mercoledì 18 dicembre 2013

Di deficit e di surplus


Gira in rete da un po' di tempo un grafo che pretenderebbe di mostrare come la radiazione netta al TOA (risultato della differenza fra energia che entra nel sistema ed energia che ne esce) sia in calo perché il suo trend negli ultimi decenni sarebbe negativo soprattutto a causa di un deficit evidente nell'ultimo decennio. Mi pare di averlo visto la prima volta sul blog della Curry, viene da un lavoro di un tizio che ha un bachelor of SD in meteorologia e che lavora come ingegnere di software (il che, già di per sé, costituisce una garanzia di expertise nel ramo non indifferente, in effetti...:-D


A parte l'inutilità di aggiungerci una linea di trend che ha lo stesso senso di quello che avrebbe su una serie di dati relativi all'andamento dei raffreddori stagionali, alla base dell'inferenza ricavata dall'immagine ci sarebbe il fatto che nell'ultimo decennio il flusso radiativo netto al TOA sarebbe negativo e dunque ci sarebbe un deficit di energia nel sistema (più energia che esce rispetto a quella che entra) il che collimerebbe con la presunta pausa/raffreddamento (?) delle T globali. Questa la tesi di fondo.

Il grafo è stato costruito partendo da dati di rianalisi CFSR/NCEP-NCAR che, come sappiamo, hanno parecchi caveats innanzitutto perché utilizzano i modelli per riempire i buchi nelle osservazioni ma soprattutto - come evidenziano gli stessi autori della serie di dati utilizzati per costruire il grafo - il processo stesso di rianalisi è tutt'altro che scevro da errori spurii e la stessa NCAR avverte come il dato di rianalisi non vada identificato con quello osservato o con quello reale.


Vediamo dunque i dati ricavati dalle osservazioni satellitari al TOA dell'ultimo decennio. I dati CERES vengono direttamente dai rilevamenti satellitari (flusso di radiazione solare netto entrante nel sistema ASR e flusso di radiazione infrarossa fuoriuscente dal sistema OLR) e sono poi elaborati per poter tener conto di quella parte della radiazione ad onda corta che fuoriesce perché riflessa per effetto dell'albedo (l'ASR, nel grafico sotto, è già quella parte del flusso ad onda corta realmente assorbito); combinando il tutto si ha quindi il flusso di radiazione netto Rt.



Quello che ci dicono le osservazioni dei dati CERES è che nell'ultimo decennio effettivamente c'è stata una relativa diminuzione della radiazione netta (di circa 0.2 Wm^-2) ma questa è comunque sempre rimasta positiva, passando da un surplus di 0.9 Wm^-2 che denota lo sbilancio radiativo degli ultimi decenni ad uno di 0.7 Wm^-2 che denota il valore dello stesso sbilancio sul corto periodo dell'ultimo decennio (torneremo sulle cause di questa relativa diminuzione in uno dei prossimi post dedicati al plateau).




Quindi anche negli ultimi anni le osservazioni ci dicono che c'è stata più energia che è entrata rispetto a quella che è uscita (che è quello che ci si aspetta tenendo conto dell'incremento dei gas serra, nell'andamento dell'irradianza solare, dei vulcani, dell'andamento della produzione di aerosol antropici...), in sostanza il rafforzamento dell'effetto serra è proseguito imperterrito, ce lo segnalano anche misure spettrali satellitari recenti che mostrano come l'OLR  abbia continuato a diminuire anche nell'ultimo decennio.

Chapman et al. 2013
Update 19-20/12: mi è stato segnalato (h/t Marco Pifferetti) che qualche lettore occasionale del blog contesta la documentazione e l'argomentazione del post a proposito del dettaglio dei dati CERES. È vero che il post è molto sintetico e non sono andato troppo nel dettaglio (vedi per es. qui e qui).
Vediamo di chiarire meglio la mia critica al grafo postato all'inizio che pretenderebbe di smontare con un colpo di spugna quel che ci dicono le osservazioni satellitari e non solo. Affermazioni eccezionali richiedono prove eccezionali e quella del grafo suddetto, spiace ma non lo è.
Il perché l'ho già spiegato ma lo chiarisco meglio, al di là di quel che si diceva a proposito dell'inaffidabilità dell'utilizzo dei dati di rianalisi come se fossero dati osservati o reali.

