MEM. La linea rossa nel quadro in alto è un filtro passa b asso con finestra 52 settimane.

Dalla figura 1 vediamo che non sembra esserci qualche brusco cambiamento attorno ai valori più recenti della serie, ma la scala orizzontale della figura è molto ampia. Vederemo in seguito un ingrandimento relativo  a circa 14 mesi.

Lo spettro mette in evidenza:

  • un massimo a 18.8 anni, poco diverso dal periodo della linea dei nodi della Luna pari a 18.6 anni;
  • la serie quasi completa (fra 2 e 9 anni) dei picchi spettrali caratteristici di El Nino;
  • un massimo particolare, non visibile nel grafico ma indicato in basso, di periodo 1.15 anni e potenza circa 7 volte superiore a quella del massimo a 5.4 anni (il più potente tra quelli visibili). Ricordo che il periodo del “wobble” (oscillazione, in senso lato) di Chandler, cioè il moto del Polo terrestre, è pari a 14 mesi, o 1.17 anni.In conclusione, nello spettro della CO2 settimanale si osserva un picco di derivazione astronomica (18.8 anni), uno connesso con la distribuzione di massa e/o campo magnetico terrestri (1.15 anni) e l’insieme delle oscillazioni oceaniche-atmosferiche equatoriali con teleconnessioni globali. Non riesco a vedere nulla che si possa mettere in relazione con le attività umane (di certo per mia incapacità).Vediamo ora, in figura 2, le ultime 65 settimane di figura 1.

Fig.2: Concentrazione settimanale di CO2 a Mauna Loa: ultime 65 settimane (verde). La riga blu è la derivata prima numerica, il tasso di variazione settimanale della concetrazione. Frecce e scritte rosse indicano la data di tre inizio-settimana, genericamente immersi nella fase di blocco delle attività umane.

I valori della CO2 indicano una diminuzione in corrispondenza dell’inizio della fase critica del Coronavirus e poi una crescita media ininterrotta, tra varie oscillazioni. Non credo si possa parlare di diminuzione visibile.
Per maggiore sicurezza ho calcolato anche la derivata prima numerica delle 65 settimane che rappresenta il tasso di variazione settimanale (crescita o diminuzione) della CO2: tra alti e bassi si nota una leggera decrescita media, iniziata dalla 36-esima settimana, ben prima della presenza ingomberante del virus.
Direi, ancora, che siamo di fronte alla natura che fa il suo mestiere, come sempre.
Almeno finora: più in là vedremo se i tempi di risposta sono più lunghi.

Tutti i dati e i grafici sono disponibi nel sito di supporto
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Coronavirus e cambiamenti climatici: una lezione da imparare

Posted by on 09:19 in Ambiente, Attualità | 1 comment

Coronavirus e cambiamenti climatici: una lezione da imparare

Coronavirus e cambiamenti climatici: dal lockdown, e dalla futura ripresa, una lezione da imparare.

Uno degli aspetti più dibattuti nell’ultimo periodo è l’incidenza che ha avuto il lockdown imposto da molti governi per fronteggiare l’emergenza coronavirus sulle emissioni del gas serra maggiormente “climalterante“: l’anidride carbonica CO2.

Al di là delle stime ufficiose e previsioni di massima, che pur si citeranno nel resto dell’articolo, recentemente (il 19 maggio 2020) è stato pubblicato uno studio molto interessante (1) che discute proprio della riduzione, che gli autori stessi definiscono (giustamente) “temporanea”, delle emissioni di CO2 a causa del lockdown globale.

