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Riscaldamento globale: aumento significativo, pausa o altro?

Pubblichiamo la traduzione di un post di Stefan Rahmstorf pubblicato sul blog Realclimate, a cui facciamo gli auguri per il 10° compleanno.

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L’Organizzazione Meteorologica Mondiale ha appena annunciato che “l’anno 2014 che sta per finire sembra avviato ad essere il più caldo o uno dei più caldi della serie”; mi sembra dunque il caso di dare uno sguardo ai recenti cambiamenti della temperatura globale del pianeta. Farò uso dell’ottimo strumento di visualizzazione delle temperature e calcolo dei trend  di Kevin Cowtan per presentare alcune figure. I dati sono quelli dell’Hadley Climate Research Unit (HadCRUT4), che possiede l’algoritmo più sofisticato per riempire gli intervalli di dati mancanti, specie nell’Artico, ricorrendo all’ausilio del satellite. Naturalmente, le medesime conclusioni possono essere tratte utilizzando altre banche dati. Cominciamo dall’analizzare l’intera serie dati, che ha inizio nel 1979 quando i dati satellitari sono diventati disponibili (e comunque poco dopo l’inizio del riscaldamento globale).

Fig. 1. Valori medi mensili (crocette blu), media mobile 12 mesi (linea rossa), trend lineare (linea blu centrale) e intervallo di incertezza (linee blu sottili laterali) della temperatura globale dal 1979 ad oggi.

Si nota chiaramente un trend lineare di riscaldamento di 0.175 °C per decennio, con un intervallo di confidenza di ± 0.047 °C per decennio. Questo e’ il riscaldamento globale misurato dai dati.

Sicuramente vi sarà capitato di aver udito affermazioni quali “non si è verificato alcun riscaldamento dal 1998 in poi”. Diamo allora uno sguardo alle temperature a decorrere dal 1998 (l’anno che più si discosta dalla linea blu del trend nel grafico precedente.)

Fig. 2. Temperatura globale dal 1998 ad oggi.

Si nota un trend positivo (linea blu) di +0.116 °C per decennio; l’affermazione che non si è registrato alcun riscaldamento è quindi sbagliata. Ma si tratta di un riscaldamento significativo? L’intervallo di confidenza del trend (± 0.137) suggerirebbe di no, in quanto il trend potrebbe risultare +0.25 °C o anche zero o anche leggermente negativo. Quindi siamo sicuri che esista un trend positivo del riscaldamento?

Questo ragionamento è errato in quanto fraintende il significato dell’intervallo di confidenza. Gli intervalli di confidenza non ci dicono se il riscaldamento ha avuto luogo – nel caso nostro certamente si – e non hanno a che fare con le incertezze della misura (che sono molto basse). Ci dicono invece se possiamo o no scartare l’ipotesi (la cosiddetta ipotesi nulla) che il trend di riscaldamento osservato sia dovuto esclusivamente alla variabilità casuale (come quella di un trend lineare nel quale taluni valori variano casualmente.) In conclusione, gli intervalli di confidenza (e la loro significatività statistica) non ci dicono se il fenomeno del riscaldamento globale abbia avuto luogo o no, ma semplicemente qual’é la possibilità che sia avvenuto casualmente.

Anche se non vi fosse alcun rallentamento nell’aumento delle temperature, un recente episodio di riscaldamento potrebbe ugualmente essere non significativo statisticamente, come nel caso che segue:

Fig 3. Temperatura globale dal 1999 al 2010.

Nell’intervallo 1999-2010 il trend del riscaldamento è in realtà superiore al trend di lungo termine (0.175 °C per decennio). Ciò nonostante non è significativo statisticamente. Ciò non ha nulla a che vedere con il fatto che il trend si stia riducendo; è invece conseguenza del fatto che l’intervallo di confidenza è aumentato in quell’intervallo temporale. Questo può essere semplicemente dovuto alla brevità dell’intervallo temporale. Difatti, in un intervallo breve la variabilità casuale può aver maggior peso che in un periodo più lungo. (Se oggi è più caldo di ieri di 5 °C, ovviamente significa che è aumentata la temperatura. Ma ciò non vuol dire che il fatto sia statisticamente significativo perché potrebbe essere dovuto alla naturale variabilità del tempo meteorologico.)

L’insegnamento che ne consegue è che bisogna usare intervalli temporali sufficientemente lunghi, come nella fig.1, per evidenziare il vero segnale del cambiamento climatico al netto del rumore di breve periodo. Tutti i climatologi sono consapevoli di ciò e l’IPCC lo ha detto chiaramente. Gli “scettici climatici” sono sempre alla ricerca di valori anomali in seno a una serie dati di per sé rumorosa, onde poter fare affermazioni contro il riscaldamento globale. A riguardo, si veda il mio articolo del 2009 sul Guardian: Climate sceptics confuse the public by focusing on short-term fluctuations, ove discuto le affermazioni fuorvianti di Björn Lomborg a proposito del livello del mare.