Pensiamo al bilancio di energia del sistema climatico terrestre al top atmosferico come ad un bilancio economico domestico annuo. La differenza fra quanto guadagno e quanto spendo in un anno mi dà il bilancio economico netto. Il guadagno corrisponde all'energia ad onda corta proveniente sulla Terra dal sole, la spesa all'energia ad onda lunga irradiata dalla Terra verso lo spazio. Per essere precisi, però, supponiamo che l'energia che arriva dal sole corrisponda al guadagno mensile lordo, quella che viene riflessa dalla superficie chiara o dall'atmosfera (nuvole, aerosol) corrisponderebbe alle spese fisse mensili (per es. oneri sociali, tasse varie, assicurazioni obbligatorie,...), dedotte le quali ho il salario netto che corrisponde a quella parte di energia solare realmente assorbita dal sistema. Le spese extra per soddisfare bisogni di varia natura corrispondono alla radiazione ad onda lunga fuoriuscente.

L'analisi dei dati contabili  dell'ultimo decennio mostra come si sia stati gradualmente sempre più parsimoniosi, le spese sono infatti continuate lentamente a diminuire. Questa caratteristica ce la mostra sia il conteggio delle uscite che evidenzia una riduzione e sia il salvadanaio di casa che si è rimpinguato.
Fuor di paragone: le misure spettrali satellitari mostrano come l'OLR  abbia continuato a diminuire mentre da terra le misure con strumenti appropriati mostrano invece un incremento della radiazione infrarossa discendente, mentre le nuove reanalisi come le CFSR sono in errore per l'OLR di 2-6Wm^-2. La stessa analisi contabile ci mostra pure che il salario netto, al di là delle oscillazioni interannuali, è rimasto abbastanza stabile, stante una leggera diminuzione del guadagno lordo (radiazione solare in leggera diminuzione a causa della protratta fase di minimo della TSI) e un andamento oscillante ma senza trend delle spese fisse. In questo secondo caso una leggera diminuzione delle nubi (soprattutto sui continenti) così come la diminuzione della banchisa artica estiva (h/t elz) ha portato ad una diminuzione della radiazione solare riflessa, diminuzione offuscata però sia dall'incremento della concentrazione di ghiaccio degli oceani subpolari australi (h/t elz) e sia recentemente da un leggero incremento dello spessore ottico in stratosfera a causa di un debole incremento degli aerosol di origine vulcanica.

Hartmann and Ceppi, in press


Neely et al. 2013

Stando così le cose, il bilancio economico netto ha continuato ad essere positivo e di questo ne ha beneficiato in primis l'oceano che ha continuato ad accumulare energia e anzi: per ragioni di variabilità interna ha stoccato ancora più energia in profondità (nella metafora usata potremmo dire che gran parte del bilancio positivo ottenuto in questi ultimi anni è stato investito con ritorni sicuri in futuro e solo in minima parte speso direttamente).
Ovviamente se il bilancio economico netto fosse negativo, come lascerebbe supporre il citato grafo iniziale, a fronte di una leggera diminuzione delle spese ci aspetterebbe una forte diminuzione delle entrate nette (o un calo dei guadagni lordi o un forte aumento delle spese fisse o entrambe le cose), ma siccome queste evidenze mancano, l'ipotesi di partenza cade.

7 commenti:

  1. A proposito di trend derivati dal ceres:
    http://www.atmos.washington.edu/~dennis/CERES_Trends_Paper_130917.pdf

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Thanx, aggiorno il post, per l'Artico subodoravo già la cosa due o tre annetti fa
      http://climafluttuante.blogspot.ch/2011/05/nascondino.html

      PS: hai letto il mio msg pvt su MNW?

