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Archive for Gennaio, 2009

A qualcuno piace la termodinamica

A seguito della pubblicazione dell’articolo “Troppo caldo o freddo? Decide la termodinamica“, Teodoro Georgiadis ci ha inviato questo scritto contenente alcune precisazioni, che il Comitato Editoriale di Climalteranti.it ha deciso di pubblicare in versione integrale pur non condividendone diversi passaggi.

Se suggerisco come incipit la lettura del libro di Stefano Caserini “A qualcuno piace caldo” saro’ accusato dagli amici “razionalisti” (dico bene Stefano?) di captatio benevolentia, ma saro’ altresi’ accusato dagli amici “scettici” (dico bene!) di una sorta di tradimento.
Confesso comunque un reato gia’ commesso dalle pagine dell’Almanacco della Scienza del CNR nella rubrica recensioni: poi, mi serve ricordarlo per organizzare i miei commenti ad una intervista fattami da Marco Pivato per le pagine di Tutto Scienze de La Stampa che e’ all’origine di questo mio contributo.
Perche’ partire dal libro di Stefano per commentare l’intervista? Perche’ in quel libro sono stato descritto molto simpaticamente, e oggettivamente sono stati anche riassunti alcuni elementi di come la penso sul problema climatico. Poi, come da aspettarsi, sia nel caso del libro, cosi’ come in quello dell’intervista, la trasposizione di una lettura in forma di divulgazione scritta e’ un “manufatto” che contiene una rappresentazione dell’anima narrante, non l’anima stessa.
Se c’e’ una cosa che non posso negare e’ quella di divertirmi a citare la frase, arrivatami almeno di millesima mano, che recita “nessuno crede ai modelli tranne chi li ha fatti, tutti credono ai dati tranne chi li ha presi”, e se dici queste cose poi non ti puoi aspettare di avere molte amicizie in giro per il nostro ambiente.
Questa frase puo’ rappresentare una sintesi del mio pensiero contenuta e nel libro e nell’intervista: curiosamente in un caso se ne evidenzia la debolezza rappresentativa dello stato dell’arte, nell’altro la forza. Altrettanto curiosamente nello sviluppo ‘al limite’ di questo ragionamento sono io a non riconoscermi piu’ di tanto.
Il nodo centrale attorno al quale si svolge l’intervista e’ quello della rappresentazione del mondo tramite i modelli, che il titolista traduce scolpendo la frase, come un epitaffio sul marmo, “finora solo modelli sbagliati”, e i dati  prodotti da reti sempre meno articolate.
Io non credo esista una guerra tra sperimentali e modellisti, cosi’ come non credo esista tra chi si sente scientificamente vicino a quanto espresso nei rapporti IPCC e chi per questi rapporti esprima uno scetticismo anche marcato. Catastrofisti e negazionisti sono categorie che lasciamo esistere solo per rispetto alla biodiversita’. Non e’ questa supposta guerra l’origine del problema.
Come tradurre correttamente allora un pensiero attorno al quale e’ aperto il dibattito?
La rete di misura mondiale si va impoverendo, almeno numericamente, e questo produce difficolta’ di rappresentazione del mondo reale e della complessita’ di questo mondo. I modelli, per quanto complessi in termini di numero di equazioni, hanno parametrizzazioni che molto limitatamente rappresentano la complessita’ delle interazioni. E’ la scarsa forza di questa interpretazione del mondo che genera il dibattito, che ci fa propendere per l’una o per l’altra ipotesi, e che ci fa dubitare nella nostra capacita’ di previsione del futuro, in piena e totale onesta’ culturale di tutti. The science is stated! Sappiamo gia’ tutto? Io so solo che tutte le volte che lo abbiamo detto ci siamo sorpresi un po’ stupidi e stupiti a vedere quanto altro ancora c’era da imparare.
Modelli sbagliati? No, modelli limitati. Dati sbagliati? No, dati non compiutamente rappresentativi. D’accordo? No? Bene parliamone.
Ma poi, ad un certo punto, nel dibattito si infila la politica: e anche questo e’ corretto, perche’ la politica deve ipotizzare la costruzione del mondo nel miglior modo possibile, e quindi chiede alla scienza. Io ritengo che sia questo il momento dove il sistema, che potrebbe essere ancora assolutamente virtuoso, si incrina ed e’ solo a causa di una questione di tempistiche: la politica vuole certezze ora, adesso, subito per esistere. La politica non si vuole scoprire stupita, la politica deve, agire e io credo che anche i  “very likely” dell’IPCC non accontentino un Ministro dell’Ambiente che deve assumersi le responsabilita’ di scelte.

