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2012, annus horribilis del ghiaccio artico?

A cinque anni dal sorprendente minimo di estensione del ghiaccio artico del 2007, quest’anno è andata ancora peggio. Ma è stato davvero un anno eccezionale? Se si considera l’accelerazione del processo negli ultimi decenni la risposta è no, è quanto ci potevamo aspettare.

Due anni fa su Climalteranti abbiamo discusso dei preoccupanti dati del ghiaccio marino artico, e dell’ipotesi dell’Artico privo di ghiaccio estivo. Era il periodo in cui, alcuni lo ricorderanno, il gruppetto dei soliti noti cercava di far credere in un recupero dell’estensione del ghiaccio artico dopo l’annus horribilis del 2007. Era una discussione fuorviante, come se l’importante fossero i su e giù che un po’ tutte le variabili climatiche mostrano.
Dopo il 2007 che ha lasciato tutti di stucco, sappiamo oggi che il fantomatico recupero non si è verificato. Non solo, ci siamo ritrovati davanti ad un annus più horribilis del precedente. Il 2012 ha battuto praticamente tutti i record negativi possibili: area, estensione, volume, a luglio ed anche a settembre, e quello della minima estensione giornaliera assoluta, e non di poco.

Vedendo questo disastro, viene da chiedersi se quanto è accaduto può essere ricondotto ad una combinazione sfortunata di condizioni meteorologiche che hanno prodotto un evento estremo. Detto in altre parole, vogliamo sapere come si colloca il 2012 nell’ambito della variabilità naturale dell’estensione del ghiaccio artico.
La procedura per questo tipo di analisi è standard, si definisce l’andamento di lungo periodo (trend) dei dati e si calcola lo scarto di ogni singolo anno da esso. Ciò che si ottiene, chiamati residui, rappresenta la variabilità climatica e possiamo valutare quanto ogni singolo anno si discosta dall’andamento medio.

Consideriamo ad esempio i dati di minimo annuale dell’area. Può essere mostrato che l’andamento è ragionevolmente approssimato da una parabola; tracciamo quindi il trend ed eseguiamo la procedura. Il risultato è mostrato in figura:

Le linee tratteggiate rappresentano una deviazione standard e il 2012 è rappresentato dal simbolo rosso.
Benchè il 2012 presenti un’anomalia negativa di 1.7 deviazioni standard, non è un anno estremo. Altri tre anni anni (1984, 1991, 2007) presentano anomalie simili e sono ben distribuiti lungo tutto l’intervallo temporale. L’anomalia massima è quella positiva del 1996 e nessun anno presenta anomalie eccezionalmente grandi. In parole povere, tutto continua come è sempre stato tranne che per l’andamento complessivo di riduzione dell’estensione.

Molto si è detto sul minimo del 2007 e molto probabilmente si dirà su quello del 2012. Da quanto detto sopra è chiaro che si parla della variabilità climatica, non della progressiva perdita di ghiaccio marino artico in atto ormai da diversi decenni. Non è certo una forte perturbazione agostana o altre occasionali situazioni meteorologiche a far battere i record; queste, al massimo, possono spiegarci perché in quel particolare anno il dato è sotto o sopra il trend di lungo periodo, il residuo ma non il valore assoluto.
Detto altrimenti, l’analisi dei dati ci mostra che non esistono anni  particolarmente “sfortunati” per il ghiaccio artico. Esiste solo una variabilità naturale sovrapposta ad un trend di decrescita in accelerazione. È quest’ultimo ad essere davvero orribile ed è ciò che ci ha portato qui:

Ma le brutte notizie non sono finite. L’estensione estiva del ghiaccio artico contribuisce a determinare il feedback dell’albedo del ghiaccio (e per questo, contrariamente a come alcuni vorrebbero, non ci si può consolare con il concomitante leggero aumento del ghiaccio antartico).
Se vogliamo davvero conoscerne lo stato di salute e in qualche modo prevenire cosa ci aspetta, è alla quantità totale di ghiaccio che dobbiamo guardare, cioè al suo volume. Purtroppo non abbiamo serie di misure dirette analoghe a quelle dell’estensione e bisogna ricorrere a sistemi di calcolo basati sull’assimilazione dei dati meteorologici e di altre osservazioni dirette.
Il risultato di questi calcoli ci dice che la riduzione del volume del ghiaccio artico è stata molto più rapida dell’estensione. Il ghiaccio, oltre a ridursi in estensione, si è andato progressivamente assottigliando tanto che il minimo annuale del volume si è ridotto da circa 16 a 4 migliaia di Km3, cioè ne rimane solo il 25%, cosa che non lascia ben sperare sul futuro di quello che alcuni chiamano il “frigorifero della Terra” per il ruolo fondamentale che ha nel bilancio energetico planetario.

