martedì 30 marzo 2010

Be very careful...

...ci ricorda Robert Socolow, a conclusione della Woodstock sulla geoingegneria tenutasi settimana scorsa ad Asilomar - stessa spiaggia, stesso mare, lido attiguo di 35 anni fa - e che ha raggruppato 175 esperti di vari settori, molti dei quali impegnati a suggerire le più avveniristiche, fantasiose e/o innovative idee sulla mitigazione climatica "hardcore", una delle sfide più ambiziose nell'ambito dell'ingegneria globale.
Ne riferisce qui Nature news - da pochi giorni free for all/gratis online anche dopo i canonici 4 days! - come pure la cuginetta americana e qualche giorno fa anche l'oca sapiens.

Non c'è bisogno di scomodare Alan Robock - peraltro presente al meeting - e i suoi volcanos per ricordare come (molti) si stiano velocemente e forse prematuramente avventurando in una fissa un po' troppo estrema, "and you can't build a wall around the Arctic climate".

Non c'è bisogno di scomodare Ken Caldeira e i suoi ammonimenti sugli effetti collaterali per frenare l'organizzazione non-profit nella sua raccolta di fondi allo scopo di legittimare esperimenti di dubbia efficacia, "and what about the possible conflicts of interest related to the for-profit motives?"

Non c'è bisogno di scomodare Kevin Trenberth e i suoi auspici di miglioramento dei sistemi di misura atti a rendere più tangibile la tracciabilità dei flussi di energia nel climate system, per chiederci se è normale che prima si voglia agire e poi, semmai, capire.


Scomodiamo pure Pasini, che alla fine di uno dei suoi migliori post sul tema, conclude pure lui ammonendo:

*Be careful!*

lunedì 29 marzo 2010

Loophole

In diretta domani mattina dal CERN. Vediamo se anche stavolta una contingenza imprevista è in grado o meno di skippare il processo attraverso una via di fuga. Sono aperte già sin da ora le scommesse (i bookmakers ci lavorano da mesi).

Un po' come fa atmoz, che scommette fake money sul dicembre 2014 come target temporale del magico numero 400. Any loophole here?

Per ora, ci affidiamo ai losties. Dopo gli skips della season 5, eccoli alle prese con i loopholes della final season (occhio: spoiler!).

sabato 27 marzo 2010

Looney Tunes

Armato delle migliori intenzioni, ieri sera sacrifico un venerdì a molto altro di meglio andando a seguire, sotto casa, questa conferenza. L'organizza il mitico *NIPCC sponsorized by HI sponsorized by the little $ister BigOil* e l'informazione mi giunge da outsider attraverso un passaparola. L'ospite è nientepopodimeno che uno dei personaggi più noti della contea negazionista tout court. Un grande che sta al tema come il consueto pesce (lesso) sta alla consueta bici (da corsa e non truccata).

E mi ricredo alla grande. Altro che venerdì sera buttato, altro che sacrificio, altro che!
Per una buona oretta e spiccioli, dopo la clericale presentazione di rito, ho potuto assistere ad uno dei miei miti preferiti di molti lustri fa: gli epici Looney Tunes.

Flashback: il giorno prima - mi segnalano dalla parrocchia - un "noto" foglio ecumenico nostrano aveva già pubblicato, in pomposa anteprima, un'intervista a Daffy nella quale tutti i suoi (o d'altri?) factsheets in forma di pilloline di Vicodin erano già concentrati e pronti all'uso. Che neanche uno scolaretto di scuola media....
Ma per fortuna: non ho l'abitudine di sfogliare tali roTTocalchi. Altrimenti il rischio di abdicare e rinunciare preventivamente ai cartoni sarebbe forse stato elevato. Meglio così.

Flashforward: il giorno dopo - mi tocca constatare - devo comprare dei colliri monodose: certi cartoni dalle *melodie pazzerelle* possono anche far piangere, tanto si ride.

venerdì 26 marzo 2010

Deserto d'acqua /1

Lunedì scorso, 22 marzo, è stata la giornata mondiale dell'acqua. Come ogni anno, numerose sono state le manifestazioni volte all'informazione e alla sensibilizzazione sull'importanza fondamentale odierna e futura dell'oro blu.
MS dedica un post al più sensuale dei 4 elementi naturali mettendo in risalto alcune connessioni con il GW e i cambiamenti climatici; il titolo è mutuato dalla prima traduzione italiana (edizioni Urania) di uno dei romanzi più belli di genere fantascientifico e anche una delle migliori opere di James G. Ballard (nonché romanzo ispiratore del blog ;-) nel quale l'acqua è l'elemento che impregna le storie allucinate dei protagonisti.

L'acqua, nelle sue 3 manifestazioni di stato, è evidentemente il principale fattore in gioco, sia come elemento che più di altri subisce gli effetti delle fluttuazioni e dei trend climatici e sia come elemento che è fortemente parte in causa di queste fluttuazioni (come vapore nel ruolo del più importante GHG, come acqua liquida nel ruolo di accumulatore e ridistributore inerziale di energia termica ma anche nel ruolo di equilibratore del bilancio energetico - ad es. se pensiamo alle nuvole -, come ghiaccio a sua volta nel ruolo di equilibratore del bilancio energetico in relazione all'effetto albedo).

