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I modelli del clima e la gestione dell’incertezza

Riassunto

Si discute in questo post dell’utilità dei modelli di simulazione del clima. Pur con le incertezze che caratterizzano le simulazioni climatiche, alcuni risultati prodotti dai GCM hanno una chiara e dimostrabile solidità. Hanno quindi un “valore”, nel senso che potrebbero permettere, da subito, di proporre azioni di adattamento per mitigare alcuni degli impatti negativi del cambiamento climatico, almeno in quelle aree del pianeta dove i risultati delle simulazioni sembrano essere più certi.

 

 

L’intervista di Giuliano Ferrara a Franco Prodi e Fulco Pratesi recentemente trasmessa da Radio 24 offre lo spunto per qualche riflessione su alcuni dei temi affrontati, che vanno dalla affidabilità degli strumenti in uso per la modellazione del Clima sino al ruolo degli scienziati nel contesto del dibattito sui cambiamenti climatici. Userò in questo post le tesi espresse durante l’intervista solo come pretesto per approfondire la discussione, senza alcuna intenzione di alimentare polemiche che a mio avviso non servono molto per la crescita delle conoscenze. Il tema centrale è quello di capire come debbano essere gestite le incertezze proprie degli strumenti della modellistica del clima al fine di fornire delle simulazioni Utili e di “Valore” (nel seguito svilupperò tale concetto) e che permettano ai policy-makers di scegliere ottimali azioni di adattamento e di mitigazione agli impatti del cambiamento climatico.

In sostanza nell’intervista Franco Prodi afferma che i General Circulation Model (GCM) sono ancora indietro ed incapaci di rappresentare le complessità del sistema integrato Atmosfera, Biosfera, Idrosfera. E quindi le simulazioni climatiche che ne derivano sono incerte e insicure e quindi con questi strumenti è molto difficile prendere decisioni. Sto sicuramente schematizzando ma mi sembra che il succo del discorso sia più o meno questo.

Alcune contestazioni possono essere fatte a queste tesi. Innanzi tutto non rappresentano bene la realtà attuale dei GCM e sembrano essere anche un po’ datate, nel senso che non fanno giustizia del grande processo di miglioramento percorso nel campo della modellistica climatica in questi ultimi 15-20 anni (si guardi ad esempio ai risultati del progetto Ensembles finanziato dalla Unione Europea). In seconda battuta viene anche da chiedersi come ci si potrebbe muovere in questo settore senza utilizzare i GCM, pur con tutte le loro incertezze, nonché con tutti i sistemi di regionalizzazione del clima, siano essi di natura deterministica (i modelli regionali del clima, RCM, vedasi la home page del progetto UE-Prudence: http://prudence.dmi.dk/) piuttosto che dinamico-statistica (vedasi la homepage del progetto EU Stardex: http://www.cru.uea.ac.uk/cru/projects/stardex/).

Per di più, frenando l’uso della modellistica globale in quanto ancora “acerba” nel suo livello di descrizione delle complessità del sistema Atmosfera-idrosfera-biosfera, viene da chiedersi come si possa allo stesso tempo sperare di poter disporre in un qualche futuro di quell’ “earth model” a cui si fa riferimento nell’intervista, in grado di fornire quelle “certezze” che oggi non abbiamo. Sempre schematizzando, se comprendo bene le argomentazioni di FP, un modello del clima, per poter essere usato, dovrebbe essere sostanzialmente “perfetto”, nel senso che dovrebbe rappresentare “tutti” i processi fisici presenti in atmosfera, “tutti” i feedback, “tutte” le non linearità, “tutte” le scale di moto. Se così stanno i termini del problema, c’è qualche speranza di successo in questa pretesa di perfezione ?

Intanto la prima cosa da chiedersi è perché si usano i modelli e se si potrebbe farne a meno.

Per sviluppare il ragionamento devo fare una piccola digressione, tornando un attimo all’abc della fisica dell’atmosfera. Come noto, il sistema atmosfera non è un laboratorio galileiano in senso stretto, in quanto è impossibile soddisfare l’esigenza di ripetibilità di un esperimento all’interno di un laboratorio “per definizione” non riproducibile. E’ solo merito della modellistica se è possibile oggi, in senso più ampio, compiere degli “esperimenti”, in genere chiamati “esperimenti numerici” all’interno di un “laboratorio virtuale” che simula l’atmosfera reale. E’ oggi possibile, grazie ai modelli di atmosfera trascritti su codici di calcolo e mediante l’uso di supercomputer, usare l’atmosfera del modello al posto della realtà ed eseguire al suo interno studi di sensitivity, valutando scenari diversi al variare di qualche parametro: possiamo alzare o abbassare montagne, modificare tipi di suolo e crearne diversi scenari di umidità, proporre forcing esterni diversi (ad esempio di gas serra), mutare l’input radiativo da parte del sole. E’ possibile con i modelli ri-creare artificialmente quel “laboratorio” che ogni scienza che si rispetti deve avere per il solo stesso fatto di essere classificata come scienza. Va da se che essendo una riproduzione della realtà, il laboratorio “modello GCM” non è la realtà. E quindi contiene delle inevitabili approssimazioni e, talvolta, anche gravi inesattezze. La domanda che ci si pone relativa alla legittimità di un loro uso è quindi fondata e merita una risposta non frettolosa.

Per rispondere è utile fare un parallelismo con i modelli che permettono ai previsori meteo di fare le previsioni del tempo e che sono parenti stretti dei GCM che si usano per il clima, almeno per quanto riguarda la forma dell’apparato matematico che li caratterizza (set di equazioni differenziali che descrivono i processi di conservazione di energia, momento, acqua e che caratterizzano la meccanica e termodinamica dell’atmosfera e degli oceani). Anche in questo caso i modelli numerici di previsione sono inesatti (Numerical Weather Prediction models, NWP, per saperne di più, ottimo è il link alle lecture notes di ECMWF).