La stima, in effetti, non è di semplice implementazione perché in realtà manca un monitoraggio “real time” delle emissioni di CO2: normalmente, infatti, si procede alla pubblicazione solo dei valori di emissione annuali e magari molti mesi dopo il periodo oggetto della pubblicazione stessa. Nonostante ciò esistono altre variabili (dette “proxy”), i cui dati sono pubblicati con maggiore frequenza, mediante i quali stimare per via indiretta i valori di emissione di CO2: produzione elettrica, uso di combustibili fossili, numero di voli, etc…

Così, gli autori a partire dai dati globali giornalieri (dall’1 gennaio al 30 aprile 2020) delle attività di sei settori economici (1.produzione energia; 2. industrie; 3. trasporti di superficie; 4. settore pubblico e commercio; 5. settore residenziale; 6. trasporti aerei) hanno stimato il cambiamento delle emissioni giornaliere di CO2 in funzione del grado di confinamento (cioè il grado di lockdown) imposto da ciascuna nazione, rispetto alle emissioni medie del 2019 scoprendo che:

il 7 aprile 2020 è stato il giorno in cui le emissioni di CO2 in atmosfera hanno subìto il decremento massimo rispetto ai livelli medi del 2019: in particolare si è toccata la riduzione record del 17%.

Quasi tutti i settori (vedi tabella successiva) hanno registrato grosse riduzioni di emissione di CO2, in particolare il settore dei trasporti di superficie (-36%) e soprattutto quello aereo (-60%): a tal proposito si mostra uno spettacolare video di EuroControl che mostra, in confronto, il traffico aereo relativo ai voli sull’Europa di giovedì 18 aprile 2019, quando se ne registrarono complessivamente 3089, e quelli di giovedì 16 aprile 2020 che furono solo 371:

ATTIVITA’ RIDUZIONE EMISSIONI DI CO2

7 APRILE 2020 (giorno con maggiore riduzione dall’1 gennaio al 30 aprile)

Produzione energia -7,4%
Industria -19%
Trasporti di superficie -36%
Settore pubblico e commercio -21%
Residenziale +2,8%
Trasporto aereo -60%
TOTALE -17%

Il 7 aprile 2020, in sostanza, si sono verificate emissioni di CO2 in atmosfera confrontabili a quelle del 2006 ovvero: in pieno lockdown il mondo ha emesso quanto ha fatto in “piena produzione” nello stesso periodo del 2006:

L’unico settore che non ha registrato diminuzione delle emissioni di CO2 è stato quello residenziale, ovvia conseguenza del maggiore tempo passato dalle persone nelle proprie abitazioni.

Complessivamente si è stimato che dal 1 gennaio 2020 al 30 aprile 2020 sia stata emessa una quantità di CO2 inferiore dell’ 8,6% rispetto allo stesso periodo dell’anno scorso.

Questo tasso di riduzione sarà mantenuto sino alla fine dell’anno?

Difficile, se non impossibile, dare al momento una risposta certa, perché il tasso annuo di riduzione finale dipende da molteplici fattori, primo fra i quali la futura durata dei lockdown nei differenti paesi e il tempo necessario alle differenti attività considerate per ritornare ai livelli pre-crisi.

Gli autori sulla base di differenti ipotesi di scenario, stimano che alla fine dell’anno la riduzione delle emissioni globali di CO2 possa attestarsi fra il 4,2% e il 7,5%, stime coerenti con quelle di altri enti come l’Agenzia Internazionale dell’Energia, che stima un calo del 8% ma legato solo alla produzione energetica (2), o quelle di Carbon Brief che stima un calo del 4 – 5,5% (3).

In ogni caso si tratterebbe del calo più consistente mostrato nel corso di oltre 100 anni di emissioni di CO2; come mostra il grafico seguente, tratto da (4), in passato ogni “turbolento” evento internazionale ha provocato una riduzione delle emissioni (si veda la II guerra mondiale, le crisi petrolifere degli anni ’70, il crollo dell’URSS, etc.) ma mai a questi livelli: nel caso della crisi finanziaria del 2008, ad esempio, si registrò un calo dell’1,4%.

Pur notevole, questo previsto calo del 4-7% alla fine dell’anno 2020, sarebbe comunque quello appena sufficiente, da mantenere oltretutto per 10 anni consecutivi, affinché, secondo le analisi dell’Emissions Gap Report del 2019 (5), l’aumento delle temperature globali resti al di sotto di 1,5° rispetto ai livelli preindustriali, e non vada oltre (con tutto ciò che ne conseguirebbe).

