gw ed heat waves

[elz]

Un TD apposta per non inquinare tutti gli altri, intanto un paio di immagini, la prima mette in evidenza una cosa ovvia ovvero che il gw ha fortemente alterato l'estensione delle aree di caldo anomalo e fortemente ridotto le aree fredde (<-0.43 sigma) ed anche quelle nella norma, infatti se nella media pre-gw le aree fredde,calde e nella norma coprivano 1/3 della superficie a testa negli anni 2000 le aree fredde sono sotto al 10%, quelle nella norma tra il 10 ed il 20% circa e quelle calde tra il 70 e l'80%; inoltre sono anche aumentate parecchio le aree di caldo anomalo che oramai sono prossime al 10% delle aree di terra dell'emisfero nord in estate(con una punta di quasi il 20% nel 2010):
hansum.png

Un'altra questione è come sono variati i pattern atmosferici e se questo possa essere legato al gw o no, dal 1979 al 2011 i trend nei geopotenziali estivi hanno questo andamento:
trendhgt.jpg
che riflette quanto spesso osservato negli ultimi anni ovvero NAO- e dipolo artico sovrapposto ad un trend globale positivo.
La variazione di temperatura riflette questo pattern sovraimposto al riscaldamento di fondo ad eccezione del pacifico dove sono evidenti gli effetti del trend verso la nina(le teleconnesioni dell'enso nel nord pacifico alterano le sst prevalentemente durante la stagione invernale e le anomalie poi tendono a persistere anche in estate), nel nord atlantico invece l'area a trend negativo nei gpt coincide con un'area di oceano a trend circa nullo così come in russia centrale, i massimi di riscaldamento sono sull'est europa,medioriente/ russia occidentale nell'artico e in alcune aree dell'estremo oriente.
GHCN_GISS_HR2SST_250km_Trnd0603_1979_2011.gif

chiaramente non c'è alcuna compensazione delle anomalie positive e negative ma sovrapposizione del trend positivo globale a specifici pattern che amplificano il riscaldamento in alcune aree e lo smorzano fino ad annullarlo su alcune limitate aree.

[steph]

Ottimo, elz!
Intanto, allora, posto qua una mia risposta in tema che ho scritto su altro td, scusandomi per l'autoquote

Tutto ciò col GW non c'entra nulla non perchè da un lato fa caldo e dall'altro freschino, che potrebbero essere due facce della stessa medaglia, ma perchè non è ancora stato possibile dimostrare sperimentalmente e con il dovuto consenso questa relazione tra l’alterazione del bilancio radiativo e gli eventi estremi, nella fattispecie la relazione tra aumento globale della temperatura e hot waves.

I sostenitori dell' AGW, non potendo seguire quella strada, sono tentati di seguire la via statistica ipotizzando che uno shift di temperatura produca una variazione nella probabilità di accadimento degli eventi ma anche in questo caso ci troviamo difronte ad una correlazione che non trova riscontro fisico in quanto bisogerebbe prima dimostrare che una variazione della temperatura media inneschi un processo di anomalia configurativa in grado di variare successivamente le frequenze degli eventi misurati.

Ma passare da shift positivo di temperatura direttamente a probabilità di eventi estremi è una forzatura non solo di natura fisica ma anche di natura statistica dal momento che vi è ampio consenso sul fatto che le frequenze degli eventi sono molto più sensibili ad un mutamento in varianza e/o simmetria piuttosto che ad una variazione in media.