In questo primo di due post dedicati, mi occuperò solamente di una delle numerosissime associazioni fra l'acqua e i cambiamenti climatici, concludendo quello che dicevo nel post sulle foreste a proposito del ciclo del carbonio. Parlerò infatti dell'importante ruolo degli oceani nel bilancio dei flussi del carbonio (con rimando diretto al testo citato di Gruber e Sarmiento e ai vari lavori linkati).
Nella seconda parte, invece, cercherò di riassumere sinteticamente i possibili effetti che il GW induce sul ciclo idrologico a proposito della distribuzione, della frequenza e dell'intensità delle precipitazioni.

Oceani e bilancio del carbonio.

Come visto nel post precedente, l'oceano è il pozzo principale delle emissioni antropiche di CO2.
Il fatto che gli oceani, in generale, siano oggi (nell'era antropocenica) un pozzo di stoccaggio piuttosto che una sorgente di emissione della CO2 è, in primis, una risposta degli stessi oceani all'incremento della concentrazione di CO2 nell'atmosfera. È infatti ben noto che il flusso di CO2 fra oceano e atmosfera non dipende solo dalla temperatura dell'acqua (così come da altri fattori che agiscono sull'equilibrio dinamico fra assorbimento ed emissione mediante saturazione superficiale, quali l'acidità dell'acqua e la quantità di carbonio inorganico disciolto, DIC), bensì pure dalla pressione parziale della CO2 (pCO2). La legge di Henry, che regola la solubilità dei gas in un liquido, ci dice che la pressione del gas è direttamente proporzionale alla sua concentrazione.
Un aumento della sua concentrazione sposta l'equilibrio dinamico verso l'assorbimento perché sostiene lo squilibrio globale della pCO2 attraverso l'interfaccia fra aria e acqua. E questo è proprio quel che sta succedendo in epoca antropocenica. In termini di variazione del flusso (o di bilancio, che è quel che conta), da quando diventano significative le emissioni antropiche, l'oceano assorbe più CO2 di quanto ne rilasci.

Così, circa la metà del quantitativo emesso dall'inizio dell'era antropocenica è già stata "smantellata" e assorbita/disciolta/dissolta nell'oceano, fungendo quindi da parziale stabilizzatore del sistema.
Non tutti gli oceani si comportano allo stesso modo: in generale l'outgassing principale della CO2 avviene in quelli tropicali (e in particolare nella principale zona di upwelling e di rimescolamento di acque profonde del globo: il pacifico equatoriale orientale), mentre l'uptake avviene principalmente negli oceani delle medie latitudini. In quelli delle alte latitudini australi, il rilascio di CO2 naturale è ampiamente compensato dall'assorbimento di quello antropico, così che il bilancio dei flussi è leggermente negativo. C'è anche un traporto meridionale di carbonio: nell'atlantico "viaggia" verso sud (dopo il forte assorbimento nella parte nord dell'oceano) e nel bacino indo-pacifico tende invece a convergere verso l'equatore, denotando quindi una leggera asimmetria emisferica caratterizzata da un trasporto verso sud attraverso l'equatore.

In futuro (time-scale secolare) ci si aspetta che gli oceani riescano ad assorbire fino al 70% di tutta la CO2 da attività antropiche emessa in atmosfera dall'inizio dell'era industriale (e dunque circa un 20% in più rispetto alla metà già dissolta fino ad oggi). Ma la precisa frazione assorbita dipenderà comunque da come si riorganizzerà il ciclo naturale del carbonio dopo la perturbazione apportata dall'era antropocenica.

Da un lato, evidenze paleogeologiche suggeriscono che la capacità di stoccaggio da parte degli oceani diminuisce con l'aumento delle temperature terrestri, probabilmente - oltre che dai feedback sui cicli fisici e biogeochimici generati da un clima più caldo - anche a causa di cambiamenti indotti soprattutto nella circolazione degli oceani australi e in quella termoalina soprattutto nel nordatlantico, come suggerito, fra gli altri, da un esperto in materia come Thomas Stocker. L'ampiezza di questa risposta geologica corrisponde ad un incremento di circa 25 ppm di CO2 atmosferica per ogni grado di riscaladamento, quindi ben lontano dai 100 ppm di incremento causato dalle attività antropiche dall'inizio dell'era industriale.


D'altro canto, già oggi - parallelamente ad un aumento dell'assorbimento di carbonio sulla terraferma, come visto nell'altro post - si assiste ad una diminuita efficienza di stoccaggio da parte degli oceani, in particolare di quelli australi delle latitudini medio-alte (ma in misura minore anche del nordatlantico verso 60 gradi N, mentre nel Pacifico invece si assiste alla tendenza opposta) che, nonostante il continuo aumento nel sequestro di CO2, negli ultimi decenni risultano un po' meno efficienti nel loro "lavoro".

Il motivo? Un classico esempio di feedback positivo. Una aumentata saturazione come conseguenza del cambiamento climatico in corso che, nell'emisfero australe, ha indotto uno shift verso sud delle forti e persistenti correnti atmosferiche occidentali (i famosi Roaring 40'ies, causati dal diseguale scambio di calore fra oceano e atmosfera tipico dell'emisfero meridionale e massimo nelle stagioni di transizione) e delle associate zone depressionarie. Questo ha letteralmente riconfigurato la miscelatura delle acque oceaniche, favorendo il rimescolamento in maniera tale per cui le acque profonde, ricche di CO2, sono state risucchiate verso la superficie saturandone l'interfaccia.

giovedì 25 marzo 2010

Default

Martedì 23 marzo è stata la giornata mondiale della meteorologia, coincidente pure con i 60 anni dell'OMM.
Questa scienza è spesso derisa: direttamente lo si fa al bar e lo fa ad es. Zichichi, per il quale è tutto fuorché scienza...:-0; indirettamente quando si continua a pretendere dalla previsioni quel che è impossibile fare, ad es. se piove o sarà bello in Corso Buenos Aires a Milano il 27 agosto 2010, oppure quando si assume come atteggiamento di facciata l'attacco ai modelli di previsione dicendo che sbagliano sempre (e magari pure apposta!).