Quindi, il lockdown da coronavirus non inciderà minimamente sul cambiamento climatico nonostante il calo di emissioni di CO2: infatti tale calo è frutto del blocco delle attività produttive per situazioni di emergenza sanitaria e non di un profondo e sostanziale cambiamento dei cicli produttivi in ottica “green”. Quindi si teme che “passata la tempesta” della fase emergenziale, le attività economico-industriali, subendo una sorta di “rimbalzo”, tornino nuovamente ai livelli di attività pre-crisi ma con quelle stesse tecnologie del passato che provocherebbero un nuovo aumento dei livelli di emissione di CO2 con un trend paragonabile, se non superiore, a quello precedente.

Infine una considerazione sulle politiche di contenimento delle emissioni: si è visto che pur calando di oltre il 60% rispetto al 2019, il tracollo del traffico aereo ha inciso solo per il 10% della riduzione complessiva di emissioni di CO2; mentre il più grande contributo al calo (addirittura l’86%) è dovuto ai settori del trasporto superficiale, della produzione di energia e industrie. Ciò significa che per un effettiva svolta green che comporti una riduzione significativa delle emissioni di CO2, non basta cambiare le abitudini sociali e personali (ad esempio: i trasporti), ma è necessario incidere in maniera strutturale sulle industrie e sulla produzione dell’energia.

Obiettivi che al momento, sembrano molto distanti, onerosi e difficilmente perseguibili.

NB: l’articolo è uscito in origine su Meteo in Calabria.

Note e Bibliografia

(1) “Temporary reduction in daily global CO2 emissions during the COVID-19 forced confinement”

Le Quéré, C., Jackson, R.B., Jones, M.W. et al. Temporary reduction in daily global CO2 emissions during the COVID-19 forced confinement. Nat. Clim. Chang. (2020)

https://doi.org/10.1038/s41558-020-0797-x

(2) https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2020/global-energy-and-co2-emissions-in-2020

(3) https://www.eenews.net/stories/1062893583

(4) https://www.bbc.com/news/science-environment-52485712

(5) https://www.unenvironment.org/resources/emissions-gap-report-2019

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Un Mese di Meteo – Maggio 2020

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

Un Mese di Meteo – Maggio 2020

IL MESE DI MAGGIO 2020

Maggio con piovosità inferiore alla norma sulla maggior parte dell’area e con temperature medie mensili in lieve anomalia positiva.

La topografia media mensile del livello di pressione di 850 hPa (figura 1a) evidenzia a ovest dell’Italia la presenza di un robusto promontorio anticiclonico di blocco esteso dalla Libia verso le Isole britanniche ed il cui asse è indicato dalla linea tratteggiata in rosso. Tale struttura ha determinato l’afflusso sull’Italia di masse d’aria dal Mare del Nord con condizioni di instabilità indicate dalla presenza di una saccatura (depressione a forma di V) da Nordest, il cui asse è indicato dalla linea tratteggiata blu. L’impronta sulla carta mensile lasciata da tale saccatura si spiega con il fatto che l’analisi giornaliera dei tipi di tempo mostra la sua presenza per un totale di 8 giorni (tabella 2). Si osservi inoltre che la rilevanza del promontorio anticiclonico di blocco nel determinare il tempo sull’Europa è confermata dalla carta delle isoanomale (figura 1b) in cui si osserva un’anomalia positiva nell’altezza del livello di pressione di 850 hPa con massimo di 50 m sulle isole Britanniche. Tale promontorio impedisce l’accesso diretto alle perturbazioni in attivo dall’Atlantico costringendo la massa d’aria a un percorso più tortuoso che la spinge a Nord per poi discendere verso il Mediterraneo a est del promontorio.

Figura 1a – 850 hPa – Topografie medie mensili 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 – carte delle isoanomale del livello di pressione di 850 hPa.

Dalla graduatoria dei tipi di tempo rilevati in questo mese proposta in tabella 1 si evince che i tipi circolatori ciclonici hanno interessato un totale di 20 giorni, seguiti da 7 giorni in cui il territorio è stato in tutto o in parte interessato da tipi anticiclonici e 4 giorni con un tipo intermedio (tipo 7 – Correnti da settentrione con foehn alpino e tipo 17 – flusso ondulato occidentale).