Ma cosa c’entra allora la termodinamica??
Una rappresentazione del mondo povera, ovvero semplice, vuole che una grande macchina fatta di infinite interazioni fisiche, chimiche, biologiche, fatta di scale diversissime fisiche chimiche e biologiche, possa essere completamente rappresentata da un unico parametro, che tra l’altro di fisico ha cosi’ poco che risulta essere appena appena un indice. E questo indice sarebbe massimamente regolato da un unico composto con un funzionale semplicissimo, quando per descrivere il comportamento dell’acqua nei suoi soli passaggi di fase occorre ben piu’ di una enciclopedia.    Faccio fatica, veramente molta, a crederlo. Forse un giorno mi convincerete, forse viceversa. Per ora continuo a misurare alla superficie l’energia del sistema in tutte le sue forme, e mi basta passare da un campo di medica ad una tangenziale urbana, da un fiordo alle Svalbard alla macchia mediterranea, per scoprire che tutte le volte e’ una sorpresa vedere come l’energia scorra, si trasformi e spesso si disveli come fondamento della vita.
Pero’ e’ innegabile che la fantasia del politico, del gestore, venga colpita da questa semplice “suggestione” che gli risolve un sacco di problemi, che gli sposta i problemi di come gestisce il territorio a quelli piu’ globali di colpe lontane. Ricordo il Kavafis immagine kafavis wikipediadi “Perimenontas tous barbarous” (Aspettando i barbari):

Perche’ e’ gia’ notte e i barbari non vengono.
E’arrivato qualcuno dai confini
a dire che di barbari non ce ne sono piu’.

Come faremo adesso senza i barbari?
Dopotutto, quella gente era una soluzione.

L’intervista diceva questo? Forse si’ anche se fra apicini ci stanno delle semplificazioni di tante parole e tanti documenti che faccio un po’ fatica a digerire. Per quanto riguarda gli antichi pascoli della Groenlandia, confesso li’ ho anch’io  ho qualche difficolta’ a riconoscermi,  anche se devo ammettere che come figura retorica almeno una volta ne ho fatto accenno, simile: d’altronde sono un ricercatore, non sono un santo.

Testo di: Teodoro Georgiadis

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Raffreddamento globale, ghiacci Artici, previsioni dell’IPCC

NOTA INFORMATIVA del Focal Point IPCC – Italia del 15 gennaio 2009.

La Redazione di www.climalteranti.it pubblica una nota informativa a cura di Sergio Castellari, inerente al dibattito sui cambiamenti climatici improvvisamente riaccesosi a seguito di alcune pubblicazioni apparse su importanti organi di informazione italiani.

In questi ultimi giorni sui media sono apparse notizie riguardo un rallentamento o blocco del riscaldamento globale a causa delle imponenti nevicate in varie zone Italiane e del pianeta e riguardo la forte crescita dei ghiacci marini Artici che sarebbero tornati ai livelli del 1979. Infine, alcuni articoli citano le “previsioni catastrofiche“ fatte dall’IPCC come ormai obsolete o anzi completamente errate (ad esempio qui, qui o qui).
E’ necessario fare alcuni chiarimenti.

Meteorologia e climatologia:

Bisogna stare molto attenti a non confondere una analisi meteorologica con una analisi climatica. Il sistema clima è un sistema complesso, che include l’atmosfera, gli oceani, le terre emerse, la criosfera e la biosfera. Generalmente il clima viene definito come “il tempo meteorologico medio” su scale temporali lunghe (almeno 30 anni). Quindi le condizioni climatiche vengono definite in termini di proprietà statistiche (ad esempio, il valore medio della temperatura atmosferica superficiale in una regione).
Quindi un cambiamento climatico può essere definito come una variazione significativa statisticamente dello stato medio del clima o della sua variabilità, persistente per un periodo esteso (tipicamente decenni o più). Un cambiamento climatico implica una variazione delle proprietà statistiche e non può essere associato ad un evento singolo (una alluvione, una tempesta di neve ecc.) Non ha senso la domanda: “L’alluvione in un dato luogo e giorno è causata da un cambiamento climatico?” Ha invece senso la domanda: “Un cambiamento climatico può comportare una aumentata probabilità che si verifichino fenomeni alluvionali?”
Quindi dare un senso climatico (fine del riscaldamento globale, inizio di un raffreddamento globale) ad una settimana di gelo in Italia significa fare una dichiarazione non basata su un corretto approccio scientifico.

