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  1. #101
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Ho scritto malissimo... quando dico che l'assorbimento naturale potrebbe andare a zero, mi riferisco solo al surplus naturale che in parte ora compensa le emissioni antropiche e quindi un domani le emissioni dovrebbero corrispondere perfettamente all'aumento delle concentrazioni.

  2. #102
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Capitolo III

    La AMOC e l’ipotesi alternativa…



    Eccoci per una nuova puntata...

    Invito i forusti a staccare un attimo la spina dall’ondata di caldo per avere un po’ di refrigerio “psichico” dato che a mio avviso ora si entra nel vivo di questo TD e ritengo questa la parte più “cool” e appassionante di questa trattazione.



    Prima di addentrarmi nelle analisi di regressione, facciamo un passo indietro e approfondiamo alcune questioni circa la AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation).

    Come abbiamo visto, la TSI presenta il problema delle ricostruzioni storiche che spesso sono piuttosto divergenti…io per esempio ho utilizzato un ipotesi intermedia (Coddington et al., 2015), quella in cui non c’è un vero e proprio background “piatto” (ovvero durante i minimi la TSI in passato potrebbe essere stata ben più bassa di quella degli ultimi decenni).


    Quest’ipotesi per esempio non è condivisa dall’ eminente astrofisico solare L. Svalgaard. Ora, guardando la situazione attuale, in cui l’andamento dell’attività solare e delle macchie solari sembra avere una forte battuta d’arresto, si nota invece che la TSI non schioda più di tanto dall’oscillazione undecennale consueta. Specie riguardo al background dei minimi, siamo più o meno sempre lì…dunque viene il dubbio che il “burbero” ma preparatissimo Svalgaard possa avere ragione!

    Non che non si possa fare un nuovo modello utilizzando le serie dell’eminente scienziato, ma dovremmo ricominciare da capo, con un risultato che forse sarebbe non troppo diverso e, comunque, diverrebbe tedioso più del necessario. Accontentiamoci quindi dell'ipotesi intermedia che vede una parziale flessione del background relativo ai minimi solari...

    Invece, voglio formulare ora un ipotesi del tutto diversa, ovvero che la TSI non sia la principale artefice delle variazioni del bilancio energetico globale.

    Quale dunque il degno pretendente per lo sbilancio radiativo degli ultimi secoli?

    I raggi cosmici? NI! I più preparati già lo avranno intuito…

    si tratta del vento solare, che sul lungo periodo può anche essere sostituito dalla “proxy” delle perturbazioni geomagnetiche!

    Qui sicuramente le variazioni sono state maggiori nel corso del tempo, e spesso nel corso dei decenni non sono affatto coincise con il tipico trend oscillatorio del ciclo solare. Ovviamente non è un mio capriccio!


    Infatti esistono varie evidenze osservazionali, ipotesi e teorie altrettanto valide rispetto alla TSI che riguardano proprio l’attività geomagnetica e il vento solare. La cosa per altro acquista maggiormente valore proprio alla luce dell’ipotesi AMOC: ora vi spiego il perché (questa è una mia personale ipotesi nuova di zecca!)

    Perché formulare un ipotesi del genere e poi per giunta su un argomento come quello dell’ipotesi AMOC quando abbiamo la TSI? (Rimando per questo al mio post iniziale in cui è spiegato in relativo dettaglio tutta la teoria).

    La ragione è molto semplice: il principale modulatore extraterrestre della North Atlantic Oscillation (NAO) non è la TSI ma il vento solare!


    Qui fornisco alcuni lavori in cui è evidenziata sia la correlazione tra attività geomagnetica e T globale Internal Server Error


    ...così come anche tra il vento solare e le temperature in nord atlantico Internal Server Error


    ...Quindi la correlazione tra vento solare e variazioni nell’indice NAO, sul breve Geomagnetic activity and the North Atlantic Oscillation | SpringerLink come sul lungo termine… Long-Term Correlation Between the Nao and Solar Activity | SpringerLink


    Chiaramente in questa sede non posso dilungarmi sui dettagli, ma invito altri a farlo se vogliono contribuire ad arricchire la trattazione. Si vede che almeno nel breve le temperature in nord atlantico subiscono un raffreddamento, proprio come ipotizzato nel lavoro sull’ipotesi TSI-AMOC!

    Solar W e ocean T.jpg

    http://joannenova.com.au/2016/05/the...orth-atlantic/


    Dunque ecco un ipotesi alternativa credo altrettanto valida in cui, via-modulazione NAO e temperature in nord atlantico, viene modulata a sua volta anche la circolazione AMOC.


