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2000 anni di livello del mare

Pubblichiamo la traduzione di un interessante post di Realclimate sul tema dell’innalzamento del livello del mare, un tema di grande importanza su cui iniziano ad esserci alcuni dati chiari quanto preoccupanti.

Un gruppo di colleghi e’ riuscito a ricostruire il primo data base di livello del mare per gli ultimi 2000 anni. Secondo questa ricostruzione l’innalzamento del livello del mare sulla costa atlantica americana e’ stato il piu’ rapido degli ultimi due millenni.

Ottenere buoni dati sul livello del mare e’ abbastanza difficile. Da un lato, ricostruire il notevole innalzamento verificatosi alla fine dell’ultima era glaciale (di circa 120 metri) e’ stato piuttosto semplice poiche’ l’incertezza sui dati e’ di pochi metri e anche l’incertezza su poche centinaia di anni e’ relativamente poco importante. Tuttavia, ricostruire le sottili variazioni degli ultimi millenni richiede metodi piu’ precisi.

Andrew Kemp, Ben Horton e Jeff Donnelly hanno pero’ sviluppato un metodo di ricostruzione preciso usando sedimenti  provenienti da paludi saline lungo le coste che vengono regolarmente allagate dalle maree. Gli strati di sedimenti che si accumulano in questo modo possono quindi venire esaminati e datati. L’altezza a cui si trovano e’ gia’ un indicatore di livello del mare in quanto dipende dalla loro eta’.

Come viene ricostruito il livello del mare?

I dFigura 1:Foraminifera Trochammina inflata al microscopioettagli di questo metodo sono piu’ complessi da spiegare. Sebbene in media la crescita del sedimento vada a pari passo

con la salita del livello del mare, talvolta puo’ salire piu’ lentamente se il livello del mare si innalza molto velocemente, oppure piu’ velocemente se il livello del mare si innalza piu’ lentamente. Per cui bisogna misurare l’altezza della palude salina relativa al livello medio del mare ad ogni istante di tempo. Per determinarla, possiamo sfruttare il fatto che ogni livello e’ caratterizzato da una particolare popolazione di organismi.


Figura 1: Foraminifera Trochammina inflata al microscopio.

Tale popolazione puo’ essere analizzata studiando le piccole conchiglie di foraminifera che si trovano all’interno dei sedimenti. A questo scopo, le specie e il numero di foraminifera deve essere determinato per ogni centimetro di sedimento con analisi al microscopio.

Per ottenere un record di dati ad una buona risoluzione e’ necessario trovare un luogo caratterizzato da un rapido e continuo innalzamento del livello del mare. Kemp e colleghi hanno usato le paludi marine situate nel North Carolina, dove la terra si e’ abbassata costantemente fino a circa due metri di profondita’ negli ultimi due millenni a causa dell’aggiustamento glaciale isostatico. Per cui sono disponibili circa 2.5 metri di sedimento. L’abbassamento del terreno deve essere sottratto per ottenere la misura esatta dell’innalzamento del livello del mare.





Figura 2: Ben Horton e Reide Corbett sul campo a Tump Point, uno dei luoghi di ricerca.

Come e’ variato il livello del mare?

Il seguente grafico mostra come il livello del mare e’ cambiato negli ultimi 2000 anni. Ci sono 4 fasi:
- Livello stabile dal 200 A.C. al 1000 D.C.
- 400 anni di innalzamento ad una velocita’ di circa 6 cm per centennio fino al 1400 D.C
- Un altro periodo stabile dal 1400 D.C. alla fine del 19esimo secolo.
- Un rapido innalzamento da allora.

Figura 3: Evoluzione del livello del mare in North Carolina da proxy data (curva blu con range di incertezza). La subsidenza della superficie terrestre in loco e’ stata rimossa. La curva verde mostra una ricostruzione fatta da strumenti in diversi luoghi del mondo (Jevrejeva et al., 2006, 2008). La curva rossa mostra i risultati di un semplice modello che connette la variazione di temperatura globale con livello del mare. Per l’ultimo millennio la curva del livello del mare segue cio’ che ci si aspetta in base alla temperatura globale – due diverse ricostruzioni confermano lo stesso risultato. Prima del 1000 D.C. c’e’ una discrepanza: le alte temperature che risultano dalle ricostruzioni dovrebbero coincidere con innalzamento del livello del mare che, invece, rimane costante. Tuttavia, dati di temperatura prima del 1000 D.C. sono scarsi e meno attendibili, e abbassando la temperatura di soli 0.2 C nel modello non esiste la discrepanza con il livello del mare. Per cui, una possibile spiegazione al perche’ esiste questa discrepanza e’ che la ricostruzione dei dati della temperatura prima del 1000 A.C. e’ leggermente troppo alta.