Ma l’anno 2008 è stato veramente un anno freddo?

Questa è di nuovo una domanda generica, freddo rispetto a cosa e su quali scale temporali? Andando a vedere le due serie temporali di temperature media globali superficiali raccolte ed analizzate dal NCDC (National Climatic Data Center) della NOAA (National Ocean Atmophere Administration) (USA) e dal Met Office Hadley Centre (UK) si può chiaramente vedere che il 2008 non è stato un anno “freddo” in queste serie
temporali rispetto a medie a lungo termine. Il rapporto preliminare (perché ancora non considera il mese di dicembre 2008) del NCDC dichiara che l’anno 2008 potrà essere uno dei 10 anni più caldi dal 1880 (inizio della serie termometrica globale) rispetto alla media del 20esimo secolo. Inoltre il mese di novembre 2008 è stato il quarto novembre più caldo della serie globale dal 1880 e l’agosto 2008 si è posizionato al decimo posto come agosto più caldo nella serie temporale.
Questo trend è confermato anche dalla serie globale del Met Office Hadley Centre. Quasi tutti gli anni del nuovo millennio stanno tra i 10 anni più caldi di entrambi le serie termometriche globali. Negli ultimi 10 anni le temperature sono cresciute più lentamente rispetto ai decenni precedenti, ma ragionando su tempi lunghi è evidente un trend di crescita di temperature. Questo non significa che l’anno 2009 sarà necessariamente più caldo del 2008: il 2009 potrebbe essere l’anno più freddo dal 1980, ma il trend di crescita globale di temperature rimarrebbe se il 2010 ed il 2011 saranno di nuovo anni più caldi rispetto ad una media a lungo termine. Il valore di temperatura globale di un anno non può modificare una tendenza a lungo termine.

I ghiacci artici che tornano ai livelli del 1979:

Alcuni articoli stranieri ed italiani, citando i dati dell’University of Illinois’s Arctic Climate Research Center, hanno spiegato che l’estensione del ghiaccio marino artico è tornata a crescere ed ha raggiunto l’estensione del 1979. Intanto la crescita invernale del ghiaccio marino Artico è un normale processo stagionale: l’estensione diminuisce in estate e ricresce in inverno. Però negli ultimi anni come mostrato dal NSIDC (National Snow And Ice Data Center) (USA), qualcosa è cambiato. L’estensione di ghiaccio marino Artico (sea ice extent) ha raggiunto il record minimo nel settembre 2007, seguito dal settembre 2008 e settembre 2005, confermando che esiste un trend negativo nella estensione di ghiaccio marino estivo osservato negli ultimi 30 anni.

Se si cercano i dati dell’University of Illinois’s Arctic Climate Research Center al loro sito  si può arrivare al sito Criosphere Today del Polar Research Group – University of Illinois dove, controllando i grafici, si può vedere che l’estensione del ghiaccio marino (sea ice area) dell’Emisfero Nord nel dicembre 2008 non raggiunge il livello del 1979, mentre il sea ice area dell’Emisfero Sud nell’estate 2008 ha raggiunto il livello dell’estate 1979!

Per l’Artico il NSIDC ha comunicato il 7 gennaio (2008 Year-in-Review) che:
• l’estensione del ghiaccio marino (sea ice extent) nel dicembre 2008 è stata di 12.53 milioni di km2, 830,000 milioni di km2 di meno della media 1979 – 2000;
• il ghiaccio marino del 2008 ha mostrato una estensione ben sotto alla media (wellbelow- average ice extents) durante l’intero anno 2008;
• dal 12 al 19 dicembre 2008 la crescita stagionale di ghiaccio marino Artico si è interrotta probabilmente a causa di un sistema anomalo di pressione atmosferica combinato all’effetto delle temperature marine superficiali più calde nel Mare di Barents.