Sussistono dei problemi di sensibilità ai valori iniziali a causa della non linearità delle equazioni che caratterizzano modelli del genere. La loro parte “adiabatica” (che descrive ad esempio le avvezioni di temperatura o di quantità di moto) è in genere meglio descritta dai processi “fisici”, quali ad esempio quelli che descrivono il trasporto di calore verso o dal suolo, la microfisica delle nubi, i processi radiativi, i fenomeni convettivi ecc.. Il risultato di queste incertezze descrittive si traduce in errori di previsione: capita quindi che tali modelli facciano piovere troppo o troppo poco oppure presentino errori di localizzazione, nello spazio e nel tempo, dei massimi di pioggia o di altre idrometeore come la neve, così come di anomalie del campo termico o anemologico. Certi fallimenti di previsione siano più frequenti in concomitanza di certe tipologie di configurazioni “bariche”, mentre in altre gli errori sono inferiori. Così come pure la qualità delle previsioni dipende in buona parte anche dalle stagioni.

C’è allora da chiedersi: ma i modelli NWP rappresentano bene la realtà ?

La risposta è, ineluttabilmente: talvolta si, talvolta no. E, con tale consapevolezza, è bene usare questi strumenti per fare le previsioni meteo? La risposta può essere, a mio parere, solo positiva. Oggi nessun previsore meteo al mondo può fare a meno di usare questi strumenti se si pone l’obiettivo di cercare di prevedere il tempo in maniera “quantitativa” su un orizzonte temporale di 2-10 giorni. A tal riguardo c’è anche da chiedersi cosa ne sarebbe della Scienza della Previsione del tempo se all’inizio degli anni ’50 Fjörtoft, Charney e von Neumann (Numerical integration of the barotropic vorticity equation; 1950, Tellus, 2, 237-254) non avessero proposto di usare la loro semplificata modellistica meteorologica usando un modello barotropico dell’atmosfera, che è un lontano antenato dei modelli a equazioni primitive che si usano oggi. Magari, se così non fosse stato, oggi saremmo ancora qui a parlare di…“presagi” e non invece, ad esempio, di previsioni quantitative di occorrenza di piogge in una data area e in un dato istante temporale. (Il materiale sulla storia della previsione numerica è praticamente infinito, suggerisco questa presentazione di Adrian Simmons, scaricabile dal sito di ECMWF: http://www.ecmwf.int/publications/unpublished/2006/temperton/pdf/simmons.pdf)

In ogni caso, pur con tutte le incertezze del caso su cui ho detto poco fa, con questi modelli “incerti” si possono fare, almeno in media, decorose previsioni meteo, in grado di permettere ai decisori…di decidere. E’ infatti grazie a questi “incerti” modelli che si producono le allerte per il sistema di Protezione Civile, ad esempio. E sono le previsioni di questi modelli che forniscono l’input ai modelli idrologici per la previsione delle piene fluviali, oppure a quelli della qualità dell’aria oppure dello stato del mare. La possibilità di prendere decisioni corrette è particolarmente rilevante, a mio parere, in questo contesto.

Con il nuovo approccio del “valore economico” delle previsioni meteo o delle simulazioni climatiche (Katz e Murphy, 2000: “Economic Value of Weather and Climate Forecasts”, Climate Change, volume 45, 1573-1480) il “focus” non è più solo dato tanto alla “Qualità” di una previsione (o di una simulazione climatica) ma anche (e forse più) al suo “Valore” o “Utilità”, che si traduce nella capacità di quella previsione (o di quella simulazione climatica) di far prendere ad un policymaker decisioni più corrette di quanto potrebbe fare senza ricorrere a questi supporti modellistici. In questa ottica e a parità di qualità, una previsione può essere di più alto o basso valore a seconda dell’utente a cui è diretta. Per chiarire il punto, ogni policymaker che deve assumere delle decisioni applica sempre un ragionamento di tipo costo/beneficio nel quale confronta i costi di un’azione mitigatrice di un danno potenziale causato, ad esempio, da un evento meteo pericoloso, con il costo del danno che potrebbe avere se non decidesse di applicare alcuna azione mitigatrice a contrasto di quell’evento meteo pericoloso previsto. Pertanto, la probabilità di occorrenza di un evento meteo pericoloso si compone con il rapporto tra il “Costo” dell’azione mitigatrice e il “Danno” causato dalla non azione e permette di ottimizzare la scelta.

Tornando ai modelli GCM del clima, al giorno d’oggi sappiamo abbastanza quali siano i loro limiti, gli errori sistematici, dove si collocano arealmente. In sostanza conosciamo abbastanza bene i limiti di utilizzo di questi strumenti. E sappiamo anche che con tutte le diversità e le incertezze che caratterizzano questi strumenti, accade lo stesso che per certi indicatori del clima molti GCM offrano scenari concordi e possano offrire simulazioni di accettabile “Valore”, e possono essere quindi già in grado di far prendere decisioni corrette. Ad esempio tutti i GCM prevedono globalmente un aumento considerevole di temperatura, nei prossimi decenni. Dovremmo tenerne conto in qualche modo? Si potrebbe obiettare che quello che è forse vero a scala globale è meno vero a scala regionale. Questa asserzione è abbastanza vera; tuttavia accade che su certe sotto-aree del pianeta (per non fare un esempio che ci tocchi: il Mediterraneo) gli stessi sistemi di modellazione globale dicano lo stesso cose analoghe. Ad esempio risulta incontrovertibile che il bacino del Mediterraneo avrà in futuro delle estati più calde e, parallelamente, una diminuzione delle piogge (si veda la figura sottostante, tratta dal cap. 11 dell’IPCC-AR4-WG1.


(Fonte: Figura 11.5 IPCC AR4-WG1-cap.11, pag.875)
Cambiamenti di temperatura e precipitazione in Europa da simulazioni di 21 Modelli Globali con scenario A1B. Riga in alto, da sinistra a destra: cambiamenti della temperatura (°C) media annuale, in Inverno (DJF) ed Estate tra il 1980-1999 e il 2080-2099, mediata sui 21 modelli. Riga in mezzo: come la riga in alto ma per il rapporto tra le precipitazioni (%) del 2080-2099 e quelle del periodo 1980-1999. Riga in basso: numero di modelli (sul totale di 21) in cui si prevede un aumento di precipitazione.