Nel periodo in esame si sono manifestate 4 perturbazioni manifestatesi rispettivamente l’1 e il 2 maggio, dal 10 al 15, dal 16 al 21 e il 31 maggio. Prendendo in esame la piovosità media di tutte le stazioni di ogni macroarea, al Nord i tre giorni più piovosi sono stati l’11 maggio (15,8 mm), il 15 (10,7 mm) e il 17 (4,2 mm), al Centro il 29 maggio (11,1 mm), il 20 (9,1 mm) e il 30 (5,0 mm) e al Sud il 21 maggio (5,3 mm), il 20 (4,6 mm) e il 31 (2,7 mm).

Dal punto di vista climatologico il mese di maggio è di norma contrassegnato dalla spiccata variabilità tipica del periodo primaverile e che si manifesta con una piovosità che rispetto al totale annuo è mediamente dell’8-13% al Nord, del 6-9% al Centro e del 4-7% al sud.

Andamento termo-pluviometrico

A livello mensile (figure 2 e 3) le temperature medie delle minime e delle massime sono risultate in complesso nella norma o in lieve anomalia positiva per effetto di anomalie positive concentrate fra prima e seconda decade del mese (tabella 3).

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

(*) LEGENDA:
Tx sta per temperatura massima (°C), tn per temperatura minima (°C) e rr per precipitazione (mm). Per anomalia si intende la differenza fra il valore registrato ed il valore medio del periodo 1990-2019.
Le medie e le anomalie sono riferite alle 202 stazioni della rete sinottica internazionale (GTS) e provenienti dai dataset NOAA-GSOD. Per Nord si intendono le stazioni a latitudine superiore a 44.00°, per Centro quelle fra 43.59° e 41.00° e per Sud quelle a latitudine inferiore a 41.00°. Le anomalie termiche positive sono evidenziate in giallo(anomalie deboli, fra 1 e 2°C), arancio (anomalie moderate, fra 2 e 4°C) o rosso (anomalie forti, di oltre 4°C), analogamente per le anomalie negative deboli (fra 1 e 2°C), moderata (fra 2 e 4°C) e forti (oltre 4°C) si adottano rispettivamente l’azzurro, il blu e il violetto). Le anomalie pluviometriche percentuali sono evidenziate in azzurro o blu per anomalie positive rispettivamente fra il 25 ed il 75% e oltre il 75% e giallo o rosso per anomalie negative rispettivamente fra il 25 ed il 75% e oltre il 75% .

La carta di analisi pluviometrica mensile (figure 4 e 5) evidenzia la presenza di un’anomalia precipitativa negativa estesa alla maggior parte del territorio nazionale. Locali anomalie positive sono tuttavia presenti su Ponente ligure, Nord della Sardegna, Appennino umbro-marchigiano, Puglia centro-settentrionale e Sicilia orientale. L’analisi delle singole decadi (tabella 3) indica che le anomalie negative si sono concentrate nella prima decade del mese mentre il solo settentrione ha manifestato anomalia positiva nella seconda decade seguita da anomalia negativa nella terza.

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).

La carta dell’anomalia termica globale mensile dell’università dell’Alabama (figura 6a) evidenzia che l’Italia è marginalmente interessata dalla fascia di anomalie termiche positive estesa dal Nord Africa verso la Scozia ed associata al promontorio anticiclonico di blocco di cui si è discusso nell’analisi delle anomalie circolatorie. Dalla carta stessa si evince la presenza di una vasta area ad anomalia termica negativa sull’Europa orientale con massimi a Nord del Mar Nero. Indicazioni analoghe ma con un livello di dettaglio inferiore provengono dall’analisi dalla carta del Deutscher Wetterdienst sviluppata a partire da dati di stazioni al suolo (figura 6b).