Le “previsioni” dell’IPCC:

Innanzitutto esistono vari tipi di modelli:
1. Modelli di previsione meteorologica operativa: grandi modelli computazionali, che integrano le equazioni del moto atmosferico, accoppiate con opportune rappresentazioni degli scambi di materia e calore con la superficie terrestre e che forniscono le previsioni meteorologiche;
2. Modelli di previsione stagionale: stessi modelli atmosferici, ma accoppiati a all’oceano e sono utilizzati per prevedere fenomeni come El Nino;
3. Modelli del Sistema Terra (Earth System Models): modelli dell’atmosfera ed oceano tra loro accoppiati, ma accoppiati anche ad altri modelli che rappresentano la superficie, il ghiaccio marino, la vegetazione, la chimica atmosferica, il ciclo del carbonio e gli aerosol.
Per gi studi dei possibili climi a 50 o 100 anni si usano i Modelli del Sistema Terra, ma in maniera diversa dai modelli di previsione meteorologica. Nel campo della predicibilità di un sistema come il sistema clima si possono avere due tipi di previsioni: “Previsioni di Primo Tipo” (o Problemi ai Valori Iniziali) e “Previsioni di Secondo Tipo” (o Problemi ai Parametri). Le cosiddette previsioni climatiche dell’IPCC sono previsioni del secondo tipo: dato il sistema clima soggetto a variazioni di un forzante esterno, sono previsioni delle variazioni delle proprietà statistiche del sistema clima al variare dei parametri esterni. Queste previsioni non dipendono dai valori iniziali, come le previsioni del Primo Tipo che sono poi le previsioni meteorologiche e che hanno un limite intrinseco a circa due settimane.

Queste previsioni climatiche si definiscono in realtà proiezioni climatiche e cercano di rispondere alle seguenti domande:

1. Assumendo che la composizione atmosferica vari secondo un certo scenario di emissione, allora quale sarà ad esempio tra 30, 50 e 100 anni la probabilità di avere una temperatura media più alta di 3°C rispetto a quella attuale?

2. Come sarà distribuita sul globo questa variazione della temperatura media prevista?

Queste proiezioni si possono chiamare anche scenari climatici, perché come variazione di forzanti esterni (gas serra ed aerosol) usano scenari di concentrazione che derivano da scenari di emissioni. Questi scenari di emissioni sono descrizioni plausibili dello sviluppo futuro delle emissioni di gas serra e aerosol, basate su un insieme coerente ed internamente consistente di assunzioni sulle forze che le guidano (soprattutto economiche, tassi di sviluppo tecnologico, andamento dei mercati, sviluppo demografico, ecc.).

E’ importante sottolineare che la dinamica caotica del clima terrestre e dei moti atmosferici pone un limite teorico alla possibilità di eseguire Previsioni del Primo Tipo. Infatti il sistema clima è un sistema fisico complesso con un comportamento non lineare su molte scale temporali e che include molte possibili instabilità dinamiche. Però la natura caotica del sistema clima non pone alcun limite teorico alla possibilità di eseguire Previsioni del Secondo Tipo. Quindi è più semplice eseguire Previsioni di Secondo Tipo (in altre parole previsioni climatiche di tipo statistico) per i prossimi 100 anni assumendo possibili variazioni dei forzanti esterni, che estendere di qualche giorno il termine delle previsioni meteorologiche.
Queste previsioni statistiche vengono effettuate in vari centri di modellistica climatica in varie parti del mondo (anche in Italia, ad esempio al Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici – CMCC) e fino ad oggi quasi tutti i modelli climatici del tipo Earth System Models hanno usato gli stessi scenari di emissioni chiamati IPCC-SRES al fine di poter confrontare i risultati. Questi scenari di emissioni sono molti e presuppongono diversi sviluppi socioeconomici a livello globale e quindi diversi livelli di emissioni al fine di poter“catturare” il possibile futuro climatico della Terra.

In conclusione, queste previsioni sono scenari climatici o proiezioni climatiche e non previsioni meteorologiche a lungo termine.

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Dalla neve all’era glaciale – parte 1

L’arrivo del freddo e della neve dell’inverno ha portato anche quest’anno ad articoli in cui si afferma un rallentamento del riscaldamento del pianeta, o l’interruzione dell’aumento delle temperature  e l’inizio di un’era glaciale.
Non sono tesi nuove, e dell’infondatezza dell’allarme per il raffreddamento globale se ne è già parlato su Climalteranti.it (qui e qui).
Un recente post di Realclimate, disponibile  tradotto in italiano qui, chiarisce molte cose sull’attuale andamento delle temperature, su cui ritorneremo in futuro.