E quindi, stante l’informazione di possibili estati più calde e meno piovose, non si potrebbe iniziare a fare qualcosa di più per diminuire il rischio desertificazione in aree del sud-Italia ? Oppure, non abbiamo già sufficienti conoscenze per iniziare a proporre politiche di miglioramento nell’uso delle risorse idriche che potrebbero calare in uno scenario del genere? Oppure ancora non potremmo accelerare quelle azioni di salvaguardia del territorio finalizzate a minimizzare il rischio di alluvioni sui piccoli bacini idrografici italiani, visto che potremmo avere in futuro, con “buona probabilità”, delle piogge di più breve durata e di più elevata intensità? Sicuramente siamo già in grado di quantificare il rapporto costo/perdita di possibili azioni di adattamento o mitigazione alternative; è allora necessario comporre questa conoscenza con le probabilità di occorrenza, ancorché incerte, degli scenari climatici, per avere uno spettro di azioni da adottare che siano le più efficaci e utili possibile.

Tornando all’altro aspetto connesso al ruolo dello scienziato che viene toccato nell’intervista, che non è disgiunto dalle argomentazioni fatte sino ad ora, anche qui è necessario un approfondimento. Nell’intervista si afferma che se per un politico l’uso del principio di prudenza può anche essere cosa saggia, per uno scienziato così non dovrebbe essere. Egli deve basare le sue tesi solo su fatti certi e non su supposizioni incerte. Sulla base di questa asserzione mi riesce difficile capire a pieno quale sia il ruolo di uno scienziato oggi. E ancora, nel contesto delle problematiche aperte dal problema dei cambiamenti climatici, è bene che uno scienziato non usi un principio di precauzione nei suggerimenti che fornisce ai politici? E’ divenuta veramente così neutrale la scienza? Più ragionevolmente, io penserei invece che un principio di precauzione si debba sempre usare e debba basarsi su una concreta analisi di quel rapporto costo/danno di cui ho parlato prima. E quindi, ritornando alla discussione sull’uso dei modelli, anche tenendo conto delle incertezze che i sistemi di previsione oggi hanno, risulta prudente affermare che, pur essendo plausibile che qualcosa potrebbe accadere al sistema climatico ma non avendo adesso delle certezze, è corretto non fare nulla per mitigare gli impatti del Climate Change?

Ma avremo mai delle certezze?

Credo sia fuori discussione che l’intera storia della scienza abbia ormai sentenziato che non esistono delle certezze, ma che nel tempo la conoscenza evolve ed è possibile solo proporre delle migliori approssimazioni della realtà. Con Newton e la sua teoria della gravitazione universale si pensava ci fosse la spiegazione “di tutto”, poi è venuto Einstein e la relatività generale ha rimesso in discussione non poche di quelle certezze. E lo stesso si potrebbe dire della rivoluzione della meccanica quantica rispetto alle conoscenze classiche che sino all’inizio del novecento hanno dominato il pensiero scientifico globale.

In conclusione, può oggi uno scienziato dissociarsi dall’obbligo di entrare nel vivo delle decisioni su un tema come il Climate Change? E come potrebbe decidere un policymaker cosa fare se lo scienziato su cui si appoggia non prende posizione perché logorato dalla mancanza di certezze?

Testo di Carlo Cacciamani

31 responses so far

31 Responses to “I modelli del clima e la gestione dell’incertezza”

  1. Antonello Pasinion Mag 13th 2009 at 10:25

    Complimenti a Carlo per la chiara discussione!
    Nel merito, credo che il ruolo di chi studia i modelli climatici sia quello di rendere consapevoli della metodologia scientifica per l’indagine di un sistema complesso come il clima (perché, ad esempio, nella scuola italiana, non si parla di questo) e di evidenziare ovviamente le incertezze (o, se volete chiamarle così, le barre di errore) che sempre si associano ad un risultato scientifico: anche questo fa parte del metodo scientifico. Ma nel contempo, credo che sia un imperativo etico quello di sottolineare anche i risultati robusti che possano indurre ad azioni concrete…
    In sostanza, ciò che manca all’opinione pubblica e ai politici è una cultura scientifica della complessità e basi serie su cui fondare le proprie azioni.
    Mi permetto allora di approfittare dell’ospitalità di questo blog per segnalare due occasioni di aggiornamento sui cambiamenti climatici nel Mediterraneo (in particolare sui modelli climatici e di impatto), uno a livello specialistico e uno a livello divulgativo:
    http://antonellopasini.nova100.ilsole24ore.com/2009/05/aggiornamenti-sui-cambiamenti-climatici-nel-mediterraneo.html
    Un caro saluto a tutti
    Antonello Pasini

  2. Marco Ferrarion Mag 13th 2009 at 12:04

    Grazie per la trattazione perfetta.
    Come nota a margine, da comunicatore della scienza, l’intervista evidenzia la perfetta malafede di uno dei peggiori giornalisti italiani, antiscientista e antievoluzionista – oltre che antiambientalista – cioè Giuliano Ferrara (uno che parla di germe dello scetticismo nel 2009 non può non essere in malafede, o totalmente non informato). Le sue notizie sul clima sono sempre di seconda mano, sbagliate e capziose.
    Per finire, se i ricercatori come Prodi continueranno a tirarsi indietro e lavarsene le mani, a non dare giudizi di valore, le cose non potranno che rimanere nelle mani dei politici. E il mondo è troppo importante per essere lasciato nelle loro mani. Il suo intervento è stato, e posso dirlo, penoso.

    Marco Ferrari

  3. Stefano Caserinion Mag 14th 2009 at 08:51

    Aggiungo che è singolare che chi critica i modelli non cerca di proporre strumenti altarnativi per capire le conseguenze dell’immissione dei gas serra nell’atmosfera.
    A meno che l’alternativa sia quella di aspettare a prendere qualsiasi azione nell’attesa che qualcuno (chi?) decida che ne sappiamo abbastanza (abbastanza quanto ?) e che i margini di errore sono sufficientemente (sufficientemente quanto?) piccoli.
    Altre volte le critiche ai modelli si inquadrano in una vera e propria strategia, di uso fraudolento dell’incertezza: una copertura, per uno scopo ben preciso, quello di una politica di “lasciar fare” che non si ha il coraggio di affermare chiaramente. Anche in passato ci sono stati casi in cui il rigore scientifico veniva invocato per sfavorire i controlli sulle industrie, richiedendo prove sempre più pesanti per azioni normative.