 

 

Testo di Riccardo Reitano

16 responses so far

16 Responses to “2012, annus horribilis del ghiaccio artico?”

  1. Claudio Cassardoon Ott 30th 2012 at 16:15

    Il confronto tra l’andamento del volume e quello della superficie relativo ai minimi annui è self-explaining: mentre il primo sta diminuendo, in media, quasi linearmente dal 2000, la seconda diminuisce molto più in fretta, come una polinomiale. La superficie è quella che riceve l’energia termica, tra l’altro doppiamente perché la riceve dall’alto e dal basso, e poi la distribuisce alla massa, che è proporzionale al volume. Come andrà a finire lo possiamo sperimentare tutti a casa bevendo un aperitivo “on the rock” e guardando cosa succede ai cubetti di ghiaccio… e mentre lo vediamo fondere possiamo pensare che l’albedo dell’acqua è 0.14 e quella del ghiaccio oltre 0.60. Ora il ghiaccio si sta riformando, ovviamente, ma non se ne riformeranno mai i metri che c’erano una quarantina di anni fa. Ormai non c’è scampo: è questione di qualche anno e poi il ghiaccio artico, a settembre, sarà solo un ricordo.

  2. claudio della volpeon Ott 30th 2012 at 18:32

    si il ragionamento di Claudio tiene; se V=AxS dove A è l’area e S lo spessore e consideriamo A ed S “indipendenti”, possiamo applicare la derivata di un prodotto; se V=AxS allora dV/dt= Sx dA/dt+ AxdS/dt; se la prima derivata è una parabola e la seconda una retta la derivata totale sarà una parabola, come in effetti è; sarebbe forse possibile (ma non ho i numeri) vedere se l’accordo è anche quantitativo, ossia se conoscendo i valori dei cofficienti di parabola e retta si possono ricostruire i risultati totali della derivata del volume o al contrario derivare la variazione di spessore ; dal calcolo della variazione di spessore nel tempo si potrebbe stimare quando lo spesore diventa zero, ossia il ghiacio scompare.

  3. claudio della volpeon Ott 30th 2012 at 19:31

    la conclusione è giusta ma il ragionamento sballato; S è una retta e A è una (supponiamo) parabola; allora la prima derivata è una costante e la seconda è una retta; quindi il primo prodotto è il prodotto di due rette (una curva di secondo grado) e il secondo è una parabola per una costante; conclusione si ha una parabola totale per il volume; avendo i numerosi potrebbe tentare una analisi più accurata.

  4. Riccardo Reitanoon Ott 30th 2012 at 23:54

    c.d.v.
    una parabola fitta bene il volume ma non è sensato fare un’estrapolazione senza un modello fisico che la giustifichi. Certo, più breve è l’estrapolazione da fare minore è l’errore che si commette e ormai non sembra propio che di anni ne restino molti. Ma comunque il “gioco del ghiaccio zero” lascia un po’ il tempo che trova, è più una soglia simbolica che altro.

    P.S. per soddisfare la tua curiosità, la parabola va a zero nel 2017. Ma non spacciatela per una mia previsione 😀
    P.S.2 Non metto qui i dati per non riempire una pagina di numeri, ma se li vuoi posso mandarti sia la serie giornaliera completa che quella con i soli minimi annuali.

  5. claudio della volpeon Ott 31st 2012 at 00:11

    Riccardo affare fatto manda che mi ci diverto

  6. Luci0on Ott 31st 2012 at 18:33

    Dati interessanti su questo argomento si possono trovare qui … http://www.ijis.iarc.uaf.edu/cgi-bin/seaice-monitor.cgi?lang=e

    Da notare che tra nell ottobre del 2011 c’ é stata l’avaria del modulo AMSRE visto che la missione AMSRE2 non era ancora operativa i dati sono stati presi dalla missione WindSat e questo valori sono stati utilizzati fino alla seconda decade di Luglio 2012 successivamente i dati provengono dalla missione AMSRE2

    I dati per i grafici 2011- 2012 presenti http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm vengono da tre missioni diverse .