    Infatti, quale che sia il meccanismo (sul quale mi riservo di approfondire in una fase eventualmente successiva), il legame è robusto e ben evidente, e questo ci autorizza a formulare la stessa ipotesi di ritardo fatta per la TSI…


    Rammentiamo ora quali sono i meccanismi di base nella modulazione del ciclo AMOC (se dico inesattezze i più esperti mi correggano):


    Il vento solare sul lungo termine riscalda l’atmosfera terrestre, vuoi per schermatura dei raggi cosmici (che ionizzando l’atmosfera aumentano il tasso di formazione delle nubi) vuoi per alterazione dei pattern circolatori.

    1) Inizialmente però c’è un mascheramento del riscaldamento dovuto al forte cooling delle temperature nord atlantiche, che accade almeno in parte per la positivizzazione della NAO.

    2) Questo sul lungo termine però rafforza la AMOC, perché aumenta il tasso di inabissamento delle acque salate e relativamente calde in zona groenlandese (rimando al post iniziale per i meccanismi) e questo provoca il successivo riscaldamento a livello globale a causa dell’accelerazione della stessa. Qui sotto si vede il trend nella densità delle acque superficiali nella zona del Labrador che è un buon indicatore dello sprofondamento delle acque salate in nord atlantico e il pattern di temperature in atlantico dovuto al successivo riscaldamento con un lag di circa 12 anni…


    amoc pattern e trend.jpg

    https://www.nature.com/articles/s41586-018-0007-4

    3) In seguito si ha il processo opposto, con un raffreddamento causato dal rallentamento della AMOC vuoi per scioglimento dei ghiacci artici groenlandesi che rendono le acque meno salate, e che quindi non riescono più a inabbissarsi con lo stesso ritmo.

    Quello che è importante sottolineare per il modello è che dopo il cooling iniziale sussiste un ritardo nel riscaldamento che poi però si manifesta per almeno altri 10-20 anni. Infatti il segnale di raffreddamento si elide probabilmente con quello del warming precedente. Questa diluizione del segnale è minore o maggiore se l'effetto AMOC è considerato "forte" o "debole"...


    Qui grafico sommariamente le ipotesi che in pratica ho già testato con la TSI, giusto per chiarire come si manifesterebbero i ritardi operati dalla AMOC (ipotesi "debole" e "forte" a confronto con l’ipotesi di risposta classica “no amoc”) con gli effetti nel tempo a livello globale…In pratica sulle ordinate è riportato l'effetto sul bilancio termico globale...



    modello amoc.jpg


    Cosa importante da ricordare è che il fenomeno dell’indebolimento della AMOC sembra essere anche correlato al GW…questo potrebbe creare le leggere discrepanze viste tra i diversi periodi storici a cui ho già accennato nei precedenti post.
    https://www.nature.com/articles/s41586-018-0006-5 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5330854/

    Ricordo che il contributo del GW potrebbe tra l’altro aprire scenari imprevedibili già a partire dal 2050 con ipotesi non tanto peregrina di forte cooling delle T globali anche di oltre 2 °C!…



    hansen 2016 AMOC.jpg

    https://www.atmos-chem-phys.net/16/3761/2016/acp-16-3761-2016.pdf



    ...quindi meglio fermarsi prima dato che poi non sappiamo esattamente cosa succederà dopo il 2050!

    Personalmente non credo a un effetto così forte e repentino di scioglimento dei ghiacci artici e antartici… però almeno in teoria, il raffreddamento ipotizzato è più consistente con un ipotesi estrema di forte scioglimento dei ghiacci e relativo collasso della AMOC.



    Dopo questa introduzione che illustra la mia ipotesi, a breve riprenderò con la parte modellistica…

  3. #103
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Citazione Originariamente Scritto da Copernicus64 Visualizza Messaggio
    Invito i forusti a staccare un attimo la spina dall’ondata di caldo per avere un po’ di refrigerio “psichico” dato che a mio avviso ora si entra nel vivo di questo TD e ritengo questa la parte più “cool” e appassionante di questa trattazione.
    tentativo pare andato del tutto a vuoto!

  4. #104
    Uragano L'avatar di burian br
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Quindi Copernicus seriamente c'è il rischio di un cooling momentaneo di 1/2° per lo scioglimento delle calotte groenlandesi o artiche (parlando dell'AMOC)? Stile Drias recente (in versione molto molto molto minore)?