  4. Guido Guidion Mag 14th 2009 at 11:31

    La trattazione di Carlo è per molti aspetti condivisibile e l’uso delle simulazioni numeriche, divenuto imprescindibile per le previsioni del tempo, diverrà, con il miglioramento di questi strumenti, molto utile anche ai fini strategici di lungo periodo.
    Ma Carlo dice giustamente che questo è quanto abbiamo ora. Bene, posto che le incertezze sono comunque piuttosto ampie e non riguardano solo gli output dei modelli ma anche gli input, nel senso che è piuttosto aperto anche il dibattito sulla sensibilità del sistema a quello che si ritiene (nei modelli) essere il forcing preponderante, sarebbe comunque utile un pò più di prudenza.
    Lo stesso FP in quella famosa intervista sottolineava la sua necessità di dare indicazioni “usabili” al suo parente prossimo decisore politico, perchè le decisioni vanno prese comunque. Quindi prudenza vorrebbe che queste andassero nella direzione della soluzione dei problemi noti, che guarda caso sono meglio affrontabili proprio alla scala più limitata dove lo stesso Carlo asserisce di poter disporre, in taluni casi, di informazioni più concrete. Anche qualora questo non fosse vero degli interventi razionali quali quelli citati proprio da Carlo sarebbero comunque utili.
    Quel che a mio parere è in discussione è l’aspetto globale del problema, cui inevitabilmente si dovrebbe rispondere con azioni globali. Essendo invece il problema molto più regionalizzato o addirittura localizzato, affrontarlo in modo globale non lo risolve, ma alimenta solo tutto l’indotto.
    C’è bisogno di accordi internazionali per sapere che due palazzi separati da pochi metri friggono i loro inquilini e si dovrebbero quindi rivedere le regole urbanistiche delle nostre città? C’è bisogno di fare accordi di ampio respiro per sapere che migliorare la viabilità e diversificare i trasporti migliorerebbe la qualità della vita e dell’aria, riducendo al contempo anche le emissioni di CO2? E ancora, c’è bisogno di accordi internazionali per iniziare a progettare e quindi sviluppare un sistema di generazione dell’energia che vada nella direzione della diminuzione dell’uso dei combustibili fossili, posto che questi comunque non saranno più disponibili o saranno troppo costosi nel medio periodo?
    Se le informazioni già buone per alcuni, ancora scarse per altri, fossero impiegate per questo genere di decisioni ed interventi, non ci sarebbe nulla da obbiettare. E’ il loro impiego per progetti secolari (tra l’altro non verificabili) a non essere accettabile, a non rispettare alcun principio di prudenza o precauzione. E’ pur vero che solo così, con la politica dell’annuncio o delle grandi imprese atte a fronteggiare presunti (in quanto non verificabili) grandi rischi che può continuare a funzionare l’enorme movimento di potere, risorse e danaro generatosi attorno al problema.
    Qualche tempo fa lessi un articolo che riportava un intervista al Prof. Giorgi nella quale si prospettava per i futuri report IPCC, l’assenza di scenari di lungo periodo (riducendo il range ad una, massimo due decadi) e la regionalizzazione delle informazioni. Ora, se questi sono gli intendimenti futuri dell’organizzazione sovranazionale cui molta parte del mondo politico fa riferimento, vuol dire che si riconosce la debolezza dello strumento di prognosi nel lunghissimo periodo, per cui che senso ha continuare a ragionare in termini di metà o addirittura fine secolo?
    gg

  5. Teo Georgiadison Mag 14th 2009 at 11:41

    Caro Stefano,
    pero’ non ci coglie mai il dubbio che i modelli, come un novello 1984, se non sono verificati (e non tramite altri modelli, altrimenti e’ chiaramente incesto) si possano trasformare in un potente mezzo per veicolare “suggestioni”? E che una loro difesa acritica (critica sarebbe: fammi vedere quando ci hai preso!) si possa trasformare in un Comma 22?
    Teo

  6. Stefano Caserinion Mag 14th 2009 at 14:30

    Caro Teo, il discorso sarebbe lungo, penso che molti studiosi onesti e capaci si sono posti il problema di come assicurare la massima affidabilità possibile ai modelli che usano. Non penso che siano tutti ambientalisti fanatici o inguaribili perditempo. Con il mio post non volevo entrare nel merito del come e quanto fanno questo lavoro, dell’affidabilità dei loro risultati: Carlo ne ha scritto bene e altri più di me ne sanno.
    Il tema del mio commento era un altro: immaginiamo che domani venisse fuori che i risultati dei modelli sono sbagliati (ipotesi per me poco realistica, e su cui non ci scommetterei un tollino): come decidiamo se è meglio raggiungere 450, 500 o 600 ppm di CO2 ?
    Il dubbio penso ce l’hai anche tu che il raddoppio delle concentrazioni di CO2 qualche problema può darlo. E allora ? Che facciamo ? Quali altri strumenti usiamo per decidere quanto dobbiamo preoccuparci e/o agire? Ciao

  7. Maurizioon Mag 14th 2009 at 15:48

    Mi associo ai ringraziamenti a Carlo per il suo post che ho letto con grande piacere. L’unica mia osservazione è che, per quanto i modelli siano utili, realistici, in continuo miglioramento, ecc….. le nostre decisioni in merito a provvedimenti di limitazione delle emissioni dei composti climalteranti non sono così strettamente legate a questi strumenti. La nostra conoscenza dei meccanismi che regolano il bilancio radiativo del nostro Pianeta, l’evidenza degli andamenti dei gas-serra negli ultimi decenni e l’incremento delle temperature che osserviamo, sono già di per sè elementi sufficienti a portare qualsiasi persona di buon senso a comprendere come sia oggi assolutamente necessario agire in modo tempestivo.
    Per quanto approvi quindi ciò che dice Carlo, penso che sia importante comunicare il messaggio in modo un po’ diverso: non sono infatti solo i modelli che ci suggeriscono di agire in modo tempestivo.

