Sul concetto climatico e statistico di normalità e anomalia, periodo di riferimento, media, ecc ...

[CausaEffetto]

Spesso sul forum nascono questioni circa il concetto di normalità ed anomalia, questioni sull’utilizzo corretto delle medie, ecc … In questa sezione proviamo a parlarne, a discutere liberamente con lo scopo di comprendere limiti e pregi di tali concetti e, soprattutto, di imparare a farne un uso proprio in modo tale da non dover tornare ad approfondire la questione in altre discussioni poiché spesso si va OT rispetto al tema trattato.


Alcuni concetti sono già stati espressi recentemente in alcuni thread, che riporto.


Il clima cambia o la memoria storica sta andando persa?

Ma è corretto dire tempi di ritorno millenari in un clima esposto a continuocambiamento?

Poni una questione fondamentale. Dal momento che una caratteristica del clima è proprio la mutevolezza, al variare delle frequenze di accadimento degli eventi inevitabilmente anche il tempo di ritorno subisce modifiche essendo l'inverso della frequenza. Concetti come frequenza, tempo di ritorno, media, variabilità, normalità presentano carattere di relatività rispetto al periodo di riferimento. In climatologia non esiste il concetto assoluto di normalità climatica data la natura stessa del clima. In particolare il tempo di ritorno è un concetto utilizzato più in idrologia che in climatologia in quanto fornisce una stima della probabilità di accadimento espressa anziché in percentuale in tempo cronologico. Ciò permette di confrontarsi con un parametro dalle caratteristiche maggiormente "umane" essendo rapportabile alla durata della vita umana o alla durata delle progettazioni umane permettendo quindi un più semplice conteggio del costo/beneficio nell'intraprendere un'opera che deve avere utilità in termini di durata temporale compatibile con le esigenze della nostra esistenza. Tornando alla tua domanda in senso stretto non ha senso parlare in termini assoluti né di tempo di ritorno, né di media climatica, né di normalità climatica, ma questi concetti se utilizzati in termini relativi assumono eccezionale rilevanza pratica

Ipotesi estive

il periodo di riferimento è 1800-2012 e il caldo anomalo è relativo a quel periodo a cui mi riferisco. Fatto sta che se non ci mettiamo d'accordo sui termini da usare, ogni discussione viene travisata.

Lo so che sono pesante ma ci tengo a precisare un aspetto troppo trascurato quando si parla di anomalia e/o deviazione standard. La deviazione standard è una misura di dispersione dei dati riferita al campione oggetto di analisi, non è una misura da utilizzare "fuori" campione. Mi spiego meglio contestualizzando. Ipotizziamo il trentennio estivo 1981-2010. Il 2003 è parte del campione. Il 2003 è anomalo non perché si discosta di 4 deviazioni standard (a puro titolo di esempio) dalla media di riferimento 1971-2000 ma perché si discosta di 3 deviazioni standard dalla media di riferimento 1981-2010, cioè del campione di cui fa parte. Il 2003 è anomalo perchè rispetto alle restanti 29 estati del periodo 1981-2010 è quello che si discosta dalla media per un valore limite. Pur essendo inserito in un trend al rialzo (media 1981-2010 superiore a media 1971-2000, 1961-1990, ecc ..) anche in un contesto estivo più caldo rispetto al passato il 2003 si distingue per eccesso di scostamento dal limite centrale, si colloca troppo "lontano" dalla media anche rispetto alla variabilità media del periodo di cui fa parte. Spero di essermi spiegato meglio e credo che ora converrai con me che stiamo convergendo sull'utilizzo dei termini

ti eri spiegato benissimo anche prima, per lo stesso motivo che hai ben spiegato invece di prendere in esame un solo anno(2003) posso prendere un periodo(1998-2012) Posso nei soliti termini, prendendo il riferimento di dati 1800-2012, definire anomalo il periodo estivo italiano 1998-2012. Altrimenti se non posso farlo anche il periodo di 90 giorni dell'estate 2003 non può essere definito anomalo.