Tuttavia, ai media non piace dibattere se esista o meno un trend di riscaldamento dal 1998 in poi che si ponga al di fuori della variabilità naturale. La questione che si pongono é invece: il riscaldamento successivo al 1998 è significativamente meno rapido rispetto al trend di lungo periodo? O in altre parole: la differenza potrebbe essere dovuta puramente al caso, ovvero alla variabilità naturale? La risposta è chiara: il valore di 0.116 °C/decennio per il periodo successivo al 1998 non è significativamente diverso dal valore di 0.179 °C/decennio del periodo dal 1979 ad oggi. Basta guardare gli intervalli di confidenza. La differenza rientra ampiamente nell’intervallo di variabilità di breve termine della serie temporale. (Ovviamente i climatologi sono anche interessati a comprendere i meccanismi fisici dietro a questa variabilità di breve termine della temperatura globale. Diverse ricerche, tra le quali una mia e di Grant Foster, hanno evidenziato che tale variabilità é per lo più da attribuire al fenomeno di El Niño-Oscillazione Meridionale.) In pratica, non c’è stato un rallentamento del riscaldamento globale, né tantomeno una pausa.

Esiste anche una maniera piú elegante per dimostrare questo stesso punto, chiamata change point analysis (Fig. 4). Questa analisi è stata eseguita per Realclimate da Niamh Cahill della School of Mathematical Sciences, University College Dublin.

Fig. 4.Temperatura globale (valori annuali GISTEMP data 1880-2014) e segmenti di trend lineari ottenuti con la change point analysis. (Si noti che il valore del 2014 è riferito ai soli valori Gennaio-Ottobre 2014). Grafico di Niamh Cahill.

Questa tecnica suddivide le serie temporali in diverse parti aventi un differente trend lineare. Anzichè effettuare una selezione soggettiva di taluni intervalli, come ho fatto io stesso nella fig.3, questo algoritmo esamina oggettivamente le serie dati e individua cambi statisticamente significativi nel trend. In pratica questo algoritmo fa una scansione di tutti i dati ed individua la combinazione di segmenti temporali che produce la corrispondenza migliore tra trend e serie dati. Nel caso in questione la soluzione ottimale è quella di adottare tre punti di discontinuità, approssimativamente negli anni 1912, 1940 e 1970. Se si costringe l’algoritmo ad adottare 4 punti non vi è modo di ottenere una soluzione migliore poiché, secondo Cahill, l’analisi non converge. Applicando questa tecnica si deduce che non esiste nessun cambiamento significativo nel trend del riscaldamento globale né nel 1998 né in nessun altro degli anni seguenti.

Riassumendo: il fatto che il riscaldamento dal 1998 ad oggi non sia significativo è del tutto irrilevante. Il riscaldamento è reale (in tutte le serie temporali di dati di temperatura alla superficie), ed è sostanzialmente sbagliato affermare che il riscaldamento si sia arrestato nel 1998. Il riscaldamento è proseguito malgrado la scelta del tutto strumentale del 1998 (anno particolarmente caldo) come punto di partenza.

Ciò che è invece importante da rilevare è che il riscaldamento dal 1998 ad oggi non è significativamente inferiore rispetto a quello di lungo periodo. Pertanto, benché si sia in presenza di un rallentamento, questo rallentamento non è significativo nel senso che non si pone al di fuori della variabilitá interannuale, sempre presente nelle serie temporali.

Ora, dato l’elevato valore della temperatura del 2014, vediamo lo stesso discorso farsi largo nei media, stavolta con l’affermazione “la pausa del riscaldamento globale è terminata”. Ciò è doppiamente sbagliato, in primis perché non vi é mai stata una pausa significativa, e in seconda battuta perché un solo anno non é sufficiente a determinare se il trend sia cambiato o meno. Basta guardare la Figura 1 o la Figura 4: dal 1970 in poi vi è un unico trend di riscaldamento, al quale si sovrappongono episodi di variabilità naturale di breve periodo.

