Feedbacks idrodinamici II - Abbagli, sbadigli e consigli

(fonte)

Facciamo un excursus in due parti al progetto iniziale postato qui. E la serie sui feedbacks idrodinamici si protrarrà e si avvarrà di due ulteriori puntate.
Nella prima (oggi) parliamo velocemente di alcuni presunti abbagli concernenti un paio di "rivoluzionarie" (secondo lui) scoperte inerenti la connessione fra clima e nuvole suggerite da Roy Spencer e che ben presto si sono però già trasformate in ennesimi sbadigli...
Nel secondo excursus una puntualizzazione sulla connessione fra cambiamenti climatici e ciclo idrologico, con l'ausilio di un post scritto da un esperto nel ramo.
Infine le ultime due parti promesse: quella sui tropici e quella sugli effetti extra-tropicali.



Il grande abbaglio è anche il titolo di un libro scritto da Spencer nel quale l'eccentrico climatologo creazionista, adepto del free market überalles e non estraneo a tecniche truffaldine (ma non terrapiattista) pretenderebbe di smontare l'ipotesi dell'AGW sulla scorta di una (per lui) estrema sovrastima della sensibilità climatica nei modelli usati dalla comunità scientifica e confluiti nell'AR4 dell'IPCC e una conseguente sottostima della variabilità interna (perlopiù oceanica: ENSO e PDO) associata alla distribuzione della copertura nuvolosa e alla relativa forzatura radiativa (interna).
Qui una sintesi delle principali stroncature, qui un'altra inerente una variante presunta pistola fumante.

Da un annetto è poi in corso una diatriba con Dessler inerente l'interpretazione che Spencer dà del paper di Dessler sul feedback delle nuvole (vedi qui), reo a sua volta (secondo Spencer) di sottovalutare questa sua precedente silver bullet di latta. Il punto viene ripreso da Spencer recentemente nel suo blog perché il suo rebuttal del lavoro di Dessler sarà presto pubblicato.
Riporto due punti essenziali del post con un paio di mie osservazioni:

“Dessler’s late-2010 paper basically blew off our arguments and proceeded to diagnose cloud feedback from satellite data in the traditional manner. His justification for ignoring our arguments was that since: 1) most of the temperature variability during the satellite record was due to El Nino and La Nina (which is true), and 2) no one has published evidence that ‘clouds cause El Nino and La Nina’, then he could ignore our arguments.

Primo stimolo al cloroformio: da quando l'ENSO è causato dalla variazione interannuale della copertura nuvolosa (nella troposfera tropicale, in primis sopra il Pacifico) e invece non ne è la sorgente principale?

Come già detto nel post dello scorso anno, la cosa è abbastanza sorprendente e singolare ma anche un po' tanto speculativa. Come mai, per es. - se fosse come dice il solo Spencer (a fronte di ciò che finora teoria, osservazioni empiriche e modellizzazione evidenziano) -, non si riesce a scorgere un segnale sì stocastico ma con frequenza pur sempre compresa fra i 3 e i 7 anni nella distribuzione della nuvolosità bassa dal momento che secondo lui è quest'ultima a causare l'oscillazione meridionale che connota il fluttuante ritmo con cui sono congiunti oceano e atmosfera?
In fin dei conti, siamo di fronte ad un tipico meccanismo retroagente nel quale uno stato del sistema condiziona il successivo mediante gli effetti che produce (per es. sulla copertura nuvolosa, ma non solo!).
Solitamente, ad es. prima di un evento di El Nino, in condizioni di La Nina le più fredde acque oceaniche nella zona centro-orientale del Pacifico tropicale favoriscono un irrobustimento della cella subtropicale di alta pressione creando così pressione più alta, cieli più sereni e maggior insolazione con conseguente maggior riscaldamento delle acque superficiali. Sospinte dai forti alisei, le correnti oceaniche ridistribuiscono il surplus di energia termica e il calore va ad accumularsi nella parte occidentale del Pacifico tropicale, area che può anche avere temperature superficiali fino a quasi 10 ºC più alte rispetto alla stessa latitudine nella parte orientale del grande bacino e un dislivello che può superare il mezzo metro, finché non sopraggiunge El Nino a spezzare l'equilibrio e a fornire sollievo. Lo spread di acque calde attraverso il Pacifico, insieme al mutamento delle condizioni bariche e dei venti associati, a loro volta inducono raffreddamento delle acque superficiali per effetto evaporativo, umidificando la troposfera e alimentando l'energia a disposizione delle tempeste tropicali e amplificando la convezione al di sopra e ai margini delle anomali acque più calde. Il mutamento nel riscaldamento atmosferico indotto è in grado a sua volta di alterare le correnti a getto e le storm tracks e in ultima analisi i parametri meteorologici. Le temperature della troposfera tropicale reagiscono abbastanza velocemente e anche in maniera amplificata agli stimoli dettati dall'ENSO, ma quelle superficiali globali presentano lagtimes di alcuni mesi e solitamente raggiungono l'apice della risposta verso la fine degli eventi ENSO perché il calore rilasciato (nel caso di El Nino) o sottratto (nel caso di La Nina) dal Pacifico si presenta sostanzialmente nella forma di umidità evaporata dall'oceano (Nino) o condensata nella troposfera al di sopra dell'oceano (Nina) e che in seguito subirà condensazione (Nino) o evaporazione (Nina) rilasciando (Nino) o accumulando (Nina) così energia latente.