Non sono molto d'accordo. È vero che è molto difficile riuscire trovare una connessione fra alterazione del bilancio radiativo e associato accumulo di energia infrarossa e cambiamento dei pattern di circolazione/del jetstream, anche se ci sono già alcune evidenze in tal senso a riguardo per es. delle medie latitudini e anche se l'incremento medio della troposfera qualcosa si lascia dientro. In tal senso, non me la sento ancora di collegare il mini-ciclo in cui le estati europee degli ultimi 6 anni sembrano essere entrate (SNAO-, Dipolo Artico e HP polari e/o groenlandesi, LP su UK, rimonte africane su EU sudorientale) e GW. Ma non escluderei nulla, a priori.
D'altra parte il mondo della ricerca scientifica in questo ambito (non capisco bene a cosa alludi quando parli de i sostenitori dell'AGW) non ha mica bisogno - come dici - di seguire la sola via statistica per dimostrare la connessione fra GW e frequenza di heatwaves. Già dal punto di vista statistico, ci starebbe benissimo perché un aumento della T media globale si riflette in differenze regionali e porta con sé il cambiamento della distribuzione gaussiana.
Ma è soprattutto dal punto di vista fisico che la cosa è ampiamente sostenibile.
Stiamo parlando di un sistema in cui lo stato dell’atmosfera e degli oceani è mutato, gli eventi meteorologici sono influenzati da un clima mutato (da squilibri nel bilancio dei flussi di energia) perché le condizioni ambientali al contorno nei quali si manifestano sono più calde e più umide di prima. Dunque un singolo evento ovviamente non è una conseguenza del cambiamento climatico, ma condizioni climatiche mutate influenzano il modo in cui gli eventi estremi si manifestano.
Stiamo parlando di un sistema in cui, in presenza di più energia, le escursioni dalla media si amplificano e questo lo si impara, fra l'altro, ai basilari corsi di Stat Mech I.
Stiamo parlando di un sistema in cui l'accumulo di energia muta i flussi di acqua in atmosfera e gli associati processi non lineari di feedback e i cui effetti, per es., possono implicare un cambiamento nella modalità con la quale si manifestano evaporazione e precipitazioni anche alle medie latitudini (ad es. piogge più concentrate ed intense). E, parallelamente, questo può portare ad avere maggiori siccità durante la bella stagione; il chefavorisce una maggior frequenza di heatwaves. Guarda per es. l’indice di Palmer, fornisce un’interessante informazione collaterale. E l’andamento di questo indice, globalmente, rispecchia abbastanza fedelmente quello termico: si nota una consistente riduzione grossomodo a partire dagli ultimi 35 anni in avanti.

[Meteorino]

davvero interessante....

[Cristian-Ostuni/Bologna]

scusami elz, nelle due mappe di gpt e t i valori sono in m/anno e °C/anno?

[CausaEffetto]

Partiamo da una definizione di cambiamento climatico:

A change in the state of the climate that (1) can be identified (e.g., by using statistical tests) by changes in the mean and/or the variability of its properties and that persists for an extended period, typically decades or longer. Climate change may be due to natural internal processes or external forcings, or to persistent anthropogenic changes in the composition of the atmosphere or in land use. (2) A changing climate leads to changes in the frequency, intensity, spatial extent, duration, and timing of extreme weather and climate events, and can result in unprecedented extreme weather and climate events.

e da una contestualizzazione di tale definizione agli eventi estremi:

(3) Changes in extremes can be linked to changes in the mean, variance or shape of probability distributions, or all of these. Some climate extremes (e.g., droughts) may be the result of an accumulation of weather or climate events that are not extreme when considered independently. (4) Many extreme weather and climate events continue to be the result of natural climate variability. Natural variability will be an important factor in shaping future extremes in addition to the effect of anthropogenic changes in climate.

IPCC

Consideriamo l'elemento climatico della temperatura media globale superficiale (solo terre emerse) utilizzando il dataset del progetto BEST analizzando un'arco temporale secolare (dal 1901 al 2011) delle anomalie su base mensile (periodo di riferimento 1951-1980):

Home|Berkeley Earth

e ritroviamo il trend positivo che caratterizza il campo termico negli ultimi 100 anni, cioè siamo difronte ad un cambiamento dello stato climatico (termico) identificato per mezzo di una variazione in media (1).

Shift Temperatura.png
shift temperatura

Ricordiamo che una variazione in media produce un mutamento delle anomalie nello stesso verso dello shift (positivo o negativo) causando un'attenuazione di quelle contrarie al verso ed un'amplificazione di quelle in linea con il verso.