Figura 6a – UAH Global anomaly – Carta globale dell’anomalia (scostamento rispetto alla media 1981-2010 espresso in °C) della temperatura media mensile della bassa troposfera. Dati da sensore MSU UAH [fonte Earth System Science Center dell’Università dell’Alabama in Huntsville – prof. John Christy (http://nsstc.uah.edu/climate/)

Figura 6b – DWD climat anomaly – Carta globale dell’anomalia (scostamento rispetto alla media 1961-1990 espresso in °C) della temperatura media mensile al suolo. Carta frutto dell’analisi svolta dal Deutscher Wetterdienst sui dati desunti dai report CLIMAT del WMO [https://www.dwd.de/EN/ourservices/climat/climat.html).

 

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Il Tempo “bloccato” sull’Europa e i Coralli che ne sanno più di noi

Posted by on 09:44 in Attualità, Climatologia | 5 comments

Il Tempo “bloccato” sull’Europa e i Coralli che ne sanno più di noi

Europa, giugno, praticamente al solstizio, estate latitante. Che succede? Niente di che, semplicemente, quest’anno, ancora non si sono viste configurazioni di blocco – leggi modalità della circolazione che facilitano la persistenza di regimi di alta o bassa pressione – che abbiano riversato i loro effetti positivi sull’Europa centrale.

A dire il vero in questi giorni un blocco c’è, ed è anche piuttosto robusto, però è sull’Europa settentrionale, Scandinavia, Baltico e Mare di Barents. Lì sì è arrivata l’estate, e sono arrivate anche temperature piuttosto alte per il periodo, per la gioia di commentatori sempre alla ricerca di qualcosa di eccezionale anche quando non lo è. Però, con l’alta pressione ben salda lassù, per il resto d’Europa sono dolori o, meglio, sono piogge, temporali e temperature sotto media.

Quindi, se il tempo lo fa sicuramente l’assetto della circolazione, il maltempo e il solleone duraturi lo fanno sempre le configurazioni di blocco, quelle fasi cioè in cui l’ampiezza delle onde planetarie è tale da mantenere la persistenza di un determinato regime atmosferico su di una determinata porzione di territorio. Da questa persistenza possono quindi derivare condizioni estreme. D’estate, un blocco con l’alta pressione sull’Europa centrale può portare onde di calore, viceversa d’inverno un blocco sulla parte nord del continente può causare ondate di freddo verso sud.

Negli ultimi tempi si è discusso molto circa la possibilità che il riscaldamento del pianeta – in corso qualche secolo – possa avere effetti anche su persistenza, dimensioni e frequenza di occorrenza delle configurazioni di blocco. La ricerca non ha portato evidenze di trend particolari per il passato recente, mentre gli scenari climatici indicano in generale un possibile trend negativo per la frequenza di occorrenza, ma positivo per l’ampiezza. Come appena detto, di questo non c’è riscontro nelle osservazioni, anche perché definire esattamente cos’è un blocco in termini fisici non è affatto semplice. Ad ogni modo, alla domanda “Il climate change sta causando blocchi più frequenti?”, la risposta è attualmente no.

Tutto questo e molto altro, è ben spiegato in un interessante articolo che mi è capitato per le mani via twitter:

Ve ne consiglio la lettura, anche se, quando si arriva alla discussione sulle proiezioni è necessario trattenere il respiro (anzi, il sospiro), perché inevitabilmente la letteratura che si riporta è riferita allo scenario climatico RCP8.5, che ormai sappiamo essere buono solo per il secchio, a meno che non venga utilizzato per quello che è invece che per fare previsioni, ossia una sorta di stress test estremo che non ha nessuna probabilità di occorrenza, né alcuna coerenza con la realtà.

E questo, invece , è proprio quello che ha fatto un altro gruppo di ricercatori, dedicando però l’attenzione ad un altro spauracchio dell’AGW, l’aumento del livello dei mari e la presunta (non)resilienza degli atolli del Pacifico. Lo stress test ha dimostrato che le isole della barriera corallina, piuttosto che scomparire miseramente tra i flutti, si adattano. Quando il livello del mare cresce i coralli salgono e il deposito dei sedimenti contribuisce a mantenere quei piccoli lembi di terra emersa appunto tale.