Così. Derisione per automatismo e quasi per sport, discredito per default.

Ma in realtà i progressi dei modelli che prevedono il tempo nei giorni successivi sono stati enormi negli ultimi decenni, come si vede in questo grafico.

Debunkizzato il default?

lunedì 22 marzo 2010

Foreste di cristallo

Ieri è stata la giornata della foresta e della poesia. Oggi MS dedica un post al ruolo importante che le foreste esercitano nell'ambito dei cambiamenti climatici con un titolo mutuato da uno dei romanzi più poetici e "conradiani" di James G. Ballard (in cui la foresta è l'ambiente principale che imbeve i protagonisti).
Non starò certo a ricordare l'importanza della foresta come main driver e regolatrice del ciclo del carbonio, come equilibratrice del ciclo dell'acqua, come stabilizzatrice del suolo, come paradigma del concetto di ecosistema e della ricchezza naturale (in quanto habitat della diversità di vita), come bene naturale dai molteplici valori: di uso diretto come fonte di consumo e come fonte di svago, di uso indiretto come fonte ecologica, di eredità come principio di conservazione e sostenibilità, di valore intrinseco di mera esistenza e di tutela della biodiversità.

In questo post MS parlerà di un paio di aspetti climatici indotti dal cambiamento nell'uso dei suoli (Land Use Change) che coinvolgono le superfici Forestali (LUCF).

Albedo, evapo-traspirazione e flusso diretto e indiretto di CO2: sono principalmente questi i fattori che connettono il LUCF al clima. Vediamo:

1) In considerazione del fatto che una foresta ha uno dei più bassi poteri riflettenti (ad es. una foresta decidua ha un albedo di circa il 14%, una foresta di conifere alle medie latitudini del 9%) mentre per es. un prato ne ha più del doppio rispetto ad una foresta di pini (rasenta il 20% e arriva fino al 25% se è tagliato) e un campo coltivabile è attorno al 15%, capiamo benissimo che la sostituzione di foreste con campi coltivabili (cosa avvenuta massicciamente ai margini delle aree fortemente urbanizzate, ad es. nella costa atlantica degli USA) aumenta l'albedo e tende quindi a raffreddare la superficie, mentre per es. la sostituzione di prati con superfici coltivabili, diminuendo l'albedo, tende ad aumentare le T superficiali (vedi ad es. nel Midwest americano).
2) D'altra parte, se consideriamo l'importanza del ciclo idrologico nel mitigare e controllare le T superficiali, vediamo che l'evaporazione e la traspirazione (il processo grazie al quale, di giorno, l'acqua evaporando dalle foglie durante la fotosintesi raffredda l'aria) agiscono a loro volta e in senso contrario rispetto agli effetti indotti dall'albedo.
Infatti: un LUCF che porta a sostituzione di foreste con campi coltivabili tende a ridurre l'evaporazione (stante la meno efficiente traspirazione) e quindi a ridurre l'effetto raffreddante. A sua volta, la sostituzione di prati con terre coltivate agisce in senso opposto, aumentando l'evaporazione e quindi l'effetto raffreddante.
Credo però che, in generale, prevalga il primo fattore, a condizione che il LUCF sia massiccio e omogeneo.

3) LUCF e alterazioni del ciclo del carbonio. Un ottimo contributo direttamente dal ricco ed esaustivo libro qui citato. I due autori (Gruber e Sarmiento) sono fra i massimi esperti sul tema.
In sintesi: solo le modificazioni dell'equilibrio forestale (che in una foresta vergine non utilizzata, dal punto di vista del carbonio e dell'ossigeno, è stabile) agiscono sul flusso del carbonio, in un modo o nell'altro, come sorgente o come accumulo nei riguardi dell'atmosfera.
Il ciclo del carbonio ha agito e sta (ancora) agendo da mitigatore stabilizzando il sistema. Infatti la frazione (AF) del totale delle emissioni antropiche di CO2 (comprendente combustibili fossili e LUC) che rimane in atmosfera, nonostante le forti variazioni interannuali del rateo di crescita della CO2, si stima sia cresciuta con un ritmo pari allo 0.24% all'anno da 50 anni a questa parte. Ciononostante, questa frazione si è mantenuta all'interno di un range fra 0.4 e 0.5 (cioè fra il 40 e i 50% delle emissioni antropiche di CO2 rimangono in atmosfera) perché ovviamente, nel frattempo, sono molto aumentate le emissioni totali in atmosfera.