  5. #105
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Citazione Originariamente Scritto da burian br Visualizza Messaggio
    Quindi Copernicus seriamente c'è il rischio di un cooling momentaneo di 1/2° per lo scioglimento delle calotte groenlandesi o artiche (parlando dell'AMOC)? Stile Drias recente (in versione molto molto molto minore)?
    Non ho le competenze per affermarlo o negarlo, però questo dicono alcuni modelli fisici in base a ipotesi di scioglimento dei ghiacci che io però considero troppo estreme. Però ho ritenuto giusto ricordalo, visto che certe tematiche sembrano andare a mode. Il fatto è che sarebbe un bel problema dovendo sulla carta pianificare le attività umane in base ai trend climatici, forse dunque si preferisce ignorare questa eventualità. In ogni caso gli ultimissimi dati mostrano un ulteriore rallentamento della AMOC...

  6. #106
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Citazione Originariamente Scritto da giancasherpa Visualizza Messaggio
    Ok, quindi il segnale dell'andamento economico è rilevabile, ma per i motivi che hai spiegato viene "diluito" facendo si che l'andamento delle emissioni antropiche descrive bene l'andamento delle concentrazioni. Grazie, risposta più che esauriente.
    Allora continuo il ragionamento:
    Da quanto detto quindi, maggiori emissioni, maggior assorbimento da parte degli oceani e da parte del mondo vegetale. Ne dovrebbe conseguire che inizialmente le nostre emissioni avrebbero dovuto essere bilanciate dal maggiore assorbimento naturale. Questo fino al punto che le emissioni non sono diventate così grandi da superare il maggiore assorbimento naturale.
    Sbaglio? Se la risposta è no, nella serie storica si dovrebbe identificare o un andamento di fondo naturale (crescente o decrescente), oppure se questo fondo fosse stato nullo si dovrebbe identificare un lag temporale tra inizio delle emissioni antropiche e inizio dell'aumento delle concentrazioni.
    Sbaglio? Se si mi dite dove? Se no, nella serie storica si vede questo andamento?
    In futuro poi si raggiungerà una saturazione dell'assorbimento naturale, o addirittura potrebbe diminuire fino a zero. A questo punto, nei prossimi anni si potrebbe avere un notevole incremento delle concentrazioni... se ne dovrebbe tenere conto nelle simulazioni.
    Il tema è complesso, molti spunti erano già stati discussi in questa discussione (spero funzioni il link, la discussione era stata attorno al 9 maggio)
    Temperature globali
    In estrema sintesi, l'assorbimento naturale tende a crescere all'aumentare delle concentrazioni ma non può arrivare a compensarle interamente, quindi dall'inizio della rivoluzione industriale ha rallentato l'aumento delle concentrazioni e per adesso sta continuando a farlo. Nel lunghissimo termine ci dovrebbe essere un effetto di saturazione, quantomeno per quanto riguarda gli oceani, ma richiede molto tempo. Inoltre l'aumento delle temperature diminuisce la solubilità della CO2 negli oceani e quindi in prospettiva ci sono diversi motivi per aspettarsi quantomeno un rallentamento dell'assorbimento naturale.

    Tuttavia parliamo di effetti che diventeranno quantitativamente rilevanti solo su orizzonti molto lunghi, se guardiamo a distanze temporali di qualche decennio trovo che sia molto più incerto l'andamento delle emissioni antropiche. Uno sconvolgimento climatico di grande entità in teoria potrebbe anche compromettere la capacità degli ecosistemi di assorbire CO2 ma sinceramente lo ritengo improbabile in tempi rapidi.

    In ogni caso non è un tipo di dinamica che si possa modellizzare con un approccio come quello utilizzato qui, in cui l'anidride carbonica viene considerata esogena per costruzione e per quanto riguarda il periodo di cui abbiamo a disposizione i dati credo che questa sia una buona approssimazione.

    P.S. Copernicus hai messo una tale mole di roba che mi ci vorrà una settimana per leggere per bene e commentare.

  7. #107
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Grazie molte per la bella risposta. Il link funziona e da uno sguardo superficiale è molto interessante, ma avrò bisogno di un po' di tempo per leggere tutto in modo approfondito.
    Una catastrofe climatica potrebbe anche limitare la nostra capacità di emettere CO2. Sperabilmente improbabile, impossibile da modellare, ma pur sempre possibile.
    Intanto oggi potente eruzione VEI4, al limite del VEI5(?).