Di questo, diversamente da quanto detto invece per le configurazioni di blocco, dove non c’è accordo tra le proiezioni e le osservazioni, c’è invece una conferma nella realtà dei fatti. Alcuni atolli del Pacifico, buona parte di quelli messi sotto osservazione, sono effettivamente cresciuti di dimensioni sotto l’assalto dell’aumento del livello del mare.

Leggere per credere.

Buon we.

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Carotaggi oceanici profondi nell’Oceano Pacifico

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

Carotaggi oceanici profondi nell’Oceano Pacifico

In un recente articolo Marcantonio et al., 2020 (d’ora in poi Marc20) analizzano carotaggi delle acque profonde del Pacifico equatoriale orientale (EEP nell’articolo) che coprono gli ultimi 180 mila anni, con lo scopo di studiare il ruolo della ventilazione (presenza di ossigeno) nei depositi di carbonio delle acque profonde e la sua importanza nell’aumento della CO2 atmnosferica durante la deglaciazione del Pleistocene (da 2.58 milioni a 11700 anni fa).
La presenza del carbonio ventilato, detto anche “respirato” (respired) viene messa in evidenza da una serie di dati di prossimità (proxy) basati sul Torio 232 (232Th), sull’eccesso di Bario (xsBa) – entrambi derivati dal Torio 230 – e sull’Uranio 238 (238U) autigenico (non trasportato ma generato e residente in loco).

Le due carote disponibili si trovano al largo dell’Ecuador e al largo della Colombia, nella zona di formazione de El Nino e della risalita (upwelling) delle acque profonde durante lo spostamento delle acque superficiali verso ovest causato dagli alisei, cioè nella regione iniziale indicata dalla sigla nino1+2. Per confronto verranno anche usate due altre carote del 2002, estratte a nord-est di Papua Nuova Guinea (piattaforma Ontong Giava), ad uno dei terminali del fenomeno ENSO.
Marc20 conferma che il Pacifico profondo è un luogo di accumulo del carbonio respirato, associato a periodi di decrescita globale di CO2 atmosferica durante l’ultimo massimo glaciale; aggiunge però che una delle nuove informazioni prodotte dal loro lavoro è che la relazione si estende al di là del massimo glaciale (attorno a 22ka anni fa), fino ad almeno 70 ka.

Altri articoli, ad esempio Higgings et al., 2002 di cui Marcantonio è uno degli autori e di cui parleremo più avanti, sottolineano che nei proxy sono presenti i cicli di Milankovic, o almeno quello dell’eccentricità orbitale a 100 Kyr. In figura 1 sono mostrati i proxy della carota MV1014-8JC (al largo dell’Equador) più la temperatura (δ18O bentonico, quadro f) e la CO2 di EPICA in modo da permettere il confronto con le affermazioni di Higgings et al 2002 e di Marc20 (“The dominant signal in global climate over the last 800,000 years is the 100-kyr co-variation of air temperature and atmospheric CO2 concentrations observed in the EPICA Antarctica ice core”).

Fig.1: Grafico dei proxy ricavati dalla tabella 1 di Marc20. Da notare, in particolare in a) e b), la presenza dominante della cenere di Los Chocoyos (Drexler et al, 1980), attorno a 80 ka e la sua presenza ben evidente nei quadri c) e d). Il Torio 232 (quadro b) è un proxy per il flusso di polvere, l’Uranio autigenico (c) lo è per l’ossigenazione delle acque profonde e l’eccesso di Bario (xsBa, quadro d) per l’esportazione della produzione di carbonio. Il quadro e) è un proxy per la temperatura dell’aria. Le bande verticali celesti indicano i periodi glaciali detti MIS (marine isotopic stage) associati ad una cifra pari (i valori dispari indicano i periodi interglaciali; MIS 1 è il periodo attuale). Nel quadro f) sono ben visibili, tra 40 e 70 ka, i periodi detti Antarctic Isotope Maxima (AIM), che, in Antartide, sono simili agli eventi Dansgaard–Oeschger (D-O) osservati nelle carote Groenlandesi. Sempre nel quadro f) è presente a destra una scala in nero che rappresenta il δ18O bentonico in permille.