  7. Luci0on Ott 31st 2012 at 19:04

    Prendendo come riferimento questo grafico http://www.ijis.iarc.uaf.edu/seaice/extent/Sea_Ice_Extent_L.png si può notare il deficit significativo di superficie ghiacciata e quindi la presenza di una maggiore superficie di acqua libera . Come giustamente fa notare Claudio Cassardo nel primo post l’ albedo del ghiaccio e della scura acqua oceanica hanno valori decisamente diversi. Per l’ acqua conta anche l’ incidenza della radiazione in fase di assorbimento http://en.wikipedia.org/wiki/File:Water_reflectivity.jpg . Vorrei far notare quindi che durante il periodo che va da 23 settembre al 21 marzo (periodo conosciuto come inverno Artico) la radiazione in grado di scaldare l’ oceano é nulla sia perché é notte e nelle zone circupolari il raggi solari sono talmente inclinati da trovare un albedo al massimo, la dispersione verso l’ infinito invece é massima l’oceano si comporta quasi come un corpo nero. Quello che accade probabilmente durante l’ inverno artico meno coperto dal ghiaccio é una maggiore dispersione rispetto ad un oceano con ghiaccio. Questo fatto probabilmente impedirà ai ghiacci Artici di scomparire del tutto a Settembre…

  8. Riccardo Reitanoon Nov 1st 2012 at 01:07

    Luci0
    previsione un po’ azzardata la tua. Dopo l’equinozio il ghiaccio si riforma comunque molto rapidamente (guarda le medie decennali dal grafico che citi e la maggiore pendenza delle annati recenti) e non a caso già ora vediamo un’anomalia di gran lunga maggiore in settembre che a marzo.
    Piuttosto, chi eventualmente potrebbe ritardare la scomparsa totale del ghiaccio è la circolazione oceanica che tende ad accumulare il ghiaccio lungo la costa settentrionale groenlandese e dell’arcipelago canadese.
    Dettagli, comunuqe, il problema resta.

  9. Luci0on Nov 1st 2012 at 16:45

    La circolazione oceanica condiziona pesantemente la copertura di ghiacci, questo avviene sia dal contributo atlantico della corrente del golfo e da dalla porta pacifica (stretto di Bering). In particolare negli ultimi anni si nota una verticalizzazione della corrente del Golfo che tende a lambire maggiormente Islanda e Svalbard mentre nel pacifico si nota un maggior flusso acqua proveniente da sud. In pratica condizioni meteo avverse impediscono ai ghiacci di espandersi. Il risultato finale é che le acque dell’ artico sono sì più calde, ma disperdono anche meglio il calore d’ inverno perché la copertura di ghiaccio é ridotta e quindi l’ albedo complessivo diminuisce. Quello che si é riscontrato spesso in questi anni é l’aumento degli scambi meridiani, ovvero aria fredda artica sconfina nella zona temperata e viceversa. In questa fase autunnale si osserva un precoce innevamento dei territori più a Nord.

  10. Fabioon Nov 2nd 2012 at 13:26

    se si prende l’estensione come sono i dati?
    riuscite a fare un aggiornamento?

    bell’articolo, finalmente leggo qualcosa svolto nel modo corretto.
    😉

  11. Riccardo Reitanoon Nov 2nd 2012 at 15:13

    Fabio
    grazie per l’apprezzamento.
    Non ho i dati giornalieri dell’estensione per paragonarli con la fig. 2 di questo post ma solo quelli mensili. Gli andamenti sono comunque analoghi, non mi aspetto differenze significative; di certo non ci sono sui dati mensili.

  12. stephon Nov 2nd 2012 at 17:34

    @Riccardo e Fabio
    http://www.ijis.iarc.uaf.edu/en/home/seaice_extent.htm

    complimenti per l’articolo!

    @Claudio
    concordo su tutto. E in effetti:
    http://neven1.typepad.com/.a/6a0133f03a1e37970b015390055882970b-pi
    http://nsidc.org/arcticseaicenews/files/2012/04/Figure5.png

  13. Riccardo Reitanoon Nov 2nd 2012 at 19:16

    steph
    doh! Mi sono sempre fermato al link “data dowload” dove ci sono solo quelli a partire dal 2002.
    Grazie.

  14. Fabioon Nov 2nd 2012 at 22:19

    mi riferivo se l’andamento della funzione parabolica potesse essere applicato anche ai dati di estensione e che risultati venivano fuori

  15. Riccardo Reitanoon Nov 2nd 2012 at 22:32

    Fabio
    se ti accontenti dell’estensione media di settembre l’ho caricata qui.
    Per il minimo, JAXA non rende i dati completi pubblici, chiede la registrazione e il motivo. Ho mandato un email, se mi danno accesso analizzerò pure quelli.

  16. Fabioon Nov 3rd 2012 at 12:27

    certo, ma va già bene il grefico che hai messo