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.