giovedì 23 gennaio 2014

Plateau? IV — Di trend e di interpretazioni


Apriamo l'anno ritornando a parlare di "hiatus" e di plateau.
Qui i precedenti post dedicati:

Plateau? I — I dispetti dei pacifici bimbi
● Plateau? II — Slowly sink down
 Plateau? III — Apparently, not so much!

Oggi qualche puntualizzazione, niente ricerca di possibili cause.
Partiamo dai trend delle T globali degli ultimi anni e da quel che a volte si legge qua e là circa presunte e fantomatiche diminuzioni che dovrebbero segnare la nuova era glaciale incipriante (à propos: è partita ufficialmente quest'anno, dicono i bene informati dagli imbonitori...:-D

Ma un conto è il rallentamento del trend e la "spalmatura" su una specie di alto plateau, un conto una sua diminuzione. Ci sono almeno due o tre grafici e qualche argomentazione che lo mostrano bene.

Cominciamo dai grafici:  uno è  quello del calcolo delle medie su base decennale: il decennio 2001-10 è più caldo di quello precedente, non c'è alcun dubbio.


BTW: sorprende che un grafico prodotto dall'organizzazione meteorologica mondiale faccia così fatica ad essere capito da chi, in qualità di expert autoproclamato nel ramo, si diletta a criticare la comunità climatologica mondiale sulla scorta di interpretazioni a geometria variegata (a gogo) carpite da pezzettini di interviste a climatologi estrapolate qua e là...

Un altro è questo, comparazione delle anomalie anno per anno, su dataset HadCRUT4 interpolati (Kevin Cowtan):



L'ultimo grafico è questo (h/t tamino, su dataset NASA GISS)




Nell'ultimo decennio-quindicennio il tasso d'incremento termico è rallentato, il che è compatibile con espressione tipo "il GW ha rallentato" ma è incompatibile con espressioni tipo "il GW non continua" oppure "il GW si è fermato". Il GW è lì in tutta la sua interezza e da qualunque punto del grafico si tracci una retta il coefficiente angolare è sempre positivo (quindi incompatibile con ogni espressione del tipo "stop", "fermato" che presuppongono coefficienti angolari nulli almeno su base decennale), in alcuni decenni con intensità maggiore ed in altri decenni con intensità minore.

Una caratteristica di un'andamento tendenziale al rialzo è la presenza di minimi e massimi relativi crescenti nel corso del tempo cronologico (punti rossi e blu del grafico che segue). Unendo tali punti si può costruire un canale (linee gialle) all'interno del quale il fenomeno evolve in seno ad un trend conservativo, talvolta appoggiandosi sul lato superiore e talvolta sul lato inferiore del canale.



Un trend al rialzo lo si analizza partendo dal minimo, non dal massimo. E finché non si rompe la sequenza di minimi crescenti (scendere sotto il livello dell'ultimo minimo ciclico/relativo - linea verde continua inferiore), il trend prosegue indisturbato con le stesse caratteristiche pur in un contesto di rallentamento perdurante fintanto che non si sale oltre l'ultimo massimo ciclico/relativo (linea verde continua superiore). Finché non si esce al ribasso dal canale giallo e verde ogni considerazione circa l'invalidazione del trend attuale non è opportuna dal momento che si contravviene ad un principio fondamentale e cioè che un trend è intercettabile e descrivibile a posteriori e mai a priori. Al momento non vi è evidenza di alcun contro-trend in atto rispetto all'unico trend intercettabile in quell'arco temporale di riferimento. 


Insomma, come già detto un zilione di volte: dal punto di vista climatologico, 15 anni non sono sufficienti per stabilire un trend con sufficiente significatività statistica e guardare al solo aumento della CO2 correlandolo al plateau termico pare un po' fuorviante, dal momento che 10-15 anni sono sempre un lasso di tempo troppo breve per poter separare la normale fluttuazione data dalla variabilità interna dal trend di fondo.

Tuttavia, sia nelle serie termiche sia nelle simulazioni fasi di plateau termici anche più lunghi di 10-15 anni ci sono già state e non dovrebbero mancare nemmeno in futuro. In questo senso, non rappresentano nessuna eccezionalità, pur denotando una relativa novità rispetto alle fasi di impennata (e di questa relativa "nuova fase" ne abbiamo già parlato nelle parti precedenti della serie dedicata al plateau, e ne parleremo ancora).


Meehl et al. 2011

Fra l'altro già più di 20 anni fa si faceva notare l'importanza della variabilità naturale di corto periodo.
THE ability to distinguish a warming trend from natural variability is critical for an understanding of the climatic response to increasing greenhouse-gas concentrations. Here we use singular spectrum analysis1 to analyse the time series of global surface air tem-peratures for the past 135 years, allowing a secular warming trend and a small number of oscillatory modes to be separated from the noise. The trend is flat until 1910, with an increase of 0.4 °C since then. The oscillations exhibit interdecadal periods of 21 and 16 years, and interannual periods of 6 and 5 years. The interannual oscillations are probably related to global aspects of the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) phenomenon. The interdecadal oscillations could be associated with changes in the extratropical ocean circulation. The oscillatory components have combined (peak-to-peak) amplitudes of >0.2 °C, and therefore limit our ability to predict whether the inferred secular warming trend of 0.005 °Cyr−1 will continue. This could postpone incontrovertible detection of the greenhouse warming signal for one or two decades.

Aggiungo un paio di cose sul significato climatico di un tale span. Prendiamo i 3 dataset di terra, con i trend calcolati fino alla metà dello scorso anno (per comodità di reperimento di dati aggiornati) e la stima del livello di incertezza (che indica quanto la stima del valore differisce dal valore "vero"):

NASA/GISS:      0.11 ±0.06 K
HadCRUT4:       0.07 ±0.06 K
NOAA/NCDC:   0.07 ±0.06 K

Le incertezze danno i limiti del livello di confidenza al 95%: come dire che per es. per GISS si è sicuri al 95% che il trend degli ultimi 15 anni è compreso fra 0.05 e 0.17 K.

Ma questo metodo di stima ha dei limiti, il più evidente e grosso dei quali è quello di presupporre che la temperatura di ogni mese sia indipendente da quella del mese precedente e da quella del mese successivo. In realtà il sistema climatico ha una grande quantità di inerzia, e per ogni mese la probabilità che questo sia caldo (o freddo) aumenta se il mese precedente era altrettanto caldo (o freddo). Questa "autocorrelazione" aumenta ulteriormente le incertezze, dal momento che cala l'indipendenza dei singoli dati. E più è corta la finestra temporale scelta, maggiore è il peso di questo processo autoregressivo di primo ordine sul computo delle incertezze (vedi per es. qui o qui).

Quindi, per riassumere: incertezze derivanti dal semplice trattamento statistico dei dati, dal rumore climatico di fondo (la variabilità interannuale, che si stempera solo allargando la finestra temporale) e dall'inerzia del clima fanno sì che 15 anni siano un periodo ancora troppo breve per trarre inferenze climatiche. Ma certamente non lo sono per verificare possibili ipotesi causali che stanno a cavallo fra il tempo che fluttua e il clima che emerge...

Ne riparlerò nella prossima parte.

Update 11/2: in aggiunta, questi bellissimi grafici di tamino, si relazionano molto bene al post








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