    Maurizio Maugeri

  8. stefanoon Mag 14th 2009 at 18:36

    Innanzitutto complimenti e grazie per il prezioso post.
    La modellistica ha fatto passi da gigante negli ultimi 5-10 anni..adesso è quasi banale prevedere a 3gg mentre negli anni ’80 ricordo benissimo errori a 24 ore..
    Il modello di simulazione si è perfezionato ed oggi è molto più che attendibile..direi quasi che tra qualche anno si arriverà a modelli di simulazione climatologica che non prevederanno ma ‘sentiranno’ ciò che stà per accadere. Siamo comunque in netto ritardo e per molte azioni forse già oltre il termine.

  9. NoWayOuton Mag 14th 2009 at 20:23

    Comprendo l’aspirazione ad avere modelli e teorie estremamente precisi che consentano previsioni con margini di errore minimi, comprendo meno il pretenderlo. Certo sarebbe bello poter ricondurre tutto ad una matematica esatta che possa spiegare anche i dettagli. Ma nel mio piccolo conosco solo piu’ o meno buone approssimazioni della realta’. Ed e’ l’affrontare le imprecisioni e gli errori la continua spinta in avanti.

    I modelli climatici attuali possono senz’altro sbagliare, anzi, se ci si concentra solo sulla miglior stima di un qualche parametro oserei dire che di certo la realta’ sara’ diversa. E’ stato sovrastimato? Forse; qualcuno mostra le ragioni per cui potrebbe esserlo. Ma c’e’ chi dice che e’ stato sottostimato e mostra altri ragionamenti.

    Ci si aiuta con la statistica calcolando un probabile errore. La realta’ rientrera’ nel margine di errore? Forse, o meglio, probabilmente. Sicuro? No. Bisogna continuare a perfezionare i modelli confrontandoli con i dati climatologici e migliorando le conoscenze su alcuni aspetti del clima ancora non sufficientemente noti per ridurre il margine di errore.

    Ma allora i modelli non funzionano? Dipende da cosa gli si chiede, nessun modello di un sistema complesso puo’ rispondere con precisione arbitraria a tutte le domande. E’ fin troppo facile “dimostrare” che un modello non funziona, basta fare le domande giuste; difficile e’ invece farne uno migliore.

    La conclusione dovrebbe essere che nel frattempo meglio non dire e non fare nulla? Mai! Ne’ una scienza ne’ una politica degne di questo nome possono permettersi il lusso di non assumersi responsabilita’. Le decisioni si prendono con le migliori informazioni (climatologiche ed economiche nel nostro caso) disponibili e se ne chiedono (e ci si sforza di averne) di migliori. Se del caso si lancia l’allarme anche sapendo che, sia pur poco probabilmente, potrebbe trattarsi di un falso allarme.

    Grazie a Carlo Cacciamani per il bel post e per le sue riflessioni.

  10. troll climatologicoon Mag 15th 2009 at 04:10

    Per un attimo mi è sembrato di leggere un blog “negazionista”…

    Questo è il Manifesto di chi per anni sta cercando di spiegare che non si sta più facendo scienza, ma politica! finalmente diciamo le cose come stanno! la “scienza” portata avanti da questo blog è quella “non neutra”, quella del “mi riesce difficile capire a pieno quale sia il ruolo di uno scienziato oggi”. Lo scienziato-ideologo, che riempe il vuoto causato dal limite della sua scienza, con la “opinione”. Ecco forse il ruolo che lo scienziato dovrebbe avere, secondo i carissimi e scienziatissimi amici di Cilmalteranti

    Complimenti e saluti dal vostro caldo e freddo
    Troll climatologico

  11. carlo cacciamanion Mag 15th 2009 at 18:55

    Spero che, caro Troll climatologico, il dubbio ti sia durato proprio poco, perchè ti assicuro che non sono un “negazionista”, ma esattamente l’opposto ! Mi ritengo piuttosto un modesto scienziatello che da qualche anno (precisamente da una quindicina) si occupa di modelli di atmosfera e pensava di dire, sottovoce, anche la sua opinione.
    Per altro, ti diro’ che non penso affatto di aver scritto un Manifesto di alcunchè. Penso solo, invece, di aver scritto un piccolo pezzo di “scienza”. Perchè la “scienza” dei sistemi complessi è (anche) la gestione dell’incertezza. E di gestione dell’incertezza ho parlato nel mio post.
    E non mi sento di dover riempire alcun vuoto di conoscenza con una mia opinione visto che, secondo me, “faccio scienza” quando affermo i limiti della mia conoscenza, “faccio scienza” quando cerco di spiegare come poter gestire l’incertezza in un output di un GCM, tentando di estrarvi quel “quid” di buono e di utile e quindi di “valore” che permetterebbe di far prendere delle decisioni.

    Al contrario trovo più lontano dalla scienza quelli che credono che “solo con un modello “certo” si abbia la possibilità di assumere decisioni. Perchè questi signori non hanno capito bene cosa sia un sistema macroscopico complesso dove, ahiloro, l’incertezza se la dovranno sempre “sgrugnare”…. Sono questi signori quelli che esprimono “opinioni”, esprimendo le loro certezze sbagliate.

    Se invece si allude al ruolo dello scienziato e all’uso del principio di precauzione, io dico quello che dico perchè uno scienziato è, prima di tutto, un essere umano e quindi, se deve poter valere un principio di precauzione per ogni essere umano, deve poter valere anche per uno scienziato. A meno che uno scienziato non sia un essere umano ma piuttosto una specie di “golem” che vive fuori dal mondo.
    Se vuoi questa si che è un’opinione, anzi, è la mia personale visione di scienziato (dei sistemi complessi) che rifugge dal chiudersi nel suo aventino di teorie cercando un “certo” che non avrà mai mentre nel frattempo, il mondo si muove sotto di lui, e magari si…disfa pure.
    Un caro saluto
    C.C.