Fra gli articoli pubblicati in questi giorni, i due più incredibili sono stati pubblicati sue due fra i quotidiani italiani più letti: il Corriere della Sera “E i ghiacciai non si ritirano più «L’ effetto serra sembra svanito»” e La Stampa “Una piccola era glaciale come nel 1600”.
L’analisi di questi articoli è complessa perchè contengono una quantità di inesattezze, di errori, di mistificazioni da record, a cui si stenta a credere. La cosa che colpisce è che i due giornalisti, rispettivamente Francesco Saverio Alonzo e Franco Foresta Martin, abbiano pubblicato tesi infondate e confuse senza quel minimo di verifiche di attendibilità che avrebbe permesso di evitare tali brutte figure. I titolisti, poi, hanno ulteriormente esagerato.

In questa prima parte sarà esaminato l’articolo de La Stampa, un’intervista a Fred Goldberg, del Polar club svedese.
All’inizio si trova la frase “il pack si scioglie durante i mesi estivi, ma la scorsa primavera ricopriva mezzo diminuzione estensione dei ghiacci articimilione di chilometri quadrati in piú rispetto al 2007”. È una frase che non ha molto senso perchè non è possibile confrontare l’estensione dei ghiacci della “primavera” del 2008 con quella del 2007.
Il confronto fra le due primavere non avrebbe significato, perché, come detto, il pack si scioglie al polo nord nei mesi estivi e raggiunge il minimo in settembre.
Forse Goldman intendeva proporre un confronto fra i due minimi estivi. In effetti nel minimo del 2008 i ghiacci sono stati di circa mezzo milione di chilometri quadrati più estesi rispetto al minimo del 2007. Ma solo perché il minimo del 2007 è stato assolutamente eccezionale. Se si guarda il trend degli ultimi 30 anni, confrontato con le previsioni dei modelli, si vede che anche il dato del 2008 è preoccupante, non c’è stato un vero recupero e si è ampiamente al di sotto dell’andamento previsto negli anni precedenti.

I glaciologi hanno studiato attentamente i perchè del minimo del 2007 e nel recente convegno dell’AGU a San Francisco, nelle sessioni dedicate alla Criosfera c’è anche stato un approfondito dibattito sulle differenze nelle cause dei due minimi, sui trend, molto preoccupanti per il futuro del pack, chiamato anche ghiaccio marino artico (si vedano ad esempio gli abstract di sessione 1, sessione 2 e sessione 3).
Gli scienziati che studiano il ghiaccio marino artico ritengono il trend di diminuzione del ghiaccio marino artico inequivocabile, e probabile la scomparsa estiva del ghiaccio marino artico entro il 2030.
Alla domanda del giornalista “Esistono prove concrete di questa «ripresa » dei ghiacci anche al Polo Nord, dopo che rapporti nello stesso senso sono giunti dall’Antartide?”, la risposta data da Goldberg è fenomenale: “Sì, lo spessore dei ghiacci creò gravi problemi a una spedizione svedese che, a bordo del rompighiaccio Oden, non riuscì a forzare il pack a Nord della Groenlandia ed un’altra spedizione diretta alle isole a Nord delle Svalbard dovette desistere”.
Le “prove concrete” sarebbero i problemi dati ad un paio di spedizioni in alcuni imprecisati periodi in posti delineati in modo generico.
Si tratta di argomenti non scientifici, che hanno a che fare con notizie imprecisate e basate su impressioni, non su dati.
Non sorprende quindi che se si fa una ricerca si scopre che Fred Goldberg è un esperto di tecnologie per le saldature che si interessa di clima dal 2004, organizzando convegni e facendo dei viaggi ai poli.
L’articolo prosegue con altre tesi ugualmente infondate, con l’attribuzione alla corrente “La Nina” una ciclicità più o meno trentennale (non è così, vedi qui), il classico del “3.500 anni fa, il clima globale del nostro pianeta era superiore di 3 gradi a quello attuale” (molto poco probabile, vedi fig 2 qui) o che “ora ci attendono annate fredde colpa del Sole che non è mai stato cosí calmo come adesso”; fino alla conclusione che ha portato al titolo dell’articolo “fra non molto entreremo in una breve era glaciale, come quella che si verificò verso la metà del 1600”.
Niente paura: l’era glaciale sarà “breve”, durerà solo un paio di secoli…

Testo di: Stefano Caserini

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