Paleonews I


Primo post interamente dedicato a notizie sulle ricostruzioni paleo, dopo qualche info qua e là dedicata soprattutto all'ultimo millennio.
Approfitto da un lato della pubblicazione di un numero speciale della rivista "The Holocene" dedicato alla tenuta dell'ipotesi ruddimaniana della prematura era antropocenica lungo tutto l'Olocene.
Dall'altro, la stessa "Nature Geoscience" focalizza il proprio numero di luglio sulla sensibilità climatica (via feedbacks relativamente veloci) e del sistema terrestre (via feedbacks a più lungo termine) dedotta dalle ricostruzioni paleoclimatiche, con specifici approfondimenti soprattutto sul MPWP e sul PETM.
Infine inserisco un primo spunto dal meeting dell'INQUA 2011  a cui ho partecipato settimana scorsa.



Prima un veloce glossario delle sigle di alcuni ricorrenti periodi:

MHWP = Mid Holocene Warm Period, circa fra 7000 e 5000 anni fa, picco a circa 6 ka.
LGM = Last Glacial Maximum, circa fra 26'500 e 19'500 anni fa, apice a circa 21 ka.
LIG = Last InterGlacial Period (Eemiano), circa fra 135'000 e 114'000 anni fa, apice a circa 125 ka.
MPWP = Mid Pliocene Warm Period, circa fra 3.3 e 3 milioni di anni fa.
PETM = Palaeocene-Eocene Thermal Maximum, circa 55.9 milioni di anni fa, della durata di circa 170 ka.


Quo vadis? Unde venis?

Per riuscire ad intravvedere con accuratezza come si presenterà il futuro climatico della Terra e come il clima risponderà all'aumento di GHGs, può essere utile (o forse è necessario) gettare uno sguardo preciso al passato. E questo dipende ovviamente da quanto riusciamo a comprendere la risposta climatica alle sollecitazioni che ci sono già state, compresa l'identificazione delle varie tipologie di feedbacks e le veloci e brusche transizioni verso equilibri dinamici instabili (si vedano, ad es., i tre didattici post di Pasini sugli abrupt changes e i tipping points qui, qui e qui, tema su cui torneremo sicuramente, probabilmente in autunno).
Comprendere l'ampiezza della variabilità del clima nel passato, così come le cause e i meccanismi responsabili di questa variabilità, non è solo importante di per sé, ma ci aiuta anche ad avere una migliore idea della gamma di possibili risposte del sistema Terra alle emissioni di GHGs indotte dall'uomo. Per es. la ricostruzione sempre più precisa ed affidabile del LGM permette di affinare ulteriormente la sensitività climatica al raddoppio della concentrazione di CO2: in questo caso, una stima superiore a 5.5 K sarebbe fuori dal range delle più recenti ricostruzioni.


 Towards AR5

Il prossimo WGI dell'AR5 dell'IPCC conterrà, per la seconda volta (dopo quello nell'AR4), un intero capitolo specifico dedicato al paleoclima. Fra le emerging questions che hanno portato finora (e stanno portando) verso il final draft (previsto per maggio 2013, deadline per l'ammissione dei papers esattamente fra un anno, il 31 luglio 2012), ce ne sono diverse per le quali le informazioni dedotte dalle ricostruzioni paleoclimatiche sono una importante chiave: per es. come reagiranno e hanno reagito in passato le grandi ice sheets polari in condizioni termiche globalmente più calde? Come si comporteranno e si sono comportati - dal punto di vista statistico della frequenza e dell'ampiezza del segnale - gli eventi estremi? Quando e in che modo si potrebbero innescare e si sono innescati bruschi e veloci cambiamenti climatici connotati da irreversibilità e transizione verso equilibri dinamici instabili? Come reagiranno e hanno reagito i cicli biogeochimici? E i fenomeni climatici regionali associati alla variabilità naturale interna (come l'ENSO)? In che misura i modelli riescono a riprodurre con sufficiente realismo il clima del passato, del presente e del futuro?

Simulazioni dello stato climatico del MHWP e del LGM, ad es., sono inclusi come parte della suite di simulazioni in esecuzione, nel contesto dell'AR5 attualmente in fase di compilazione da parte dell'IPCC. I primi risultati preliminari li ho visti nell'ambito del recente meeting dell'INQUA e sono sinteticamente riassunti in questi 4 abstracts: qui (ma un' interessante lettura potrebbe partire da questo paper antecedente), qui (da confrontare con questo), qui e qui.