Mentre le emissioni crescono in modo sempre più rapido e in modalità assolutamente non lineare (finora) e con un tempo di raddoppio di circa 30 anni, i pozzi oceanici e continentali sembrano rispondere in maniera piuttosto lineare all'incremento di CO2 al di sopra del livello pre-industriale. E tuttavia il lento aumento dell'AF è imputabile da un lato ad una diminuita efficienza di stoccaggio da parte degli oceani (ne riparlerò in un post dedicato all'acqua domani).
D'altro canto, si è notato che il flusso netto di carbonio sulla terraferma, negli ultimi 50 anni, è passato da una situazione di sostanziale emissione (causa LUCF diretto - incendi e combustione di biomassa - e indiretto - perdita funzionale di fotosintesi e relativa ridotta capacità di stoccaggio di CO2) ad una situazione di sostanziale assorbimento. In quest'ultimo caso le cause sono molteplici ed associate ad altri processi che hanno amplificato la risposta biologica da parte della biosfera. Ad es. processi di rimboschimento nelle latitudini medio-alte dell'emisfero nord e quindi LUCF positivo, fertilizzazione indotta da aumentata concentrazione di CO2, effetti del cambiamento climatico e soprattutto il passaggio da una situazione di forte radiazione solare superficiale ad una situazione di ombreggiamento (global dimming) grossomodo a partire dagli anni 50 (e con l'apice nei 60-70) e come diretta conseguenza della produzione industriale di aerosol solfati.

Questo fenomeno, mediante influsso diretto (mascheramento della radiazione solare incidente) e indiretto (produzione di nuvole), ha amplificato la rifrazione solare e ha deflesso la stessa dalla Terra. Questa caratteristica rende più efficiente l'assorbimento fotosintetico della CO2 da parte delle piante e quindi incrementa la produzione di biomassa nelle foreste.

Quando, ad inizio anni 90 e in pieno reversal da una situazione di global dimming ad una di global brightening (stante l'abbattimento dei solfati e la loro ridotta produzione industriale), si verificò l'esplosione del vulcano Pinatubo (che ridusse la radiazione solare globale di un valore compreso fra il 2 e il 5% e quella diretta fino al 30%) si poté notare lo stesso fenomeno accelerato e concentrato su un breve periodo (un paio di anni). La capacità di assorbimento naturale di CO2 da parte della vegetazione aumentò sensibilmente a causa di una luce solare maggiormente riflessa nell'atmosfera, rispetto ad una situazione di luce solare più diretta. La spiegazione risiede nel fatto che la luce riflessa penetra più in profondità nella vegetazione rispetto a quella diretta, perciò le piante sfruttano la luce per la fotosintesi in maniera più efficace.
Fra gli anni 60 e la fine del XX secolo, stante il fenomeno descritto prima, la biosfera terrestre ha assorbito e stoccato un 10% in più di carbonio.

Oceani e biosfera non agiscono in modo costante sulla CO2 emessa dall'uomo: oggi circa il 27% della CO2 di origine antropica è assorbita dagli oceani (1.9 Pg C su un totale emesso di 5.9 da combustioni e 1.2 da LUC) e circa il 25% dalla biosfera terrestre (1.8 Pg C su 7.1). Ma ancora 40-50 anni fa, come detto sopra, l'attore principale era solo l'oceano.

Il futuro, come sempre in questi casi, potrebbe riservare parecchie sorprese. Per quel che riguarda il rapporto fra LUCF e ciclo del carbonio, alcuni studi (come ad es. questo) mettono in guardia dalla continua deforestazione delle aree tropicali causata da motivi di natura diversa, economici-sociali-agricoli-demografici (pressione sulle risorse e sulle terre coltivabili, speculazioni, migrazioni da aree rurali ad aree urbane...). Ovvie le possibili conseguenze in termini di bilancio delle emissioni e di relativa mitigazione climatica futura, oltre che di molto altro su scala regionale e/o locale.
Accumuli/produzioni supplementari di carbonio/di ossigeno sono possibili, invece,a condizione di invertire questo trend. Occorrerebbe un'azione estensiva atta a ridurre il disboscamento nelle aree tropicali e parallelamente ad aumentare il rimboschimento dei terreni nudi insieme ad un maggior utilizzo delle foreste secondo i criteri della selvicoltura naturalistica: ad es. mantenendo le piante in condizioni vegetative ottimali e prelevandole prima della vecchiaia, prima che smettano di crescere e quando la fase anabolica prevale ancora su quella catabolica.
Un altro rischio crescente è quello che i cambiamenti climatici possano danneggiare le stesse foreste riducendone la capacità di sottrarre CO2 dall'atmosfera, nonostante l'azione maggiormente fertilizzante dello stesso gas.

martedì 16 marzo 2010

It's the sun, stupid!/ 3

...e i GCMs non ne tengono conto! E se ne tengono conto, lo trattano come una costante e non come una forzante variabile! Già. Questo mito ramificato dei negazionisti, recentemente tornato alla ribalta (se ne parla nei commenti di un recente post su climalteranti e oca chiede cerini per illuminarci un articolo in uscita il prossimo giorno del pesce d'aprile ;-), ha una certa allure, ammettiamolo! Ma è proprio vero quel che si asserisce?