Esattamente ... sempre però nel contesto di relatività del concetto di anomalo e normale. In generale, più il periodo di riferimento è lungo più il concetto di anomalo e normale assume valenza in quanto allargando l'orizzonte temporale si tende ad attribuire il giusto peso alle oscillazioni climatiche di lungo termine, avvicinandoci così al concetto di clima in senso assoluto. Il termine anomalo utilizzato nel confronto rispetto ad un trentennio di riferimento è improprio. Più opportuno utilizzare il termine scostamento.

[Rws]

Avevo appena risposto di la. Riporto immediatamente qua.


Cosa vuol dire effettivamente anomalo? Non "normale"?
Se fosse così, parlando ad esempio del 2003, dovremmo arrivare alla conclusione che sia intervenuto qualche fattore "esterno" al sistema climatico. Altrimenti il fatto stesso che si sia verificato mi porta alla considerazione che tutto si possa dire tranne che sia "anomalo", anche se considerassi un periodo di 200 anni.
Preferisco di gran lunga scostamento.
Spero di essere stato chiaro.

[Nix novariensis]

Non mi addentro nella difinizione "statistica", ma penso che il problema nasca innanzitutto da chi vuol minimizzare il cambiamento climatico in atto
Infatti uno dei feedback dei negazionisti "talebani" è: evento "forte" tipo estate 2003 ---> si è verificato ---> ha un nesso di casualità ben preciso ---> va considerata normale proprio per il solo fatto di essersi verificato
Della serie "tutto ciò che ha una causa è normale"
Bel concetto di comodo, oserei dire

[CausaEffetto]

Avevo appena risposto di la. Riporto immediatamente qua. Cosa vuol dire effettivamente anomalo? Non "normale"? Se fosse così, parlando ad esempio del 2003, dovremmo arrivare alla conclusione che sia intervenuto qualche fattore "esterno" al sistema climatico. Altrimenti il fatto stesso che si sia verificato mi porta alla considerazione che tutto si possa dire tranne che sia "anomalo", anche se considerassi un periodo di 200 anni.
Preferisco di gran lunga scostamento.
Spero di essere stato chiaro.

Non mi addentro nella difinizione "statistica", ma penso che il problema nasca innanzitutto da chi vuol minimizzare il cambiamento climatico in atto
Infatti uno dei feedback dei negazionisti "talebani" è: evento "forte" tipo estate 2003 ---> si è verificato ---> ha un nesso di casualità ben preciso ---> va considerata normale proprio per il solo fatto di essersi verificato
Della serie "tutto ciò che ha una causa è normale"
Bel concetto di comodo, oserei dire

In senso assoluto i termini anomalo, non normale, normale in climatologia non esistono. Tutto ciò che accade al sistema clima è normale, indipendentemente dalla cause. Se Obama decidesse di radare al suolo tutta la foresta pluviale o sciogliere tutto il ghiaccio dell'antartide oppure se un'asteroide di dimesioni bibliche cadesse sulla terra, gli effetti sul clima sarebbero del tutto normali in quanto legati inevitabilmente a quanto accaduto.

Assisteremmo semplicemente ad una risposta rispetto ad un evento. Sia che la temperatura aumentasse mediamente di 10°c o diminuisse mediamente di 10°c sarebbe del tutto normale quella varizione, quello scostamento rispetto al passato. E qui entra in gioco la relatività del confronto. In termini relativi sarebbe una variazione termica anomala poiché risulterebbe una varibilità sensibilmente superiore rispetto a quanto osservato in riferimento al periodo di riferimento.

Scostamento = valenza in senso assoluto
Anomalo, Normale = valenza in senso relativo

L'estate 2003 è normale in senso assoluto cioè in riferimento ad un arco temporale "infinito" che abbracci tutta la storia climatica passata, presente e futura del pianeta terra, mentre risulta un evento anomalo rispetto a qualsiasi periodo di riferimento di durata temporale finita, cioè da quando esistono le rilevazioni termometriche.

[Nix novariensis]

In senso assoluto i termini anomalo, non normale, normale in climatologia non esistono. Tutto ciò che accade al sistema clima è normale, indipendentemente dalla cause. Se Obama decidesse di radare al suolo tutta la foresta pluviale o sciogliere tutto il ghiaccio dell'antartide oppure se un'asteroide di dimesioni bibliche cadesse sulla terra, gli effetti sul clima sarebbero del tutto normali in quanto legati inevitabilmente a quanto accaduto.