Questi dati sono validi per la North Carolina dove confermano i dati da misure locali di livello del mare e risultano essere in buon accordo con altri dati provenienti dal Massachusetts. Tuttavia, l’innalzamento del livello del mare lungo la costa atlantica americana non deve essere necessariamente uguale al livello del mare globale a differenza di quanto accade, per esempio, in una vasca da bagno, poiche’ nell’oceano  ci sono altri meccanismi che entrano in gioco nel determinare il livello della superficie marina. Uno di questi meccanismi (che avviene anche in una vasca da bagno) e’ che l’acqua puo’ avere lente fluttuazioni della durata di diversi decenni (nella vasca da bagno sono molto piu’ veloci) da una parte all’altra delle coste oceaniche. Ed esistono molti altri meccanismi, ad esempio variazioni di correnti oceaniche piuttosto che cambiamenti nel campo gravitazionale causati da fusione di ghiacci continentali. Nell’articolo (in bibliografia) questi meccanismi vengono esaminati e si e’ concluso che in North Carolina la curva di innalzamento dovrebbe comunque non discostarsi piu’ di 10 cm rispetto alla media globale.

Connessione con il clima

Sono stato coinvolto in questo lavoro, insieme a Martin Vermeer e Mike Mann, per analizzare la relazione tra i dati di livello del mare con l’evoluzione del clima. A tale scopo, abbiamo usato un modello numerico semi-empirico, il quale assume che la velocita’ di innalzamento di livello del mare e’ proporzionale alla temperatura terrestre. In altre parole: piu’ la temperatura aumenta, piu’ velocemente il livello del mare si innalza. Questa relazione e’ stata confermata sperimentalmente per gli ultimi 130 anni, ma sembra funzionare bene anche per l’ultimo millennio (curva rossa). C’e’ tuttavia discrepanza prima del 1000 D.C. (vedere descrizione della figura).

Secondo questo modello, l’innalzamento dopo il 1000 D.C. e’ dovuto alle alte temperature medioevali e la stazionarieta’ del livello dopo il 1400 D.C. e’ una conseguenza del periodo freddo della “piccola era glaciale”. Dopodiche’ c’e’ una rapida crescita di livello che viene associata al moderno riscaldamento globale. Inoltre, gli strumenti che attualmente misurano il livello del mare, nonche’ i dati da satellite, indicano che l’innalzamento di livello del mare ha ulteriormente accelerato durante il 20esimo secolo.

Bibliografia

Kemp et al., Climate related sea-level variations over the past two millennia, PNAS 2011.
Ulteriori informazioni sul livello del mare: vedere la pagina web PIK sea level pages.

Aggiornamento  1
Vorrei chiarire due questioni trattate nel nostro articolo che hanno dato luogo a  discussioni.
La prima questione e’: “Cosa possiamo imparare da questo lavoro sul livello del mare guardando al futuro?” Una risposta appropriata dovra’ essere fornita in un nuovo articolo, ma per ora si puo’ dire che il confronto tra il modello e i nuovi dati e’ decisamente in accordo con la risposta che avevamo ottenuto nel 2009. Difatti, il modello predice gli stessi valori del livello del mare prognosticati nell’articolo del 2009, ossia innalzamento di 75-190 cm entro il 2100.

La seconda questione riguarda l’interpretazione della figura 4D nel nostro articolo. Le curve blu e verde, che noi intitoliamo Rahmstorf (2007) e Vermeer&Rahmstorf (2009) non mostrano previsioni che abbiamo fatto usando i dati dei due precedenti articoli. Esse mostrano, invece, nuove previsioni che abbiamo calcolato usando le equazioni nei modelli utilizzati in quei due articoli. Come, infatti, scriviamo nel nostro articolo: “Questi due modelli erano stati ideati per predire una risposta nel breve termine, tuttavia risultano essere in buon accordo anche con la ricostruzione dei dati sul livello della superficie marina per gli ultimi 700 anni”. Questo significa che non abbiamo usato quei modelli per previsioni a lungo termine; quelle curve sono mostrate esclusivamente per fare un confronto con le equazioni piu’ sofisticate usate nel modello di questo articolo. In questo modo il lettore puo’ rendersi conto di cosa cambia quando si aggiunge il termine nell’ equazione 2.
E trovo che il buon accordo per gli ultimi 700 anni sia piuttosto sorprendente: non mi aspettavo che questi semplici modelli potessero essere verosimili anche per un cosi’ lungo intervallo temporale.