Allora: la prima parte della question è mal posta. Quali GCMs non ne tengono conto, sarebbe meglio dire. Perché, ovviamente, molti trattano l'irradianza solare (detta costante solare) esattamente per quel che è, cioè la principale forzante esterna naturale del sistema climatico. Che, come si sa, è tutt'altro che costante, ma vedremo dopo in che modo.
Intanto ricorderei, en passant, che i modelli *non* lavorano di fantasia (una delle tante fantasie a cui giunge un noto commentatore su climalteranti, evidentemente innamorato del latte di mamma Watts :D. Semplicemente lavorano a partire da quel che la basic atmospheric physics ci dice a proposito del comportamento dell'atmosfera nel mondo reale. E nel mondo reale, ovviamente, il sole e la sua energia radiante sono parte integrante della variabilità climatica forzata e agiscono, in quanto tale, sul bilancio energetico globale del pianeta e quindi sullo stato termico.
Come si può vedere ad es. qui (tratto da questo lavoro dell'U.S.CCSP) ce ne sono parecchi che tengono conto dell'irradianza solare. In che modo? In maniera fissa e costante?
La seconda parte della question è già velocemente liquidata guardando alle fonti: naturalmente, essendo l'esempio riportato risalente al periodo dell' AR4 (ultimo rapporto IPCC 2007, stato della letteratura scientifica vagliata risalente a fine 2005), le fonti delle ricostruzioni solari (es. Hoyt e Schatten 1993, Lean 1995 e 2000) sono un po' vecchiotte e oggi superate dalle più recenti ricostruzioni (ad es. quelle di Wang 2005, di Preminger 2006, di Krivova 2007, di Tapping 2007, di Svalgaard 2007, della stessa Lean 2008 o di Steinhilber 2009).
Vediamo qui anche i 22 modelli dell'archivio dell'AR4. 11, come si vede, tengono conto della forzatura variabile solare indotta dal ciclo undecennale della TSI (sopra), mentre gli altri 11 usano un'irradianza solare costante (sotto).

Ora: a questo punto nulla ci vieta di tornare back to basics e alla letteratura scientifica about it:

> Manabe e Wetherald, già 35 anni fa, costruivano un modellino che teneva conto della forzante solare variabile, basta andare a rileggerselo!

> Hansen et al., nel loro "famoso" paper del 1988, a pag. 9358 (quando parlano della sensitività climatica), esplicitano chiaramente il ruolo della forzante solare variabile assumendo una leggera forzante negativa indotta dalla decrescita della TSI dello 0.1% fra il massimo del 1979 e il minimo del 1986 (e ne esemplificano la cosa matematicamente nell'appendice B dedicata ai RF);

> Hansen e Lacis, giusto 20 anni fa, riprendono e chiariscono ulteriormente la cosa, giungendo anche a illustrare graficamente come il ciclo variabile del sole possa influenzare l'andamento termico globale, sovrimponendosi, insieme alla variabilità interna libera e stocastica delle condizioni atmosferiche e climatiche, al trend generale di fondo;

> Hansen et al. nel 1997 estendono la cosa nel famoso paper sulla risposta climatica a differenti RF (fra cui anche, come detto, la forzante solare variabile);

> Warren White dello Scripps (che ritroveremo anche in un post successivo), in due lavori pubblicati nel 1997 e nel 1998, spiega in che modo la variazione dell'irradianza solare incide sulle temperature oceaniche semi-superficiali (al di sopra del picnoclino);

> Hansen et al. nel 2007 rendono ancora più completo l'andamento dei RF; e la forzante solare variabile c'è ancora, ovviamente.

Ecco qui un grafico con gli scenari tratti dal lavoro del 1988 a cui sono aggiunti 3 andamenti dei forcing osservati: quello giallo rappresenta tutte le forzanti variabili non caotiche (quindi, ad es., sono esclusi i vulcani, mentre sono inclusi WM-GHG, aerosol di vario tipo con associati effetti, O3, H2O stratosferica, variazione dell'albedo data da BC su neve, land use, e irradianza solare), notare come si veda molto bene la variabilità ciclica della forzatura solare. La cosa può essere vista anche in estensione temporale nel seguente grafico tratto dal lavoro del 2007.

Un buon paper riassuntivo (datato 2006) sulla risposta del sistema climatico al forcing solare (= inteso come forzatura variabile nel tempo) è questo di Lennart Bengtsson del Max-Planck.

In questo draft e qui, invece, Tung e Camp analizzano la risposta termica superficiale della variabilità ciclica solare e cercano di determinarne la sensitività climatica. La loro conclusione è, da un lato, incoraggiante ma anche un po' disincantante: 0.2 gradi C per un normale ciclo fra minimo e massimo (con l'apice del segnale termico che viene raggiunto 2 anni dopo il max/min solare causa inerzia termica). D'altro canto, non eliminando il segnale vulcanico che alla frequenza di 11 anni è in fase nel periodo di rianalisi con il ciclo solare, questo lavoro viene un po' "debunkizzato" (e infatti il valore che viene comunemente riportato da molti altri studi è di circa la metà rispetto a quello di Camp e Tung e dunque con una fluttuazione di circa +/- 0.05 gradi C rispetto ad un valore medio della TSI).
Comunque, come viene detto nel blog di RC, una stima abbastanza naive direbbe che per avere un segnale termico di 0.15K (facciamo la metà fra quel che viene riportato da molti studi e quello di Camp e Tung) dato dal ciclo della TSI servirebbe un fattore di sensibilità climatica paragonabile ad un riscaldamento all'equilibrio di circa 3.7K per raddoppio di CO2; e questa è una sottostima, vista l'inerzia termica che smussa la risposta al ciclo undecennale (l'inerzia termica nell'atmosfera e nell'oceano media in un certo qual modo i periodi di maggior e minor luminosità del sole).
In soldoni: una sensibilità climatica decisamente maggiore rispetto alla media dei valori proposti dall'IPCC.