Assisteremmo semplicemente ad una risposta rispetto ad un evento. Sia che la temperatura aumentasse mediamente di 10°c o diminuisse mediamente di 10°c sarebbe del tutto normale quella varizione, quello scostamento rispetto al passato. E qui entra in gioco la relatività del confronto. In termini relativi sarebbe una variazione termica anomala poiché risulterebbe una varibilità sensibilmente superiore rispetto a quanto osservato in riferimento al periodo di riferimento.

Scostamento = valenza in senso assoluto
Anomalo, Normale = valenza in senso relativo

L'estate 2003 è normale in senso assoluto cioè in riferimento ad un arco temporale "infinito" che abbracci tutta la storia climatica passata, presente e futura del pianeta terra, mentre risulta un evento anomalo rispetto a qualsiasi periodo di riferimento di durata temporale finita, cioè da quando esistono le rilevazioni termometriche.

Concordo...infatti ho voluto semplicemente sottolineare come il concetto di anomalia/normalità venga usato a "comodo" da chi nega a tutti i costi il GW

[CausaEffetto]

Concordo...infatti ho voluto semplicemente sottolineare come il concetto di anomalia/normalità venga usato a "comodo" da chi nega a tutti i costi il GW

Purtroppo è proprio così, si strumentalizza. L'importante è riconoscere le strumentalizzazioni e comprendere che anomalie ricorrenti sono sintomatiche di cambiamenti climatici in atto.

[Josh]

Purtroppo è proprio così, si strumentalizza. L'importante è riconoscere le strumentalizzazioni e comprendere che anomalie ricorrenti sono sintomatiche di cambiamenti climatici in atto.

Pare facile ma convincilo tu il caldofil/minimizzatore di turno!!!

[Rws]

Concordo...infatti ho voluto semplicemente sottolineare come il concetto di anomalia/normalità venga usato a "comodo" da chi nega a tutti i costi il GW

Non mi addentro nella difinizione "statistica", ma penso che il problema nasca innanzitutto da chi vuol minimizzare il cambiamento climatico in atto
Infatti uno dei feedback dei negazionisti "talebani" è: evento "forte" tipo estate 2003 ---> si è verificato ---> ha un nesso di casualità ben preciso ---> va considerata normale proprio per il solo fatto di essersi verificato
Della serie "tutto ciò che ha una causa è normale"
Bel concetto di comodo, oserei dire

A scanso di equivoci io non sono un negazionista, anzi.
Il problema è che oltre a chi vuole minimizzare c'è anche chi vuole "massimizzare".
Degli scenari apocalittici dipinti da decenni non c'è praticamente traccia; il riscaldamento mi sembra evidente ma il trend comunque non ha assunto i connotati da più parti proposto.

Sul grassettato: è proprio così! Se la causa non è del tutto estranea al sistema climatico.
E non capisco cosa ci sarebbe di comodo...
Il problema semmai è la definizione precisa della causa.

[Nix novariensis]

A scanso di equivoci io non sono un negazionista, anzi.
Il problema è che oltre a chi vuole minimizzare c'è anche chi vuole "massimizzare".
Degli scenari apocalittici dipinti da decenni non c'è praticamente traccia; il riscaldamento mi sembra evidente ma il trend comunque non ha assunto i connotati da più parti proposto.

Sul grassettato: è proprio così! Se la causa non è del tutto estranea al sistema climatico.
E non capisco cosa ci sarebbe di comodo...
Il problema semmai è la definizione precisa della causa.

Non mi riferivo a te, comnque forse non mi sono spiegato bene
Il motivo per cui alcuni negano l'esistenza di un anomalia (ma chiamiamola pure "comportamento diverso da quello che è capitato negli ultimi secoli) è solo per minimizzare il GW
Che poi i fenomeni abbiano tutti una causa che li provoca, ok...lì d'accordo
Ma non per questo va negato quando c'è un comportamento diverso di tali fenomeni rispetto al passato

[FunMBnel]

Interessante che un topic che si propone di fare chiarezza in senso statistico su "normalità", "anomalia" ecc. ecc. ecc. sia diventato una diatriba sul GW nel giro di 3 post.
Ora provo ad aprire un OT sulle ipotesi climatiche dei recenti esopianeti per vedere se si batte il record...