Aggiornamento  2
Diverse persone hanno chiesto se l’uso dei dati di Tiljander di temperatura superficiale del mare con EIV, (“error in variables” regression method) nell’articolo Mann et al. (2008) influenzi le conclusioni tratte in tale articolo e altri studi. La risposta e’ no, ed e’ stata gia’ fornita in precedente letteratura scientifica (vedere risposta ad un commento in PNAS http://www.meteo.psu.edu/~mann/shared/articles/MMReplyPNAS09.pdf).

Mann et al. (2008) hanno dimostrato che l’uso o meno di questi dati ha effetti minimi sulla ricostruzione con EIV di temperature superficiali di oceano e terraferma nell’emisfero nord (vedere figura S7b delle informazioni supplementari di Mann et al. 2008, la quale confronta la ricostruzione con e senza sette set di dati “potenzialmente” problematici, tra cui i dati di Tiljander; un altro confronto e’ stato fatto nel successivo articolo degli stessi ricercatori, Mann et al. (2009), nelle informazioni supplementari in figura S8). Lo stesso accade anche nel nostro articolo dove tuttavia esaminiamo ricostruzioni di temperature medie globali (con EIV), mostrate nella seguente figura (e’ interessante vedere che eliminando i dati in questione in realta’ la ricostruzione risulta essere leggermente piu’ fredda prima del 1000 D.C., cosa che, come e’ sottolineato nell’articolo, porterebbe la stima semi-empirica del livello del mare ad essere in miglior accordo con la ricostruzione prima del 1000 D.C.)

Mann et al. 2008: Confronto fra la ricostruzione della temperatura media globale con e senza i sette dati “potenzialmente” problematici discussi nel testo. In entrambi i casi e’ mostrata la componente a bassa frequenza (scala temporale > 20 anni)

Bibliografia:

-Kemp et al., Climate related sea-level variations over the past two millennia, PNAS ,2011.
-Mann, M.E., Zhang, Z., Hughes, M.K., Bradley, R.S., Miller, S.K., Rutherford, S., Proxy-Based Reconstructions of Hemispheric and Global Surface Temperature Variations over the Past Two Millennia, Proc. Natl. Acad. Sci., 105, 13252-13257, 2008
-Mann, M.E., Zhang, Z., Rutherford, S., Bradley, R.S., Hughes, M.K., Shindell, D., Ammann, C., Faluvegi, G., Ni, F., Global Signatures and Dynamical Origins of the Little Ice Age and Medieval Climate Anomaly, Science, 326, 1256-1260, 2009




Post originale : 2000 Years of Sea Level (+updates)

Traduzione di Katinka Bellomo

12 responses so far

12 Responses to “2000 anni di livello del mare”

  1. Gianfrancoon lug 21st 2011 at 15:59

    Non finisco di stupirmi per l’ingegnosità e la cura meticolosa degli esperimenti scientifici. Complimenti, un articolo eccezionale.

  2. Luci0on lug 26th 2011 at 15:08

    Molto interessante é una conferma di come tra il 1600 ed 1700 la temperatura fosse mediamente più bassa in corrispondenza del minimo solare di Mauder.
    Il problema dell’ affidabiltà di tale ricerca é che i continenti possono sollevarsi, quindi dal momento che lo fanno senza chiedere il permesso a nessuno, i dati probabilmente sono inficiati da un errore di fondo ancora più grave perché non quantificabile.

  3. [...] sparisce“, secondo cui un albero tagliato sulla spiaggia delle Maldive dimostrerebbe che il mare non si sta alzando. Il Corriere della Sera, che anche nel 2010 sembra avere come scelta redazionale il gettare fango [...]

  4. adminon ago 7th 2011 at 16:33

    @ciccio
    I suoi commenti del 07/08/2011 at 11:42:41; 07/08/2011 at 11:45:35 e 07/08/2011 at 11:45:35 sono stati eliminati. Se per qualche motivo lei deve diffondere falsità e diffamazioni, provi su altri siti.