“Well, our paper entitled On the Misdiagnosis of Surface Temperature Feedbacks from Variations in Earth’s Radiant Energy Balance which refutes Dessler’s claim, has just been accepted for publication. In it we show clear evidence that cloud changes DO cause a large amount of temperature variability during the satellite period of record, which then obscures the identification of temperature-causing-cloud changes (cloud feedback).

Along with that evidence, we also show the large discrepancy between the satellite observations and IPCC models in their co-variations between radiation and temperature.

Secondo stimolo alla camomilla: dunque, per Spencer, la sensibilità climatica sarebbe molto più bassa di quel che si ritiene.

Ma se così fosse (e prima ho anche cercato di fornire qualche dubbio a tal proposito), come spiegare allora le ampie fluttuazioni termiche del passato? Solo sulla base di questa presunta "forzatura radiativa interna"? 

In realtà sappiamo già oggi, con una certa accuratezza, come il sistema terrestre ha risposto in passato a forzature radiative note come ad es. i cicli glaciali (su scala ampia) o le grandi eruzioni vulcaniche (su scala assai più ridotta), oltre ai progressi nella ricostruzione dell'irradianza solare e negli studi della presunta influenza climatica. Se la sensibilità climatica fosse bassa (come suggerisce Spencer), allora anche la risposta climatica a questi eventi (che contiene al suo interno tutta la complessità del sistema) dovrebbe essere bassa. Infatti tutti quegli elementi ancora non ben noti come la copertura nuvolosa tanto cara a Spencer sono presenti oggi come erano presenti allora.


Infine sulla presunta discrepanza IPCC vs osservazioni satellitari: perché continuare imperterrito in un paragone senza senso? Osservazioni satellitari della libera troposfera e rilevamenti termici al suolo non sono la stessa cosa, come già spiegato più volte (per es. qui, qui o qui) e il motivo per il quale vengono sempre accoppiati quando si vuole mostrare presunte e/o palesi differenze fra modelli e osservazioni mi sfugge (per usare un eufemismo).

Il lavoro di Dessler è oggi corroborato da altri studi collaterali. Consigli per Spencer?
Per es. in questo vengono portati alla luce i risultati di osservazioni empiriche circa gli effetti radiativi di specifiche situazioni di stratus nebulosus effettuate al BSRN di Payerne, Svizzera: conferma che anche quel tipo di nubi non funge solamente da feedback negativo (tipico del dì e con massimo effetto istantaneo a mezzogiorno), ma nel complesso delle 24 ore, in media, prevalgono leggermente gli effetti riscaldanti.
In quest'altro, invece, si parla della distribuzione verticale del feedback delle nuvole, lavoro ad ampio respiro. Punti salienti: le nubi alte forniscono un robusto e consistente feedback positivo nella radiazione ad onda lunga; le nubi basse, invece, forniscono un feedback altamente variabile nella radiazione ad onda corta, andando da effetti negativi a fortemente positivi in dipendenza di specifiche condizioni al contorno.
Segnalo, infine, questo interessante draft, nel quale gli autori mostrano un robusto feedback positivo delle nubi stratificate in particolare proprio nella regione centrale del Pacifico tropicale soggetta all'ENSO, ma in generale anche nelle regioni con persistente stratificazione nuvolosa.
Riporto una parte essenziale dell'abstract e una figura significativa:

“Among the cloud types, the most widespread and consistent relationship is found for the extensive marine stratus and stratocumulus clouds (MSC) over the eastern parts of the subtropical oceans. Substantiating and expanding upon previous work, strong negative correlation is found between MSC and sea surface temperature (SST) in the eastern north Pacific, eastern south Pacific, eastern south Atlantic, eastern north Atlantic, and the Indian Ocean west of Australia. By contrast, a positive correlation between cloud cover and SST is seen in the central Pacific. High clouds show a consistent low-magnitude positive correlation with SST over the equatorial ocean.

In regions of persistent MSC, time series show decreasing MSC amount. This decrease could be due to further spurious variation within the data. However, the decrease combined with observed increases in SST and the negative correlation between marine stratus and sea surface temperature suggests a positive cloud feedback to the warming sea surface.