Una variazione in varianza, invece, non è riscontrabile:

Varianza Stazionaria.png
varianza stazionaria

Pendenza dell'intervallo rispetto alla media = -0,0283719. Il p-value per H0: pendenza = 0 è 0,888857

Qualche dubbio in merito lo ha anche Tamino, dubbio che viene esteso alla metodologia di calcolo spaziale delle anomalie (quindi occhio quando si osservano carte regionali di anomalie):

Increased Variability? | Open Mind


Temperature Variability part 2 | Open Mind

(consiglio anche la lettura dei commenti ai sopracitati post)


Una variazione in varianza determina, invece, un maggior scostamento rispetto alla media quindi una maggior intensità delle anomalie (in entrambe le code ed indipendentemente dalla presenza di uno shift in media).

In sostanza il clima si estremizza maggiormente in presenza di una variazione in varianza piuttosto che in media poiché una variazione in varianza determina (2) una maggior frequenza degli eventi collocati nelle code della distribuzione dei dati (intensità), come appurato anche a livello accademico e cito solo questo interessante post (3):

Craps | Open Mind

anche se il maggior contributo alla variazione negli estremi deriva da un mutamento in simmetria/ forma della distribuzione dei dati. Maggiore è il momento statistico interessato da questo mutamento e maggiore è la variazione della frequenza degli estremi.

Detto questo, l'attuale shift positivo di temperatura sta determinando uno spostamento delle anomalie termiche lungo il verso di tale shift con l'ovvia conseguenza che assistiamo ad una riduzione delle anomalie negative e ad un aumento delle anomalie positive (in frequenza). Ma l'intensità delle stesse, a mio avviso, non sta significamente cambiando, cioè gli scostamenti rispetto alla media non si stanno ampliando in quanto come abbiamo visto non vi è nessuna variazione in varianza.

L'estate 2003 in Europa, oppure l'estate 2010 in russia o ancora il febbraio 2012 in italia, ecc ... non è così sicuro che siano correlati al GW, cioè allo shift positivo di temperatura in atto, ma potrebbero benissimo essere spiegati semplicemente in funzione della naturale variabilità climatica (4) in quanto non vi è evidenza di un trend (maggior frequenza) nel modulo dell'intensità di queste anomalie che si muovono semplicemente ad ampiezza costante intorno alle oscillazioni della media, pertanto si osserva esclusivamente una maggior frequenza di quelle positive ed una minor frequenza di quelle negative (a seconda delle oscillazioni del trend positivo sottostante) ma non una maggior intensità rispetto ad un riferimento secolare.

Intensità Anomalia.png
Intensità Anomalia

Approssimandosi il periodo feriale non garantisco risposte celeri nel proseguio della discussione anche perchè preparare questi post richiede veramente un sacco di tempo. Dal 12.08 al 27.08 staccherò del tutto

[elz]

scusami elz, nelle due mappe di gpt e t i valori sono in m/anno e °C/anno?

m/decennio per i gpt, per le t è la variazione nel periodo considerato ovvero trend/anno *numero di anni.

[elz]

Un lavoro che conferma quanto sopra, oltre ad essere aumentata la media e non essere cambiata la varianza è aumentata anche la skew della distribuzione (ovvero c'è una coda verso l'alto ), percui l'aumento degli estremi non è imputabile unicamente ad uno spostamento della media ovvero se le aree di terra si sono scaldate di 1.5°C per gli eventi estremi positivi l'aumento è superiore.
donat2012.jpg
The shifting probability distribution of global daytime and night-time temperatures

Nel mentre anche Luglio è stato il più caldo dal 1880 sulle aree di terra dell'emisfero nord, il 4° mese consecutivo che segna un nuovo massimo(supera il luglio del 2010).

[Marcoan]

Comunque io ribadisco sempre e sempre lo ribadirò, un semplicissimo concetto: premettendo che lo shift climatico degli ultimi 30/35 anni (dal 1976 circa) è stato molto veloce e forte ma probabilmete dovuto , a mio avviso, in gran parte ad una situazione teleconnettiva altrettanto forte(PDO ++, AMO++, attività solare media molto forte, conseguenti NINO molto più frequenti e forti), ma vogliamo una volta per tutte anche dire che se facciamo il confronto con un periodo in uscita dalla PEG è ASSOLUTAMENTE NORMALE avere un trend termico in crescita?.....e vogliamo anche dire che un aumento medio globale intorno a +0,6° rispetto a quel periodo (oovero oltre 150 anni fa) non è nulla di così catastrofico??
Ma chi fissa come periodo di riferimento la fine dell'800 come fosse, quel periodo, l' "optimum" di riferimento ??
Aggiungo: vogliamo anche dire che da circa una decina d'anni, il GW è praticamente quasi stabile dopo i due shift del 76 e del 98 ?