  12. Giulioon Mag 17th 2009 at 00:28

    “Ad esempio risulta incontrovertibile che il bacino del Mediterraneo avrà in futuro delle estati più calde e, parallelamente, una diminuzione delle piogge”…spero che l’aggettivo “incontrovertibile” fosse riferito al responso dei vari modelli presi in considerazione e non che si intedesse un fatto ineluttabile:-)

    @NoWayOut

    “Se del caso si lancia l’allarme anche sapendo che, sia pur poco probabilmente, potrebbe trattarsi di un falso allarme.”

    ma quando la probabilità non può essere calcolata perchè il sistema non è pienamente compreso, non si deve lanciare nessun allarme, altrimenti, dati i molti fenomeni complessi che non conosciamo completamente, dovremmo essere sempre in allarme.

  13. c.c.on Mag 17th 2009 at 12:56

    Caro Giulio,
    l’incontrovertibile era chiaramente connesso al fatto che 21 modelli su 21 danno quello scenario sul Mediterraneo. E’ ovvio che ogni modello si porta dietro la sua incertezza, pero’ essendo GCM diversi e dicendo tutti la stessa cosa io qualche preoccupazione ce l’ho…, e neanche piccola.
    Si tenga presente che la stessa uniformità di vedute tra i diversi modelli (lo fa vedere chiaramente anche IPCC IV rep.) non c’è in altre aree del pianeta, mentre sul Mediterraneo questo si verifica. Sarà un caso ?
    Continuo veramente a non capire cosa devo intendere per “…il sistema non è pienamente compreso….”. Credo che nel post io abbia abbastanza trattato il tema dell’incertezza, che nel caso dei sistemi complessi è l’assoluta normalità. L’illusione di pretendere una certezza è invece fuori dalla scienza. Diciamo che è molto probabile che possa accadere quello scenario sul Mediterraneo, cosi’ è meglio ? E comunque le informazioni disponibili sono già più che abbastanza per intraprendere delle azioni (ad esempio per garantirsi della disponibilità di risorsa idrica…) di contrasto.
    Questo non è fare allarmismo, è semplicemente, sempre secondo me, solo buon senso.
    Ad esempio una politica di risparmio della risorsa idrica, giusta in ogni condizione, nel caso del Mediterraneo si fa ancora più giusta….e cosi’ via…
    Costerebbe molto intraprenderla ?

  14. NoWayOuton Mag 17th 2009 at 12:59

    @Giulio

    La probabilita’ puo’ ed e’ stata calcolata, infatti, propio tenendo conto dei fenomeni non pienamente compresi. Se tutto fosse preciso e compreso non si parlerebbe di probabilita’ ma di certezze, o quanto meno, il margine sarebbe estremamente piu’ ridotto.

    Pensa ad esempio alla Protezione Civile e ai suoi vari livelli di allarme che, in sede locale, credo sia il paragone piu’ vicino. Forse ti dispiacera’ notare che, anche se i “cambioclimatisti” vengono spesso tacciati di allarmismo e catastrofismo, non si tratta di emergenza o peggio calamita’, ma di semplice allerta:

    “Allerta (colore arancione): Considerati i fattori monitorati dalla Protezione Civile della Regione, è atteso sul territorio regionale (o sua parte) un evento calamitoso, immediato od ipotizzabile, che potrebbe ripercuotersi sull’incolumità della popolazione e/o sul territorio. La Protezione Civile della Regione è attiva sul territorio con azioni di prevenzione.”

    E’ quindi ipotizzabile un evento calamitoso (di la’ da venire) e si mettono in atto azioni preventive. E’ appunto cio’ che bisogna fare.

  15. stephon Mag 17th 2009 at 14:08

    Ringrazio Carlo per il bellissimo post, estremamente condivisibile! E anche per la risposta al troll climatologico, chiara, pacata e tremendamente efficace.
    Pienamente d’accordo anche con la risposta #3 di Caserini, soprattutto quando parla della ben nota strategia negazionista dell’uso fraudolento dell’incertezza scientifica per finalità ideologiche e politiche….

  16. Claudio Costaon Mag 18th 2009 at 00:36

    C’è pero chi come Paolo Mezzasalma non la pensa come voi

    http://www.climatemonitor.it/?p=2669&cpage=1#comment-2987

    cito:

    “Per dirla altrimenti, un gruppo di studiosi ci assicura che il loro modello prevede questa e quella catastrofe ad andare al 2100, se si continuerà con un certo ritmo di sviluppo e consumo. Se invece si attueranno alcune misure di contenimento, pestilenze e carestie saranno minimizzate e, quindi, avrò un guadagno al netto dei costi. Tutto bello, tutto seducente. C’è un piccolo dettaglio però: la simulazione per il 2100 è frutto di un’ipotesi incompleta, non verificabile, e che non ha alcun legame, neanche lontano, con la realtà passata e presente”

  17. IPCC e GW: il problema on Mag 18th 2009 at 13:05

    […] Penso che valga davvero la pena leggerlo. I modelli del clima e la gestione dell

  18. Giulioon Mag 19th 2009 at 13:13

    La probabilità si calcola su ciò che si conosce, non su ciò che non si conosce. L’incertezza calcolata ed espressa è quella insita nel modello stesso e, come sottolinea Cacciamani, per i sistemi complessi è la normalià, ma se il modello è sbagliato perchè non tiene conto di variabili sconosciute, allora i valori di probabilità assegnata non hanno alcun senso, poichè di quelle variabili non so niente, figuriamoci se posso calcolare la la probabilità. Ad un’ incertezza congenita nel modello sommo un’ incertezza assoluta.

    E se non conosco la probabilità che possa verificarsi un certo evento, non posso lanciare allarmi, allerte o avvertimenti.