Bottomline: l'approccio olistico nella sua accezione più significativa ed utile. Climatologia, geologia, chimica, biologia, biochimica, glaciologia, oceanografia, naturalmente paleoclimatologia...per tacere della statistica e della modellizzazione complessa. O forse è meglio chiamarlo connettivismo?
E le scale temporali differenti: il peso dei diversi fattori forzanti sulle variazioni di temperatura dipende sempre dal periodo di tempo specifico che si sta osservando e dalla scala temporale che si sta prendendo in considerazione. Fattori che hanno agito nei secoli / millenni passati su scala secolare o plurisecolare non sono necessariamente gli stessi che dominano ora su scala temporale multidecennale.
Riporto una parte dell'abstract della presentazione molto interessante di Brovkin (co-autore di questo paper già citato nel post di Pasini):
The main drivers of atmospheric COevolve with time: changes in sea surface temperature and volume of bottom water of southern origin exert CO2 control during the glacial inception and deglaciation, while changes in carbonate chemistry and marine biology are dominant during the first and second parts of the glacial cycle, respectively. Changes in terrestrial carbon storage counteract oceanic mechanisms during glacial inception and deglaciation, unless the potential for permafrost development is included in the soil carbon model.
E una dello studio di Vettoretti e Peltier pubblicato su "The Holocene":
Results from this set of multicentury sensitivity experiments demonstrate the relative importance of forcings due to insolation and atmospheric greenhouse gases at the millennial scale, and of Atlantic ocean overturning strength (AMOC) at the century scale.

 Mare, mare, mare...

Dopo il talk plenario di Thomas Stocker sull'AR5 (su cui ci tornerò), settimana scorsa all'INQUA ha parlato Peter Clark, geologo e paleoclimatologo dell'OSU, coordinatore del capitolo (mancante nell'AR4) sul sea-level dell'IPCC. Due o tre cose (come la variabilità regionale e gli effetti isostatici) le ho già riportate in anteprima qui. Dopo un intro veloce sugli enormi impatti che il fenomeno potrà causare in futuro, si è soffermato su alcuni esempi del passato (parlando soprattutto del MPWP ma anche della recente ricostruzione che copre gli ultimi 2 ka, vedi qui) e dei relativi vincoli che essi apportano alle proiezioni climatiche future.
Un recentissimo e assai interessante esempio ci giunge con questo lavoro, nel quale gli autori sottolineano come le calotte glaciali polari groenlandesi e antartiche siano molto più sensibili di quel che finora si riteneva ad aumenti (anche piccoli) di temperatura. Lo studio ricostruisce l'espansione termosterica del mare durante il LIG giungendo alla conclusone che questa ebbe un ruolo marginale nell'aumento del livello marino di quel periodo, a differenza della componente eustatica. E a differenza di quel che è successo nel XX secolo, con il forte accumulo di calore oceanico. Ma ad inizio XXI, forse, qualcosa - di nuovo - sta cambiando. Ed è qualcosa di preoccupante.

Commenti

  1. Madonna che massa di dati.... Con calma guardo di capirci qualcosa.

    Ma per l'ipotesi di Ruddiman, in fin dei conti, qual'è la conclusione? Mi sembra che ci sia un'idea generale che la sensibilità climatica al CO2 sia molto alta. Mi sbaglio? Se è così, Ruddiman acquista forza? Ce puoi riassumere un po'?

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  2. Ciao Ugo, post con forse un po' troppa carne al fuoco, eh?;-)

    Ipotesi Ruddiman (IR): come vedi non è del tutto tramontata, anzi. Il numero speciale della rivista (open-access!) cerca di fare un po' il punto sullo stato dell'arte. Non ti sbagli affatto sulla sensibilità climatica al CO2: fosse vera, l'IR implicherebbe una sensibilità climatica molto più alta. Ma qui ci sono alcuni vincoli: per es. le ricostruzioni proxy del LGM escluderebbero, de facto, una sensibilità climatica superiore ad una soglia limite di circa 5.5K, comunque potrebbe anche assestarsi sui 4-5K (sempre secondo l'IR), ben superiore alla media dell'ensemble verso cui converge oggi il mainstream scientifico (circa 3K).
    Quello che mi piace poco, di questa IR, è poi il fatto che tende a ridurre (e di molto!) il ruolo della variabilità interna. Come ben sai, ogni sistema complesso ha fluttuazioni interne stocastiche. E per es. oggi c'è maggior convergenza sul fatto che buona parte della LIA sia frutto di questa variabilità interna libera e stocastica (associata ai trasporti oceanici e con input esterni soprattutto da parte di eruzioni vulcaniche, un po' meno dell'irradianza solare, ma ne parlerò in un post specifico).

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  3. @Ugo
    buona lettura.
    Oltre ai vincoli di Steph, i miei two cents sull'IR. Per es. come distingui le trasformazioni dovute a qualche migliaio di umani (8000 anni fa gli agricoltori pochini e distanti) da quelle dovute a miliardi di locuste, termiti, nuovi fitopatogeni, incendi spontanei? Ecc.

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  4. Beh, con una sensibilità di 4-5 siamo ancora più bolliti di quanto non si immagini.

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