[elz]

Comunque io ribadisco sempre e sempre lo ribadirò, un semplicissimo concetto: premettendo che lo shift climatico degli ultimi 30/35 anni (dal 1976 circa) è stato molto veloce e forte ma probabilmete dovuto , a mio avviso, in gran parte ad una situazione teleconnettiva altrettanto forte(PDO ++, AMO++, attività solare media molto forte, conseguenti NINO molto più frequenti e forti), ma vogliamo una volta per tutte anche dire che se facciamo il confronto con un periodo in uscita dalla PEG è ASSOLUTAMENTE NORMALE avere un trend termico in crescita?.....e vogliamo anche dire che un aumento medio globale intorno a +0,6° rispetto a quel periodo (oovero oltre 150 anni fa) non è nulla di così catastrofico??
Ma chi fissa come periodo di riferimento la fine dell'800 come fosse, quel periodo, l' "optimum" di riferimento ??
Aggiungo: vogliamo anche dire che da circa una decina d'anni, il GW è praticamente quasi stabile dopo i due shift del 76 e del 98 ?

Il clima non deve diventare più caldo perchè prima ha fatto freddo, dopo la peg le temperature potevano benissimo continuare a calare se ci fossero state le condizioni, se fa più caldo è solo perchè le forzanti sono positive; e continuano ad esserlo , il 40% dell'aumento nell'heat content è avvenuto post 1998, ciò che avviene in superficie dipende anche da come si redistribuisce l'energia ma l'heat content complessivo è in aumento(e negli ultimi 10 anni è diventato significativo anche il calore usato per fondere i ghiacci seppur sempre una frazione di ciò che finisce negli oceani).




Comunque non era realmente questo l'argomento del TD, ma discutere di come varia l'incidenza delle ondate di calore a seguito del gw.

[Marcoan]

Il clima non deve diventare più caldo perchè prima ha fatto freddo, dopo la peg le temperature potevano benissimo continuare a calare, se fa più caldo è solo perchè le forzanti sono positive; e continuano ad esserlo , il 40% dell'aumento nell'heat content è avvenuto post 1998.
Immagine

Ma chi l'ha detto scusa?......nell'alternanza climatica del nostro pianeta, tolte le ere glaciali, sempre, e sottolineo SEMPRE, si sono alternati periodi più freddi a periodi più caldi per cui semmai la REGOLA STATISTICA del nostro clima è questa e non il suo contrario (ovvero che ad una fase fredda segua una fase ancor più fredda o, viceversa, ad una fase calda ne segua una ancor più calda).....e senza ombra di dubbio (spero) la fase climatica denominata PEG fra la fine del 600 e la metà dell'800 fu una fase FREDDA.......ora va da sè che se noi facciamo i confronti con una fase fredda, è normale che si evidenzi un trend in crescita.......le forzanti sono positive, ceto, ma il punto è: le forzanti sono PREVALENTEMENTE di origine antropica??
Secondo me no e secondo una marea di studiosi del clima anche...poi ce n'è un'altra marea (che ha molta più visibilità mediatica degli altri) che invece asserisce che tali forzanti sono prevalentemente di origine antropica.......ho già detto e non ho affatto negato gli step del 76 e del 98 (peraltro quello del 98 seguì al Nino più forte in assoluto mai registratosi), ma è altrettanto vero che a livello teleconnettivo dal 76 molte cose sono cambiate rispetto ai decenni precedenti....e ribadisco anche il fatto che da circa 10 anni il GW è sostanzialmente stabile: lo è perchè forse, a livello teleconnettivo le condizioni stanno nuovamente cambiando ? (PDO -, AMO in calo, più frequenti episodi di Nina, attività solare media in forte calo...)
Per me si, assolutamente si.