Due dei proxy di figura 1 (a e b) sono dominati dallo strato di cenere di Los Chocoyos e sono indicativi della polvere in atmosfera. Tutti i proxy (a-d) sono difficilmente correlabili con i periodi glaciali, mentre lo sono il quadro e), temperatura marina e il quadro f), temperatura della carota antartica, dati da Lisiecki e Raymo, 2005 (LR04).

Fig.2: Spettro dei dataset di figura 1. Nel quadro f) non è presente per maggiore chiarezza lo spettro della serie antartica composta, disponibile separatamente nel sito di supporto.

Da figura 2 emerge nettamente che solo 2 spettri (4 se si considera il quadro f) mostrano un massimo che può essere assimilato a 100 kyr con qualche grado di incertezza. In compenso in tutti i proxy, e sempre con fluttuazioni nel periodo, compaiono sia il massimo dovuto all’obliquità dell’orbita (41 kyr) che quello dovuto alla precessione (26 kyr) a cui gli autori dei citati lavori di paleo-oceanografica non fanno cenno. La variabilità dei periodi potrebbe dipendere dal tipo di spettro (LOMB o MEM) e dalla lunghezza del dataset, come si può vedere in questa serie di spettri dei primi 800 kyr di LR04.
Da questi dati è difficilmente giustificabile l’enfasi data da Higgins a da Marcantonio al massimo spettrale di 100 kyr.

Uno degli scopi principali di questi carotaggi è la comprensione del meccanismo che regola le variazioni glaciale-interglaciale della CO2. Come meccanismo guida per queste variazioni è stato proposto il ciclo del carbonio oceanico, con le sue fasi di accumulo e rilascio legate all’ossigenazione delle acque oceaniche profonde. La riduzione di 80-100 ppm nella concentrazione di CO2 (figura 1f, all’inizio del MIS 6) non è però ancora spiegata completamente sia nei modelli di circolazione oceanica che nei modelli biologici (Yamamoto et al., 2019).

Quanto affermato nelle frasi precedenti è almeno parzialmente confermato dai dati di Marc20: l’ossigenazione (figura 1c) segue con difficoltà il susseguirsi glaciale-interglaciale, con la forte diminuzione durante MIS2 e l’aumento durante MIS4. Il confronto con il quadro e) della variazione di temperatura mostra tuttavia una complessiva concomitanza (non si tenga conto del massimo dovuto a Los Chocoyos a ~80 ka, evento grandioso ma locale).

Carotaggi nel Pacifico occidentale

Franco Marcantonio è stato uno degli autori (Higgings et al., 2002) di un lavoro di analisi dei sedimenti oceanici profondi (sempre di isotopi del Torio e dell’Uranio), ottenuti nella piattaforma sottomarina di Ontong-Giava, a nord-est di Papua-Nuova Guinea. I proxy derivati dai due carotaggi (ODP806C e RC17-177) sono presentati nelle figure 3,4 e 5,6 (dati e spettri), da confrontare con le figure 1 e 2 per cercare elementi generali, almeno nella geografia dell’inizio e della fine dell’area interessata da ENSO e qui rappresentata dalla mappa del degassamento di CO2 (marina-aria).

Fig.3: Proxy derivati dalla carota ODP di Ontong-Giava. Il dataset comune con la figura 1 -Torio 232 b)- si comporta in modo differente nelle due carote, mentre l’eccesso di Bario di figura 1 (xsBa, d) mostra qualche similitudine con l’eccesso di Torio (xs230Th, d) di questa figura. L’Uranio 238 è espresso con unità differenti (ppm in figura 1 e dpm/g, disintegrazioni al minuto per grammo, in questa figura).

Fig.4: Spettri LOMB dei proxy di figura 3, da confrontare sia con figura 2, dove le unità di misura sono diverse e dove gli elementi misurati sono solo parzialmente gli stessi, che con figura 6.

Da notare che, malgrado le unità diverse, i singoli dati di prossimità delle figure 1 e 3 dovrebbero rappresentare la stessa grandezza (ad esempio, per i quadri b, il flusso di polvere) ma, sia i dati che gli spettri appaiono differenti.