Tuttavia, già semplicemente assumendo nel modello quel che la basic physics ci dice (e quindi senza bisogno di invocare fenomeni ancora un po' "esotici" come la modulazione delle nuvole indotta dai raggi cosmici o altri aspetti) e senza neppure tener conto dei feedback chimici associati alla produzione di ozono stratosferico, la risposta termica con associate amplificazioni (di cui si tiene già conto, ad es. l'influenza di temperatura e circolazione sulle nuvole, l'aumento di vapore con la temperatura, l'estensione dei ghiacci marini) data dalle fluttuazioni dell'energia solare è più che sufficiente a dirimere la question. La cosa è spiegata essenzialmente in questo post di RC nel quale Pierrehumbert commenta questo interessante lavoro di analisi del solar-cycle warming nei modelli usati dall'IPCC da parte di Tung et al. Gli autori analizzano i 22 modelli dell'archivio dell'AR4 (quelli citati ad inizio post), tutti con condizioni iniziali al contorno caratterizzate da uno stato dell'oceano completamente dinamico, e la metà dei quali (come già detto) includono una forzatura solare variabile data dalla variazione undecennale della TSI (mentre gli altri usano una TSI costante). Solo i primi, ovviamente, mostrano un ciclo undecennale significativo nelle T superficiali (di circa 0.1K) ma lo fanno tutti e 11 e, cosa ancora più importante, il pattern spaziale della risposta è simile fra i modelli e le osservazioni empiriche.

Varrebbe ancora la pena di soffermarsi un ultimo istante su questo recentissimo lavoro della Lean, dal quale posto le ultime due immagini. Qui, senza se e senza ma, si afferma che la variazione dell'attività solare (come forzante variabile nel tempo) ha certamente un effetto sulle T globali e quindi anche sul GW. Ma rimane un fattore di secondaria importanza e percentualmente abbastanza irrilevante. Come dice Cacciamani su un post di climalteranti, nulla di scandaloso, quindi, se su un arco temporale breve (5-10 decenni) molti modelli (ma non tutti) mantengono *costante* la costante solare. E non certo perché il sole non conti (come vedremo nell'ultima parte della serie di post dedicata e come spesso erroneamente si sente dire e si legge su qualche bigoilblog) ma, come giustamente si chiedeva anche oca sul suo di blog, perché questa variazione, dal punto di vista energetico (che è quel che conta, no?), è molto piccola. Ed è ancora più piccola se prendiamo per buone le recentissime ricostruzioni solari di Svalgaard o di Steinhilber. Talmente piccola che, in paragone, la variazione decennale della radiazione solare superficiale misurata a terra dai piranometri è di almeno un ordine di grandezza superiore. E il forcing annuo dato dall'eccentricità dell'orbita terrestre 100 volte maggiore (nonostante Scafetta...).


lunedì 8 marzo 2010

Finito il GW? /3 | un po' di conti


Mentre parecchie regioni delle latitudini temperate dell'emisfero nord (compresa l'Europa) hanno conosciuto un inverno decisamente molto freddo, in alcuni casi (Siberia nordoccidentale) quasi eccezionale e in Europa occorre risalire di alcuni decenni per ritrovare una stagione invernale così fredda, se si allargano gli orizzonti su scala globale scopriamo che questo è il secondo inverno più caldo dall'inizio della serie strumentale! Come già accennato un mese fa, quindi, un segnale tutt'altro che in direzione di una risposta affermativa alla domanda-titolo del post...

Ecco qualche spunto ulteriore (dopo i primi 2 post dedicati) per tentare di sfatare il mito del presunto GC di questi anni (ci è cascato pure Scafetta, recentemente....).

1) sulla finestra temporale annua (come da calendario convenzionale), abbiamo che la ricostruzione HadCRUT3 pone ancora il 1998 al primo posto, tallonato molto vicino dal 2005 e dal 2007. La ricostruzione GISS, invece, vede il 2005 al primo posto, seguito a ruota da 2009, 2007, e poi 2002 e 1998.
Comunque nell'ultimo decennio i singoli valori annui sono tutti sopra o sulla linea del trend di fondo, tranne il 2000 e il 2008 (anni connotati dalla Nina).

2) rompendo la scelta arbitrariamente imposta dal calendario (gennaio-dicembre) e facendo una bella media mobile, scopriamo che (per il dataset GISS) i 12 mesi consecutivi più caldi sono, globalmente, Gen-Dic 2005 tallonati molto molto da vicino dal periodo Ago 2006-Lug 2007 (per il solo NH: primo posto per Mag 2006-Apr 2007). Da notare che, ovviamente, il 2009 è ancora un valore provvisorio, essendo la media mobile. Se i prossimi mesi saranno caldi, potremmo anche aspettarci un nuovo break.
Ora: perché queste differenze fra i due dataset per le ricostruzioni?

Immaginiamo che uno voglia controllare il bilancio economico personale, e quindi guarda se i suoi conti corrispondono al saldo dato da entrate e spese correnti. Improvvisamente, si accorge - con rammarico e preoccupazione! - che i conti bancari contengono meno denaro di quel che si aspettava dal controllo dei saldi. Prima ipotesi: il tale ha sbagliato i calcoli. Li rifà 3 volte ed è tutto ok! Allora scatta la seconda ipotesi: c'è un problema con i conti bancari. E l'aiuto di un contabile gli permette di scoprire che, mentre faceva la somma dei suoi conti, aveva semplicemente dimenticato di considerare un conto bancario. Quindi: errore suo, nessun problema con le banche!

Ora: fuor di metafora, quel che può succedere con i vari dataset che misurano la T globale è simile. Perché non tutti i dataset sono uguali, sia a livello fisico (paragonare ad es. dati satellitari e dati a terra ha poco senso, visto che i primi *non* misurano le T al suolo o a 2m ma le T della troposfera o, più in alto, della stratosfera, con anche problemi di sovrapposizione dei dati fra i due livelli) sia a livello di copertura della superficie globale, come appunto è il caso fra le ricostruzioni dell'HadCRU e quelle della NASA.