    @ Cacciamani in particolare

    In tutta sincerità, vedere una cartina rossa del mediterraneo con sopra la scritta 2080-2099 più che suscitarmi preoccupazione, mi provoca un sorriso. Sono però pienamente d’accordo che il buonsenso imporrebbe una saggia ed accorta gestione delle risorse idriche. Ma appunto, il buonsenso. Non la previsione di un modello a 70-90 anni di distanza.
    A questo proposito, vorrei far notare come anche l’altra soluzione da te proposta “Oppure ancora non potremmo accelerare quelle azioni di salvaguardia del territorio finalizzate a minimizzare il rischio di alluvioni sui piccoli bacini idrografici italiani” è sacrosanta, ma assolutamente necessaria a prescindere da un eventuale riscaldamento globale. I tempi di ritorno degli allagamenti nelle zone alluvionali sono noti, calcolati su basi storico-geologiche. Dovremmo procedere alla mitigazione del rischio idrogeologico perchè prima o poi ci saranno danni e costi e vittime, non perchè ” potremmo avere in futuro, con “buona probabilità”, delle piogge di più breve durata e di più elevata intensità”.

    Soluzioni locali di salvaguardia del territorio e dell’ambiente in cui viviamo sono sempre auspicabili ed è così che si dovrebbe agire. Localmente e sui problemi che già ci sono. Non solo. Sprecare risorse enormi per tentare (vanamente) di ridurre emissioni di un gas in tracce, innocuo per la salute umana alle concentrazioni raggiungibili, è una politica che va contro l’ambiente, non a favore. Poichè tali risorse potrebbero essere impiegate proficuamente per gli attualissimi problemi che ci troviamo a fronteggiare, invece di essere sprecate per cercare di affrontare un riscaldamento che non si sa se ci sarà, non si sa se farà danni in caso ci sia, nè dove eventualmente li farà, il tutto sulla base di fantasiose proiezioni a distanze temporali siderali di modelli inefficaci, che pretenderebbero di descrivere un sistema di per sè complesso e scarsamente prevedibile come quello climatico.

  19. stefanoon Mag 19th 2009 at 23:34

    però Giulio già i modelli di una quindicina d’anni fa indicavano un riscaldamento del mediterraneo e molti testi (universitari) accennavano alla diminuzione progressiva delle precipitazioni..e per adesso tanto di fuori non ci hanno dato..
    ad ‘aggravare’ il quadro c’è la tendenza degli ultimi 25 anni..per trovare una carta riassuntiva dei mesi precedenti (rispetto alle medie climatiche s’intende) che esprima una diminuzione di temperatura nell’area mediterranea lo sforzo è davvero minimo..visto che si contano sulle dita di una mano..o quasi..
    tanto per essere chiari è dagli anni ’80 che la tendenza è palese..ma basta guardare i giorni di ghiaccio in valpadana o le precipitazioni medie o le T medie in quota per rendersene conto..poi tutto può essere per carità..di certezze in ambito climatico non ce ne sono moltissime ma comunque la tendenza (almeno dal periodo che ho detto prima..) è innegabile..
    quanto meno, ad oggi, l’ipotetico tecnico che dicesse ad una platea ‘nell’area mediterranea la T tende a scendere e la piovosità a salire’ susciterebbe perplessità..

  20. Giulioon Mag 20th 2009 at 09:50

    Ciao Stefano,

    sulla congruenza delle emissioni modellistiche con la tendenza della temperatura globale negli ultimi anni ti consiglio la lettura di questo post: http://www.climatemonitor.it/?p=2570

    Dal 2003 e ancor più dal 2006 i due andamenti divergono clamorosamente. Del resto non poteva essere diversamente, dato che la temperatura, dalla metà del decennio che stiamo vivendo, sta scendendo.

    Se vogliamo restringere la visione al mediterraneo, beh, sarebbe fin troppo facile rammentare i 5 mesi più piovosi degli ultimi due secoli che abbiamo appena vissuto :-). Che tra l’altro hanno coinciso con la decisa diminuzione dell’ indice AMO, che era stato invece fortemente positivo negli anni passati. Un caso? Forse…solo il futuro ci darà la risposta. Però vorrei far notare che le ondate di caldo eccezionali e durature con conseguente siccità negli anni passati sono state conseguenza della pertinace lacuna barica a largo delle coste marocchino-portoghesi. Tale figura sembra adesso sparita.

    Come vedi il meteo in zone ristrette, che dipende spesso da fattori barici minimi e imperscrutabili su scala globale, è ancor meno prevedibile di un singolo parametro, quale ad esempio la temperatura, a livello planetario. Ecco perchè una previsione di fine secolo sul regime pluviometrico del mediterraneo continua e continuerà a farmi sorridere piuttosto che preoccupare.

  21. NoWayOuton Mag 20th 2009 at 13:01

    Variabili sconosciute … in cosa consisterebbero queste variabili sconosciute nel sistema climatico? Cosa fa pensare che esistano? Affermare che esistono o presuppone che non siamo in grado di spiegare il clima neanche in linea di principio (va da se’ quantitativamente) o e’ per definizione una assunzione indimostrabile e di conseguenza assolutamente a-scientifica.
    Piuttosto si dovrebbe parlare di variabili poco conosciute quantitativamente e tanto basta per ribaltare completamente il significato dell’affermazione. La differenza sta propio nel poter valutare i livelli di incertezza.

    Sul clamore di 3 o 6 anni di trend in disaccordo andrei prudente. A parte che nei valori di anomalia il clamore scompare, facendo un confronto fra trend nei periodi passati e’ facile notare che andamenti opposti fra modelli e dati si sono verificati piu’ volte, ma che in media nel lungo periodo si sono bilanciati. Questo ci dice sempicemente quella che dovrebbe essere un’ovvieta’, che i modelli climatici non sono predittivi metereologicamente, ma nessuno ha mai preteso che lo siano.

    E cio’ senza nemmeno andare ad analizzare il post di blackboard rilanciato da wattsup rilanciato da climatemonitor e senza che a nessuno di loro sia venuta la voglia di andare a vedere come sono stati generati quei dati … Comunque anche se fossero affidabili (e a mio avviso non lo sono) non e’ possibile arrivare a quelle conclusioni.