Fig.5: Proxy derivati dalla carota CR di Ontong-Giava. Il dataset comune con la figura 1 -Torio 232 b)- si comporta in modo differente nelle due figure. Per le due carote di Ontong, l’eccesso di Torio (quadro d) che sembra mostrare un andamento genericamente simile è in realtà molto differente.

Fig.6: Spettri LOMB dei proxy di figura 5, da confrontare con le figure 2, dove le unità di misura sono diverse, e 4, dove dati e spettri dovrebbero essere simili.

Negli spettri delle carote di Higgins appaiono, con potenza tra molto alta e quasi trascurabile, il massimo a 42 kyr (obliquità) e quello relativo alla precessione (26 kyr). Il massimo a 100 kyr (eccentricità), nei due casi in cui compare, e cioè per l’Uranio 238 e per l’eccesso di Torio 230, assume un aspetto predominante negli spettri. Ancora una volta, e in situazioni temporali e geografiche diverse, il picco a 100 kyr è presente ma non sembra una presenza determinante per tutte le grandezze climatiche di cui si tratta.

Conclusioni
L’argomento di questo post è molto specialistico e non sempre è semplice sia comprendere le sottigliezze di certe affermazioni che le loro conseguenze: sono quasi certo di aver trascurato elementi che gli studiosi della materia considerano importanti e di aver sottolineato aspetti di mio interesse, ritenuti minori. I numerosi gruppi di lavoro che lavorano sui carotaggi profondi hanno prodotto e producono una notevole mole di risultati per la comprensione del ruolo delle profondità oceaniche nell’equilibrio climatico del nostro pianeta. Io, purtroppo, riesco a “vedere” solo il fatto che i modelli climatici non sono in grado di spiegare il fenomeno delle rapidissime variazioni della CO2 (da 100 e 200 ppm) ad esempio nella parte più recente di MIS6 e che questi studi si propongono di fornire elementi che possano spiegare tale meccanismo.

Bibliografia

 

  • Bernhard Bereiter, Sarah Eggleston, Jochen Schmitt Thomas F. Stocker, Hubertus Fischer, Sepp Kipfstuhl and Jerome Chappellaz: Revision of the EPICA Dome C CO2 record from 800 to 600 kyr before present GRL42, 542-549, 2015. https://doi.org/10.1002/2014GL061957
  • John W.Drexler, W.I.Rose Jr, R.S.J.Sparks, M.T.Ledbetter: The Los Chocoyos Ash, guatemala: A major stratigraphic marker in middle America and in three ocean basinsQuaternary Research13, 327-345, 1980. https://doi.org/10.1016/0033-5894(80)90061-7
  • Higgins S.M., Anderson R.F., Marcantonio F.,Schlosser P., Stute M.: Sediment focusing creates 100-ka cycles in interplanetary dust accumulation on the Ontong Java PlateauEarth and Planetary Science Letters203, pp. 383-397, 2002. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00864-6
  • Lorraine E. Lisiecki, Maureen E. Raymo: A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography20, PA1003, 2005. https://doi.org/10.1029/2004PA001071  (LR04)
  • Cristina Lopes, Michel Kucera and Alan C. Mix: Climate change decouples oceanic primary and export productivity and organic carbon burialPNAS112-2, 332-335, 2015. S.I.https://doi.org/10.1073/pnas.1410480111
  • Franco Marcantonio, Ryan Hostak, Jennifer Hertzberg & Matthew W. Schmidt: Deep Equatorial Pacific Ocean Oxygenation and Atmospheric CO2 Over The Last Ice Age .Scientific Reports10, 6606, 2020 https://doi.org/10.1038/s41598-020-63628-x.    Dataset
  • Akitomo Yamamoto, Ayako Abe-Ouchi, Rumi Ohgaito, Akinori Ito and Akira Oka: Glacial CO2 decrease and deep-water deoxygenation by iron fertilization from glaciogenic dustClim.Past15, 981-996, 2019. https://doi.org/10.5194/cp-15-981-2019

 

 

Tutti i dati e i grafici sono disponibili nel sito di supporto

 

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