 

Traduzione di Luigi Ciattaglia e Gabriele Messori

Articolo originale di RealClimate qui

12 responses so far

12 Responses to “Riscaldamento globale: aumento significativo, pausa o altro?”

  1. Max72on Dic 21st 2014 at 07:34

    Il buon senso dovrebbe bastare per smentire gli scettici , negazionisti, rematori contro e ciarlatani vari che inneggiano alla nuova era glaciale (sempre puntualmente rimandata di anno in anno). Quando il buon senso non basta, sono utili articoletti come questo, dove con un po’ di matematica (neanche a livello troppo complesso, uno studente del biennio delle superiori dovrebbe arrivarci benissimo) si dimostra la fallacita’ di certi argomenti negazionisti, basati sia sull’ ignoranza sia sulla cattiva fede.
    Significativo il fatto che questa gentaglia abbia persino la sfacciataggine di accusare altri di corruzione e mala fede,quando solo loro i faziosi e manipolatori.

  2. Danielaon Dic 21st 2014 at 09:23

    Lima si è conclusa con un finto accordo che rimanda ancora alle Idi di marzo di Parigi. Non credo sia ignoranza, temo sia pochezza di spirito e senso di onnipotenza. Forse arriverà la Sesta ESTINZIONE di Massa.

  3. giovanni dittaon Dic 21st 2014 at 11:38

    ai tanti negazionisti che non la smettono di ragliare: ciò che indigna di più è la malafede!

  4. Paolo Gabriellion Dic 21st 2014 at 15:29

    @Daniela,

    La sesta estinzione di massa e’ gia’ in corso ed il libro “The sixth extintion” di Elizabeth Kolbert lo documenta in maniera straordinaria:

    http://en.wikipedia.org/wiki/The_Sixth_Extinction_%28book%29

    E’ anche uno dei migliori 10 libri del 2014 secondo il New York Times:

    http://www.nytimes.com/2014/02/16/books/review/the-sixth-extinction-by-elizabeth-kolbert.html?_r=0

    Personalmente, lo trovo di gran lunga il miglior libro di divulgazione scientifica che ho mai letto. Da leggere (o regalare!) subito.

  5. Daniela Greenon Dic 21st 2014 at 15:44

    Grazie Paolo, gentilissimo. Ne avevo sentito parlare ma dopo il tuo commento lo acquisterò.

  6. Stefano Caserinion Dic 25th 2014 at 20:29

    @ Paolo
    me l’ha portato Babbo Natale… lo leggero’ a breve
    Intanto se vuoi scriverci una recensione…
    auguri
    Stefano

  7. Annaon Dic 26th 2014 at 18:49

    hissà perchè c’è chi pensa che a taluni interesserebbe avere un clima più freddo!
    A proposito invece della considerazione espressa sopra:

    “Il riscaldamento è reale (in tutte le serie temporali di dati di temperatura alla superficie), ed è sostanzialmente sbagliato affermare che il riscaldamento si sia arrestato nel 1998. Il riscaldamento è proseguito malgrado la scelta del tutto strumentale del 1998 (anno particolarmente caldo) come punto di partenza.”

    Nel caso, tale ipotesi pare fare il pari con quella di far partire tali considerazioni dal 1970 e non invece dal 1940.

  8. Riccardo Reitanoon Dic 26th 2014 at 19:45

    Anna
    vari motivi, uno dei quali è mostrato nel post qui tradotto.

  9. oca sapienson Dic 27th 2014 at 13:15

    Anna,
    tale ipotesi pare fare il pari con quella di far partire tali considerazioni dal 1970 e non invece dal 1940.
    Infatti nel post le considerazioni partono dal 1880.

    Paolo Gabrielli,
    quoto Stefano C., se hai voglia e tempo.

  10. stefanoon Dic 28th 2014 at 09:32

    anche a solo livello europeo, perché ci viviamo, considerare una ‘pausa’ quello che è accaduto negli ultimi 15 anni è alquanto strano..
    abbiamo avuto l’estate del 2003 (seguite da almeno un paio che hanno tentato di imitarla..), gli autunni mediamente molto caldi e ultra-piovosi, inverni freddi solo in alcune zone o per brevi periodi, primavere simili alle estati di 30-40 anni fa ecc..ecc..
    Ovvio che poi le misurazioni non avvengono col termometro di casa, ma il cambiamento circolatorio a me è apparso evidente..
    Basterebbe citare gli anticicloni africani che stazionano per settimane su enormi territori mediterranei (e non solo..) e la sparizione per molti giorni in inverno dell’alta russo-siberiana..per non citare il vortice polare che gira come una trottola tutto l’anno..con brevi periodi di stanca..
    ciao!
    stefano

  11. […] 4 – negli ultimi 18 anni le temperature globali sono chiaramente aumentate (l’anno più caldo è stato il 2014, e sarà superato dal 2015), vedi qui , qui e qui. […]

  12. […] globale, pausa che in realtà non si è mai verificata, come è già stato più volte detto (vedi qui qui e qui), e come è anche facilmente visibile sia da questa animazione che da questo grafico (che […]