La prima (HadCRUT3) è una ricostruzione "coi buchi", perché è un set mediato sulle aree per le quali sono disponibili dati e quindi non tiene conto, ad es., dell'Artico (la regione con l'amplificazione termica più forte, nell'ultimo decennio). L'immagine di inizio post mostra, a tal proposito, la differenza di temperatura fra i due periodi 1999-2003 e 2004-2008, e si vede bene l'amplificazione termica dell'Artico quasi completamente ignorata da questa ricostruzione. Un altro problema di questo dataset è che riduce il rapporto terre/oceani di oltre i 2/3 (nel mondo reale questo rapporto è di circa 0.4, HadCRUT lo "trasforma" in 0.28, per i motivi spiegati sopra e inoltre tende a calare ulteriormente nel corso degli anni). Perciò tende ad amplificare il peso della variabilità interannuale data dall'ENSO (e il 1998 fu l'anno del Nino-monstre del secolo).

La seconda (GISS), invece, si concentra sulla copertura spaziale con interpolazioni ad ampio raggio (con le ovvie incertezze a riguardo, ma che però si riducono quando si parla di scarti dalla media).

Se si vuole controllare il modo in cui le temperature globali sono associate a forcing globali come quelli esercitati dai GHG (o altro), sarebbe meglio non avere un "buco" nel dataset in uso, oltretutto sapendo che questo set amplifica la variabilità interannuale in modo da modificare parecchio i trend di corto periodo. Perché, ovviamente, le temperature globali seguono gli scambi planetari di calore, determinati dal bilancio fra ciò che entra e ciò che esce in termini di energia. E se la copertura dei dati non è realmente globale, il bilancio di calore non è ovviamente chiuso.

Insomma: se voleste controllare il bilancio economico personale, voi vi fidereste di un controllo incompleto dei vostri conti?

L'acquario e la bicicletta


A MS hanno appena segnalato questo "divertente" articolo sulle biciclette pubblicato su un recente numero di una nota rivista sportiva italiana. Le deboli argomentazioni sono state riprese sul blog cycling e - attraverso una lettera firmata da 49 studiosi italiani sullo sport della bicicletta e i suoi correlati e pubblicata sul numero
successivo della rivista - ampiamente demolite. La querelle è poi continuata con una fragile replica da parte dell'autore dell'articolo. Non è dato sapere se l'autore pratichi questo sport da dilettante, abbia (mai avuto) una bici, sia mai stato un professionista della bici......Ma non è così importante saperlo.
Quel che importa è che, come in ogni buon dramma che si rispetti, Shakespeare ha previsto il colpo a sorpresa finale. È infatti emersa (in una sorta di analessi) una lettera di solidarietà quasi ad personam all'autore dell'articolo scritta da parte di un gruppo di pescatori, coadiuvati da un paio di ciclisti con l'hobby della pesca. La lettera è del tutto simile ad un acquario, con i bei pesciolini sempre pronti ad infilare la loro bicicletta.

Avviso ai 2 o 3 naviganti di passaggio casuale da queste parti: non avete letto male e MS non si è improvvisamente dato in pasto ad altro; trattasi di una storiella ben nota, dal copione già scritto e zillanta volte, in tutte le sue varianti, già rappresentata. As usual.

domenica 7 marzo 2010

NAO.....da record!

In attesa della verifica dell'outlook sulla stagione invernale appena finita da parte del CS di MNW, segnalo come è andata sul fronte NAO. A fine novembre (e qui su MS pochi giorni dopo) feci una proiezione sull'indice descrittivo più importante per l'Europa, la NAO (vedere anche qui e qui).

Ebbene: la verifica mi pare sia stata abbastanza positiva. Segno (negativo) e WR prevalenti sono stati abbastanza azzeccati! Naturalmente quel che non è stato previsto è l'intensità dell'indice e probabilmente anche la sua persistenza. Mentre prevedevo una NAO- con un buon 40% di probabilità (il doppio, rispetto al 20% previsto a favore di NAO+), in realtà il valore medio stagionale stimato (-0.5 +/- 0.25) è stato nettamente superato in negativo, essendo stato di -1.7. Questo è un valore estremo (superato solamente 6 volte negli ultimi 60 anni), e come tale difficilmente prevedibile.
Da notare che dicembre (-1.9) e febbraio (-2) sono stati i mesi con NAO più fortemente negativa, coincisi sull'Europa con 2 delle più forti ondate di gelo di questa stagione e con cospicue precipitazioni nelle regioni mediterranee (i periodi 15-25/12 e 5-15/2).
Una NAO negativa si traduce generalmente in gelo sull'Europa continentale e centro-settentrionale (a causa delle westerlies bloccate) e parallelamente cospicue precipitazioni nelle regioni mediterranee occidentali e sul Nordafrica (Marocco in primis).
Una NAO positiva si traduce generalmente nel contrario, inverni miti in Europa centro-settentrionale, siccità sul Mediterraneo occidentale.
Dal 1950, per dicembre è un valore record (insieme a quello del 1963) e non è più stato così negativo dai dicembre 1995 e 1996. Gennaio è stato il mese con il valore meno estremo, ma l'indice a -1.1 è pur sempre da 23 anni che non era più così negativo; e infatti, non tanto casualmente, in gennaio non ha più fatto mediamente così freddo ad es. in Svizzera proprio dal 1987. Per febbraio, la NAO a -2 è quasi un record: seconda solo a quella del 1978 e comunque, dal 1950, si tratta del terzo valore in assoluto più basso dopo il febbraio 1978 e il gennaio 1963!