  22. Giulioon Mag 22nd 2009 at 02:19

    :-)…se vuoi possiamo metterci a fare sofismi menando il can per l’aia, ma se preferisci capirmi, credo che non ti sarà difficile…

    per variabili sconosciute intendo processi integranti del sistema clima che non sono affatto compresi, come per esempio la fisica delle nubi, ancora largamente da studiare…ma ce ne sono altri…tutto ciò che non si conosce, non si conosce nel senso che sappiamo che c’è (le nuvole le vediamo tutti:-)) ma sappiamo di non saperlo ben descrivere, influisce sul risultato finale con un incertezza che non è calcolabile…e dunque i valori di probabilità finali non hanno alcun senso…se poi “variabili” ti sembra una definizione non proprio esatta, dagli pure un altro nome, non mi offendo :-), ma il risultato non cambia…

    sui dati dei trend, mi sembra strano che siano poco attendibili, non si tratta forse semplicemente di prendere i trend e di confrontarli con i dati di temperatura rilevati? non dovrebbe essere un’operazione che si presta a molte manipolazioni, ma soprattutto, dato che non conosco modelli che prevedevano un trend termico al ribasso per 4 anni, anche senza dati ho la sensazione che i modelli siano fuori strada…

    4 anni sono pochi?…poco, tanto… sono una finestra del 5% su una previsione a 80 anni…se fra altri 5 anni le cose non sono cambiate, aspettiamo il prossimo tagliando dei 20 anni? 🙂

    e per quanto ne so la meteorologia si occupa di previsioni a 4-5 giorni, non a 4-5 anni 😉

    buonanotte

  23. Alessandroon Mag 22nd 2009 at 04:29

    Scusate l’OT ma quando una vecchia conoscenza di climalteranti viene citata su scienceblogs.com non posso fare a meno di riportare la novella. Per chi se lo fosse perso, Maurizio Morabito viene citato e ampiamente smontato da William M. Connolley sull’analisi che ci fosse consenso scientifico sul global cooling negli anni ’60.

  24. NoWayOuton Mag 22nd 2009 at 11:29

    @Giulio

    Capito che le variabili sono conosciute, mi sfugge la ragione della non calcolabilita’ dell’incertezza. I metereologi lo sanno bene, prevedono ad esempio una certa quantita’ di pioggia e poi osservano le differenze con con il dato effettivo. Non sono ancora in grado di riprodurlo nei modelli ma sanno, ad esempio, che esiste un’incertezza variabile con il ciclo diurno/notturno. Se si conosce la base fisica di un fenomeno si puo’ sempre valutarne l’incertezza.

    I trend di breve periodo sono per definizione incerti (oltre che manipolabili) in quanto estremamente sensibili alla scelta degli estremi. E’ un noto problema matematico nell’analisi delle serie temporali in presenza di rumore, o variabilita’ intrinseca se preferisci; cio’ e’ ancor piu’ vero in presenza di autocorrelazione come nel caso del sistema climatico.

    Ma senza bisogno delle sofisticherie statistiche, anche una semplice analisi visuale della serie temporale delle temperature dovrebbe farti accorgere che la variabilita’ di trend di breve periodo e’ enorme; e lo stesso dicasi per i modelli. Forse non l’hai mai notata in quest’ultimi perche’ in genere viene mostrata una media su molti modelli o su molti run di un singolo modello o una combinazione dei due; e’ la procedura corretta quando si vuole analizzare il trend e non la varibilita’ del sistema. L’altra faccia della medaglia e’ che ovviamente si perde l’informazione sulla variabilita’ di breve periodo.

    Precisato questo, non voglio sostenere che negli ultimi anni non c’e’ stato alcun rallentamento del trend di riscaldamento. Voglio solo dire che al momento non siamo in grado di separarlo dalla variabilita’ intrinseca del sistema e che comunque ancora non cambia nulla (purtroppo) per quello che e’ l’andamento generale di lungo periodo.

    P.S. La revisione si fa per legge ogni due anni anche se la macchina e’ stata ferma in garage 😀
    P.S.2 Capisco la preoccupazione per cosa ci aspetta nei prossimi decenni, ma nel frattempo la notte cerca di dormire 😀

  25. Antonello Pasinion Mag 22nd 2009 at 16:23

    Sulla variabilità nel trend di breve periodo dei modelli climatici c’è un interessante articolo recente di Easterling & Wehner, che mostra brevi periodi di rafreddamento anche in modelli guidati da una continua crescita di gas ad effetto serra. Per chi è interessato ne discuto brevemente qui:
    http://antonellopasini.nova100.ilsole24ore.com/2009/04/riscaldamento-o-raffreddamento-del-clima.html

  26. […] affrontare il problema in tutti suoi aspetti. Sui modelli un bell’articolo di Carlo Cacciamani: Climalteranti I modelli del clima e la gestione dell?incertezza __________________ […]

  27. […] ha riproposto le sue tesi sulla debolezza delle “previsioni climatiche”, già discusso in un precedente post di Climalteranti. Anche le tesi negazioniste di Pietro Vietti, giornalista de Il Foglio, diretto dallo stesso […]

  28. […] alcune critiche sono motivate altre no. Consiglio la lettura di questo articolo di C. Cacciamani: Climalteranti I modelli del clima e la gestione dell?incertezza __________________ Marco Pifferetti Albinea – Reggio E. […]

  29. […] e tutti siamo d’accordo che sia giusto così. Il Prof. Bellone è liberissimo di non conoscere le basi scientifiche e gli strumenti modellistici con cui si elaborano le proiezioni climatiche, o anche solo le differenze fra proiezioni e previsioni e di voler trasmettere le sue opinioni al […]

  30. […] pressione atmosferica al suolo e precipitazione siano notevolmente diminuiti, pur con i margini di incertezza che sono per altro dichiarati in maniera molto precisa e con il massimo della trasparenza. […]

  31. […] bolognese ripete spesso (ad esempio qui e qui) e di cui abbiamo già mostrato l’inconsistenza qui e qui. Non sapremo prevedere il tempo di un dato giorno a fine secolo, ma le proiezioni climatiche […]