      Elimina
  2. @ Steph qua l'originale http://judithcurry.com/2013/11/28/is-earth-in-energy-deficit/, ma non è che i dati del CFSR se li è inventati
    spieghi così la mancanza di aumento delle T previsto sulla terra " il bilancio economico netto ha continuato ad essere positivo e di questo ne ha beneficiato in primis l'oceano che ha continuato ad accumulare energia e anzi: per ragioni di variabilità interna ha stoccato ancora più energia in profondità (nella metafora usata potremmo dire che gran parte del bilancio positivo ottenuto in questi ultimi anni è stato investito con ritorni sicuri in futuro e solo in minima parte speso direttamente)." E perché mai nell'oceano solo dal 2001 e non prima e non addirittura dal 1600? Non tutti sono d'accordo su questo: http://wattsupwiththat.com/2013/12/09/trenberth-and-fasullo-try-to-keep-the-fantasy-alive/
    vorrei segnalarti la fig 7 e la conclusione: In other words, the climate models and data do not support the hypothesis of anthropogenic forcing-driven global warming; they contradict it

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Ciao e ben tornato!
      Dati CFSR: non lo so se se li sia inventati il tizio citato dalla Curry o meno. So che vanno maneggiati con cautela, essendo dati di rianalisi e dunque non dati osservati o reali, come invece lo sono (relativamente all'ultimo decennio, il focus temporale del post) i ceres.

      "mancanza di aumento delle T": non è proprio come dici te, le T sono aumentate anche nell'ultimo decennio (rispetto al precedente), ma un po' meno rispetto all'aumento che c'è stato prima e rispetto alla media degli ensemble delle simulazioni, la variabilità naturale che agisce sul corto, come sai, è difficile da prevedere bene.

      "Oceani": segui la serie dedicata al plateau, prima o poi ci faccio un post spero un po' più esaustivo. Non ho l'abitudine di seguire post e lavori di Tisdale sul WUWT, preferisco gli originali. Ma è musica che già conosci.

      Elimina
  3. Comunque le nuove reanalisi come le cfsr sono in errore per l'OLR di 2-6W/m^2,un po meno per l'osr e hanno il segno opposto al ceres per la media globale; A parte le cfsr che dopo il 2009(dove finisce il grafico sopra)hanno valori di radiazione netta in uscita che precipitano di colpo fino ad oltre -5W/m^2...
    http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/wesley/articles/Ebisuzaki_cdpw2012.pdf

    RispondiElimina
  4. ciao Steph ben trovato grazie della risposta, però dicono che se il "calore mancate" fosse andato in fondo al mar, questo si sarebbe dilatato molto più di quello che è successo, quindi non solo non c'è stato l'incremento delle T previsto dai calcoli, potrebbe non esserci stato perché l'incremento è finito in fondo al mar, ma questo non si è dilatato e il livello dei mari segue i ratei previsti ...

    RispondiElimina
    Risposte
    1. Beh. mica troppo.
      In ogni caso occorre valutare per bene le cose, l'incremento del livello dei mari non è qualcosa che avviene in modo regolare e omogeneo ovunque allo stesso modo.
      C'è anche da dire che l'energia che serve per aumentare il livello del mare in generale dipende dalla profondità: a causa del coefficiente di dilatazione termica (che varia sia in funzione delle temperature che della pressione -> chiediti come mai la freddissima acqua dei fondali marini non gela ;-), serve molta più energia per poter dilatare di un tot le acque del mare nel caso in cui l'energia si depositi a maggiori profondità, per cui se si è effettivamente trasferita più in basso non occorre aspettarsi lo stesso aumento del livello dei mari che si avrebbe con lo stesso accumulo di energia depositata a profondità minori, ma bensì meno.
      Il tutto è però sempre e comunque da inserire in un contesto di ancora relativa grande incertezza, considerando le misure della flotta argo a disposizione.
      Appena ho un po' di tempo ci scrivo un post.

      Elimina