Fool monty

Mi giunge all'occhio un candido commentino su un mio vecchio post effettuato su un forum amico della centralina. Onore a me di veder citato e poi commentato in codesto modo il mio post. Autore del commentino è un ben noto personaggio "scetticista" che nottetempo passa il tempo così:

“Io non faccio "ricerca" pero' faccio qualcosa di simile, raccolgo dati della relta' climatica attuale e del passato e mi studio le relazioni, empiricamente e con l'uso di statistica e qualche meccanismo di relazione.

Il suo scetticismo non è tanto figlio di quello eccentrico e creazionista di Spencer, o di quello bigoilista di Lindzen o "astrolofilista" di Scafetta. No, nasce sostanzialmente da due cose:

“la Scienza Sacra e l'analisi empirica e correlativa dei dati. Il primo punto e' assai complesso da esplicitare ma detta alcune basi della logica Naturale che non si puo' far finta di ignorare (sorvolo, non chiedetemi niente a riguardo, non rispondo).  Il secondo punto mi ha dato dei punti di assoluta attenzione che ho ripetutamente esposto qui dentro.  

Punti di assoluta attenzione (e un pizzico di sana Scienza Sacra) che ha recentemente esposto - tramite una sorta di stream of consciousness - anche su climalteranti. Solo che finora solo oca l'ha capito...



Anyway: la sua Scienza Sacra unita all'analisi empirica e correlativa dei dati probabilmente lo inducono a definire cagate e cazzate gratuite (da far piangere) alcune basilari questioni fisiche che neanche più al terzo anno di liceo oramai si introducono (perché si fanno prima).

Questione 1: la conservazione dell'energia. Energia che entra in un sistema (come quello terrestre) deve necessariamente bilanciarsi con energia che esce (mediamente e globalmente). Se non lo fa, il sistema accumula e si squilibra. Termodinamica elementare.

Questione 2: redistribuzione e modalità attraverso le quali l'energia che entra è spesa. Energia radiante a lunghezza d'onda corta e bassa entropia (solare) diventa calore sensibile, calore latente, energia potenziale e cinetica prima di essere emessa come energia radiante ad onda lunga e a più alta entropia (infrarossa). Nel frattempo, può essere conservata, trasportata in varie forme, dissipata e convertita in diversi modi. Termodinamica basilare.

Questione 3: i differenziali fra energia radiante che entra e che esce. Spostamenti, gradienti, flussi...che implicano riequilibri e compensazioni. La macchina complessa e meravigliosa del tempo.

Questione 4: il calore. Concetto così difficile da afferrare? E sì che il flogisto è morto e sepolto. Differenti temperature fra un sistema non isolato e il suo ambiente circostante (o cambiamenti di fase) implicano sempre un trasferimento di energia termica dal sistema più caldo a quello più freddo. Termodinamica d'asilo.

Vediamo nello specifico. Ri-quoto la frase dal mio post che tanto ha fatto incazzare il nostro.

“La variazione dell'energia immagazzinata negli oceani come aumento della temperatura del sistema (e quindi scambiata sotto forma di calore) è il risultato di un eccesso di energia infrarossa causato dall'aumento dello squilibrio nel bilancio radiativo al TOA, a sua volta indotto dalla variazione dei forcing radiativi (mainly antropogenici)

Il riscaldamento degli oceani è frutto di un mix di più fattori, al di là delle fluttuazioni interne di medio/breve periodo, quel che conta è la variazione del bilancio energetico e su quest'ultimo agiscono forzature sia naturali (sole, eruzioni vulcaniche) e sia antropogeniche (GHGs e aerosol antropogenici).

Vediamo una sola, semplice e basilare formula: quella della conservazione del calore Q.