  8. #108
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    CAPITOLO IV

    perturbazioni geomagnetiche vs TSI nella modulazione della AMOC: analisi modellistiche e considerazioni di base



    Bene, post dedicato a chi ancora non ha fuso a causa del caldo asfittico...


    ... ora che abbiamo descritto il background scientifico, procediamo con la nostra nuova serie di dati relativi alle perturbazioni geomagnetiche che, ricordo, sono una buona proxy del vento solare …



    Ecco qui la serie confrontata (e non modellizzata) dell’indice geomagnetico aa (di cui si dispone di una lunga serie storica che parte dal 1868) con la temperatura globale, giusto per far vedere ad occhio le assonanze…qui io utilizzo il numero di perturbazioni geomagnetiche deboli (>40 aa), dato che sono più numerose e offrono una proxy migliore con il vento solare e con il calo dei raggi cosmici.


    c aa 40.jpg


    In effetti le forti tempeste solari e geomagnetiche sembra causino effetti anche opposti dato che tendono a favorire le meridianizzazioni dei flussi e quindi provocano, anche se temporaneamente, un reverse pattern nel caso della NAO.


    Quindi la proxy migliore è proprio quella relativa al numero di perturbazioni geomagnetiche deboli o moderate…Notare che la serie è “prevista” fino al 2050…va detto che la proiezione è generosamente verso un calo ulteriore dell’attività geomagnetica, ma ci serve anche per capire meglio come questa possa influire nel futuro sul trend di T globale…d’altra parte è anche probabile che andrà più o meno così in base alle nuove proiezioni sul ciclo solare 25…



    Ora vediamo il dato con gli effetti delle sole perturbazioni geomagnetiche (GP) integrati temporalmente…


    ipotesi ip1 ovvero no effetti ritardati dovuti al ciclo AMOC…si notano 2 picchi e dopo il 1990 un sostanziale scollamento dalla serie termica

    Ipotesi ip2 moderata: ovvero effetti ritardati evidenti per il ciclo solare successivo, poi tendono a decrescere nel ciclo ancora seguente fino ad annullarsi nel 4°. Situazione intermedia ma anche qui con sostanziale scollamento dopo il 2000


    Infine ipotesi “forte”. Si vede che quest’ipotesi modellizza meglio proprio l’ultimo trend al riscaldamento, culminante con il NINO del 2016.


    gp ip1.jpggp ip2 high.jpg


    Considerando le serie storiche si vede che questa è la migliore opzione prendendo l’intera serie di dati (ma il plot che vi mostro è comunque ottenuto con la simulazione 1950-2040), anche se teoricamente l’ipotesi più performante invece è quella senza AMOC per il periodo che va dal 1850 al 1950.


    Quindi un artefatto dovuto al trend? Non direi, dato che la modellizzazione viene anche con questo stesso plot che è appunto una simulazione dal 1950 al 2040...


    Si noti che ci sono 2 “picchi”, uno circa in corrispondenza degli anni 70 e uno in corrispondenza del periodo attuale. Questi tendono un pò a smorzarsi con l'ipotesi AMOC high ma queste oscillazioni e relativo leggero trend verso l'alto partendo dal 1970 fino al periodo attuale non erano presenti nella modellizzazione con la sola TSI…Infine si vede un vero e proprio crollo della temperatura proprio a partire dal 2015 nel caso dell'ipotesi AMOC "completa" (auguri! )...

    Dato che per il periodo 1850-1950 la variabilità spiegata è comunque troppo bassa (R2 di 0,2 nel caso migliore), proviamo ora a modellizzare con il “tris d’assi” ovvero attività solare, PDO e vulcani con ritardi fino a oltre 30 anni e la PDO con ritardi fino a circa 7-8 anni…


    Inizio solo con questi in modo da vedere la coerenza del modello “semplice” e se la porzione di variabilità per ogni predittore è elevata. Qui mostro direttamente per semplicità le 2 opzioni estreme ovvero GP con AMOC o senza ritardi dovuti alla AMOC.


    gp ip1 e ip2 a confronto.jpg

    Ecco cosa viene fuori…ricostruzione nettamente migliore soprattutto per l’ultimo periodo. In particolare, l’effetto dei vulcani risulta ancora più netto nel caso dell’ipotesi AMOC. Si notano anche tre picchi coincidenti con il NINO del 1998, del 2007 e in particolare del 2016. Questa è sempre una simulazione (dati fino al 1950), dunque non sussiste il problema dell’adattamento del modello per minimizzare gli scarti quadratici.