  5. ciccioon ago 7th 2011 at 21:47

    ah ok..ho capito come funziona qui..
    gli studi sul Gw dell’Ipcc(che e’ un movimento politico) sono esatti,gli altri tutti falsi..
    per fortuna che ormai nessuno vi crede piu’…

  6. Paolo Gabriellion ago 7th 2011 at 22:47

    @ciccio

    Contrariamente a quello che alcuni credono l’IPCC non conduce ricerche e non fa studi. L’IPCC rivaluta gli studi pubblicati cercando di compilare una sorta di bilancio delle evidenze, condensato nel famoso rapporto. In tal senso i rapporti dell’IPCC, NON costituiscono fonte di informazione scientifica primaria ma secondaria.

    Contrariamente a quello che alcuni credono NON esistono scienziati che lavorano alle dipendenza dell’IPCC. Esistono invece degli scienziati che, su base del tutto volontaria, si candidano per effettuare, su mandato dell’IPCC ed in maniera del tutto indipendente, questa cernita della letteratura scientifica esistente. E’ un grande onore poter far parte di questo gruppo il quale costituisce di fatto una sorta di “Nazionale” degli studiosi di climatologia, la quale non rappresenta solo se’ stessa ma l’intera comunita’ scientifica.

    Contrariamente a quello che alcuni credono, questi scienziati NON sono sempre gli stessi ed esiste un significativo turn over da rapporto a rapporto. L’IPCC e’ completamente aperta al nuovo contributo da parte di chiunque abbia delle credenziali dimostrate da un solido record di pubblicazioni peer reviewed. In questo senso l’IPCC non e’ costituita da un gruppetto sempre uguale di scienziati con un’agenda politica.

    Contrariamente a quello che alcuni credono l’IPCC stipendia un numero di impiegati amministrativi che si contano sulle dita di una mano e che lavorano in strutture desolatamente normali. Non esiste dunque in nessuna parte del mondo un grattacielo a 56 piani con in cima scritto a lettere cubitali IPCC.

    E’ da tempo che chiedo a Sergio Castellari di fare un post che scacci i luoghi comuni sul’IPCC. Secondo me l’IPCC, oltre che a preoccuparsi di migliorare la compilazione, l’autorevolezza e la trasparenza dei propri rapporti, dovrebbe cercare di far capire chi e’ l’IPCC mostrando volti di persone, i loro CV, le strutture dove lavorano ed il suo bilancio. Sono sicuro che di fronte a tanta normalita’ anche Ciccio verrebbe rassicurato.

  7. Gianfrancoon ago 8th 2011 at 11:22

    @ Paolo Gabrielli
    Sono tutte cose note ma hai fatto bene a ricordarle. Chissà perché, c’è sempre qualcuno che ripete le solite sciocchezze. Le tue sacrosante osservazioni senza dubbio rassicureranno le persone in buona fede.
    Forse vale la pena di enfatizzare che gli studiosi che collaborano con l’IPCC rimangono alle dipendenze delle istituzioni scientifiche di cui fanno parte e non ricevono compensi extra per il lavoro svolto per l’IPCC.
    Inoltre l’IPCC non è un “movimento politico” ne’ ideologico come invece, ad esempio, un Partito, Emergency, l’Opus Dei o CL. E’ semplicemente un’agenzia delle Nazioni Unite.

  8. adminon ago 8th 2011 at 14:23

    @ciccio
    L’autore, al quale lei rimandava tre volte, ricopia due note bufale e travisa un post dell’Economist. Qui “funziona” come candidato al premio A qualcuno piace caldo.

    @Paolo G.
    E’ tutto sul sito dell’Ipcc, budget 2010 in franchi svizzeri. Per gli autori manca il cv, ma è sul sito del loro ente o di qualche collaborazione internazionale, per es. Y. Ding

    @Gianfranco
    Più che un’agenzia, è un segretariato amministrativo appeso al WMO.

    l’oca s. webmistress ad interim

  9. Ciccioon ago 8th 2011 at 20:10

    http://www.climatemonitor.it/?p=18565
    io credo a Guido Guidi..

  10. claudio della volpeon ago 8th 2011 at 20:59

    x Ciccio:
    augh!!!

  11. adminon ago 9th 2011 at 09:12

    @ciccio
    G. Guidi è già candidato al premio, il suo atto di fede andrebbe sotto l’altro post.

    @Claudio DV
    nel senso di Amen?

  12. [...] gli ultimi 7 mila anni, un periodo dal clima relativamente stabile (si veda ad esempio questo precedente post sulla ricostruzione del livello del mare negli ultimi 2000 anni). Tuttavia, a causa del recente [...]