Q = QSW↓ + QLW↑ + QS↑ + QL↑ + QV↔

QSW = flusso di energia solare ad onda corta
QLW = flusso netto di radiazione ad onda lunga
QS = flusso di calore sensibile
QL = flusso di calore latente
QV = flusso di calore trasferito per avvezione dalle correnti

La modalità con la quale gli oceani assorbono energia nell'infrarosso non è diretta, ma mediata dal bilancio energetico globale che è regolato dai flussi in entrata ed in uscita ed è nullo, sempre, a condizione di considerare l'insieme globale degli oceani.
Il bilancio è dato dalla differenza fra calore netto acquisito per irraggiamento meno perdita di calore latente meno perdita di calore sensibile. Se invece il bilancio è calcolato per una specifica regione oceanica non è nullo, e la differenza costituisce il calore trasferito per avvezione QV↔ (per es. dalle correnti oceaniche), e questo ovviamente può impattare su scala continentale (vedi anche qui, qui o qui).

Essendo la superficie dell'oceano in generale un poco più calda dell'aria sovrastante, l'oceano tende ad emettere radiazione ad onda lunga più di quanto ne assorba dall'aria, e oltretutto – emettendo quasi come un corpo nero – rappresenta un perfetto esempio di corpo emettitore di radiazione elettromagnetica dipendente sostanzialmente dalla quarta potenza della sua temperatura assoluta.

Il calore netto acquisito per irraggiamento dagli oceani è dato dalla differenza fra flusso di energia solare ad onda corta che penetra nel mare QSW↓ e flusso netto di radiazione ad onda lunga (con concentrazione massima nell'infrarosso) in uscita dal mare QLW↑.
Il calore perso è sia di tipo sensibile che latente. Nel primo caso (QS↑) si tratta di trasferimento di calore sensibile trasferito dall'acqua all'aria per conduzione e convezione. Nel secondo (QL↑) si tratta di calore perso dall'oceano e trasportato in atmosfera mediante evaporazione.

(fonte)

Il meccanismo con cui gli oceani scambiano energia negli infrarossi (descritto per la prima volta qui) dipende da ciò che accade nello skin layer oceanico, la sottilissima porzione superficiale dell'oceano (spessa circa 1 mm) più fredda del sottostante bulk, all'interfaccia della quale avvengono gli scambi termici conduttivi molecolari fra acqua e aria in conseguenza del mutamento di gradienti termici.
Se aumenta il flusso IR alla superficie oceanica, gli oceani emettono meno energia e dunque tendono ad aumentare le SST fino al raggiungimento dell'equilibrio dei flussi.

Il flusso di radiazione IR può aumentare per svariate cause:

1) perché aumenta QSW↓ e/o perchè diminuisce QLW↑ (e quindi l'oceano acquisisce maggior calore per irraggiamento) oppure
2) perché diminuiscono QS↑ o QL↑ (e quindi l'oceano perde meno calore sensibile o latente).

Nel primo caso condizioni astronomiche (perlopiù inerenti l'inclinazione solare) e di nuvolosità, ma anche (in misura minore) associate a presenza di aerosol e polvere, possono influenzare il QSW↓, mentre il QLW↑ dipende da spessore e quota delle nubi così come dall'opacità atmosferica (acqua e GHGs sono, come si sa, ottimi assorbitori di radiazione IR), ma in misura minore pure dalla temperatura stessa dell'acqua e dalla eventuale presenza e copertura glaciale dei mari.
Nel secondo caso, velocità dei venti e UR (per il  QL↑) risp. differenza termica fra aria e acqua per il QS↑.

In sostanza e in breve: nubi più spesse e basse, atmosfera più umida e più opaca, con maggior contenuto di GHGs, venti un po' meno forti e un minor gradiente termico fra aria e acqua modificano i flussi: aumentando il flusso di radiazione IR alla superficie oceanica, questa situazione permette all'oceano di acquisire maggior calore per irraggiamento solare e di aumentare le sue SST.
Lo sbilancio radiativo al TOA porta ad avere un eccesso di radiazione IR (dato da minor OLR) che, innalzando la troposfera e la quota dalla quale il sistema Terra emette radiazione IR, aumenta la T della bassa troposfera e quindi crea una serie di situazioni ideali per favorire il processo spiegato sopra.

La variazione nel tempo delle SST dipende dunque direttamente da quanto cambia il flusso di calore superficiale netto alla superficie oceanica, al netto dei trasporti avvettivi e della capacità di calore del mixed layer oceanico. Il flusso di calore superficiale, come visto, è composto da flussi radiativi e turbolenti.