    Qui invece confronto i 2 modelli “base”, quello con la TSI AMOC e quello con le GP AMOC. Questa è ancora la simulazione con dati inseriti fino al 1950. Si noti come queste ultime si adattano meglio al periodo recente. Si vede in particolare una sovrastima del warming tra gli anni 80 e 90 per il modello con la TSI che è molto meno presente nel modello con le GP…Inoltre i periodi di warming e cooling degli ultimi 20 anni sono meglio rappresentati con il modello GP.


    IP amoc TSI e GP a confr.jpg


    Quest’altra è invece l’andamento complessivo con tutti i dati inseriti. Il discorso è analogo. Guardate come si adatta bene il modello GP all’ultimo periodo della serie. Ovviamente qui c’è forse il problema dell’adattamento al trend, ma credo che alla fine l’adattamento sia contenuto. Complessivamente, il modello con le tempeste geomagnetiche da un R2 di 0.642 contro lo 0.603 del modello TSI, quindi piuttosto meglio.



    IP2 TSI e GP all data.jpg

    Ora vediamo cosa succede con la CO2, prima con tutti i dati e in simulazione…si vede che il segnale c’è anche dal 1950 ma è in parte insufficiente a spiegare il warming degli ultimi 2 decenni. Bisogna considerare però che il modello è ancora incompleto…


    mod base GP IP amoc + co2.jpg


    Ecco infine il modello completo con anche ENSO3 e AMO



    a GP IP amoc mod completo.jpg



    Direi niente male…


    in particolare la simulazione è ottima nel periodo che sembrava non ottimale per il modello con la TSI, ovvero il cooling negli anni 1950-1980. Anche se c’è una leggera differenza nella previsione 2020-2040 tra il modello completo e il modello con la simulazione 1950-2040 entrambi descrivono il trend fino al 2018 in modo quasi coincidente.


    Nel caso dell'ipotesi simulata, ora ci dovrebbe essere una leggera diminuzione delle Temperature globali seguita da un relativo "flat" su valori un pò più bassi rispetto a quelli attuali almeno fino al 2040. L'ipotesi con dati completi indica invece un breve cooling seguito da un riscaldamento comunque molto lieve, questo ovviamente fino al 2040...

    Va tenuto presente infatti che dal 2020 al 2040 ci saranno forzanti naturali che remano in direzione opposta a quella antropica, dunque il contributo antropico intanto continuerebbe ad aumentare, questo si vede bene dalla forbice tra contributo naturale (in grigio) e naturale + antropico... ecco perchè inviterei i più accesi sostenitori dell'AGW a tenere in debita considerazione le forzanti naturali...


    Si noti con questo ultimo plot che la TSI ipotesi AMOC high sovrastimava il trend in fase di simulazione mentre quella "low" o debole, comunque non modellizzava altrettanto bene il cooling nel periodo '50-70…


    b TSI per confr con GP mod completo.jpg

    In ultima analisi abbiamo tracciato un modello abbastanza solido utilizzando i principali fattori condizionanti il bilancio termico globale più l’ipotesi AMOC, adattata in questo caso alle perturbazioni geomagnetiche. Come ho detto più volte, si tratta di un ipotesi, ma che io reputo abbastanza fondata in base all’articolo descritto a inizio TD e alle simulazioni fin qui fatte. Non che elimini l'ipotesi AMOC fondata sulla TSI, ma è un ipotesi alternativa, quantomeno altrettanto credibile di quella della TSI se vediamo i risultati delle modellazioni e gli assunti di base sui quali poggia l'ipotesi della AMOC...


    Quindi tutto risolto? Macché! ...Rimangono ancora numerose incertezze anche in base a questa pur suggestiva ipotesi…


    Ma questo lo vedremo nel prossimo e spero ultimo post …

  9. #109
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Eeh, Copernicus affascinante thread dalle competenze elevate. Fosse lo scioglimento proprio degli ultimi tempi
    dei ghiacci polari ad apportare piu' caldo come si vede in Atlantico con certe zone sempre fredde rispetto alla stagione calda magari in corso. Il bilancio termico globale è dato maximamente dal TSI, poi magari si possono aggiungere altri feedback ma l'azione umana sicuramente e ' tra questi. Scusa magari ho divagato, pero' a me francamente sorprende questo ritardo dall'attivita' solare bassa nel vederne effetti piu' globali e concreti sulla t° terrestre.

  10. #110
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    Predefinito Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?

    Questo mostra relazione tra TSi raggi cosmici e sunspot.

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