In Ticino la NAO così negativa è coincisa con un dicembre abbastanza freddo ma soprattutto molto ricco di precipitazioni; un gennaio freddo e asciutto; un febbraio più o meno in media termica e con surplus pluviometrico quasi di 1/3 rispetto alla 1961-90. Cospicua, comunque, la neve e frequenti le nevicate su tutto l'arco dell'inverno (soprattutto a dicembre e inizio gennaio in pianura e a dicembre e febbraio in montagna). Conferma il fatto che, come da studio statistico effettuato, la NAO ha molta importanza nel determinare gli scarti termici (in primis) ma anche pluviometrici sia in Svizzera che in Ticino. Per es. in questo, in questo, e in questo lavoro si parla proprio dell'associazione descritta sopra e di alcune sue varianti, e ricordo anche l'importanza della NAO nell'assicurare un consistente apporto nevoso anche alle quote più basse (in caso sia negativa, come quest'anno) o solamente a quelle più alte, se va bene (in caso di NAO+), il tutto descritto qui.

***UPDATE***

Ecco qui la verifica dell'outlook invernale da parte del CS di MNW.

giovedì 4 marzo 2010

Xynthia e le altre


E dopo fuoco, terra e acqua non poteva mancare l'aria, in quello che sembra un periodo in cui la natura scatena tutta la sua forza matrigna attraverso i suoi 4 elementi.

Lo scorso weekend l'Europa occidentale (e in particolare la Francia atlantica) è stata toccata e colpita duro (45 vittime) da Xynthia, una delle più intense tempeste invernali extra-tropicali degli ultimi anni. Non una novità, of course: ricordiamo, brevemente, come almeno negli ultimi 20 inverni eventi simili siano stati purtroppo frequenti sull'Europa, con il famoso Lothar99 a detenere il triste record di danni e morti e che mise a soqquadro mezzo continente:

Gennaio 2009: Klaus (Francia e Spagna, 12 vittime)
Gennaio 2007: Kyrill (Inghilterra e Germania, 53 vittime)
Gennaio 2005: Erwin (Svezia, 17 vittime)
Dicembre 2004: Dagmar (Francia, 6 vittime)
26-28 dicembre 1999: Lothar (Francia, Svizzera, Germania, Italia..., venti > a 200 km/h, più di 100 morti).

Dicembre 1998, gennaio 1998, dicembre 1997, gennaio 1995, gennaio 1994, 10-11 gennaio 1993 (storm of the century, pressione al centro del ciclone: 912 hPa!!), gennaio 1992, 25 gennaio 1990 (l'intero inverno 1989/90 fu uno dei più stormy in Europa nordoccidentale, Daria Vivian e Wiebke su susseguirono fra gennaio e febbraio 1990: Vivian - il 27 febbraio - è, ad oggi, la seconda storm più devastante in Svizzera dopo Lothar), febbraio 1989, ottobre 1987, dicembre 1986 and so on...

Qui un'interessante e rapida panoramica scritta dal noto meteorologo Giuliacci, qui un thread dedicato sul forum di MNW, qui e qui due studi sulla loro variabilità (abstracts in pdf, full texts in abbonamento).

In realtà, come mostra l'articolo di Giuliacci, le cronache ci indicano che questi eventi sono tutt'altro che rari in Europa. Detto che la loro incidenza varia nel tempo, in considerazione di aspetti quali miglioramenti nella previsione/informazione/prevenzione/allarme (che hanno ridotto gli impatti) o quali la vulnerabilità di un territorio sempre più urbanizzato e con sempre più insediamenti di beni (che ha invece aumentato la probabilità di impatti dannosi), possiamo chiederci se ci sia o meno un legame con i cambiamenti climatici e il GW.
Le ipotesi su un loro impatto da parte del trend di riscaldamento futuro non sono per nulla concordi e definitive, ma ci sono alcuni studi che propenderebbero per una frequenza invariata (o persino leggermente ridotta) accompagnata però da un'intensità maggiore.
Si veda ad es. questo e quest'altro lavoro.

MS vi lascia con una bellissima citazione climafluttuante tratta da quell'opera che è un vero e proprio inno della Natura tardoromantico (scritta nel 1860) nonché pietra miliare della magniloquenza dell'elemento più sensuale e solenne dei 4 dell'alchimia: sto parlando di un libro che sarebbe bello tanti oggi riscoprissero e leggessero. La citazione descrive l'osservazione della grande tempesta atlantica dell'ottobre 1859 dal piccolo porto di Saint-Georges, vicino a Royan, sulla costa francese guascona:

"La tempesta che ho visto meglio è quella che infierì nell'Ovest il 24 e 25 ottobre 1859, riprese più furiosa e con orribile grandezza venerdì 28 ottobre, durò il 29, 30 e 31 implacabile, infaticabile: sei giorni e sei notti, salvo un breve momento di tregua. Tutte le nostre coste occidentali furono disseminate di naufragi. Sia prima che dopo ebbero luogo gravissime perturbazioni barometriche; i fili telegrafici furono strappati o resi inservibili, le comunicazioni interrotte. Quell'ottobre era stato preceduto da annate calde. Con quella tempesta s'entrò in un periodo molto diverso, di tempo freddo e piovoso. L'anno 1860, almeno fino al giorno in cui sto scrivendo, è in balia di venti ostinati da ovest e da sud che sembrano volerci gettare addosso tutte le piogge dell'Atlantico e del grande Oceano australe."