Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Mi ricollego al post di snowholic...qui si parla di numeri e quello da te postato è esattamente quello che sto cercando di fare dati alla mano, integrando tutte le componenti...non pretendo che quello che esce sia la verità ma, qui le singole ipotesi vengono testate e integrate in una multiregressione lineare. Quindi se vuoi intervenire in modo più costruttivo dovresti commentare quello che esce fuori da questi output ed eventualmente formulare qualche ipotesi o dare qualche suggerimento o critica...Originariamente Scritto da robertino
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
..ma continuiamo con la nostra serie a puntate!
Riassumendo le puntate precedenti, rimane il forte sospetto che il forcing solare si esplichi nel periodo “canonico” ovvero nei primi 10 anni per diminuire rapidamente. Tuttavia, facendo parlare i dati era evidente un ritardo dell’effetto lungo tutta la serie, anche se più evidente nella parte recente 1950-2018. Dunque ancora qualche dubbio rimane...
Qui mostro le 2 ipotesi AMOC fatte precedentemente: ipotesi “forte” e quella “debole” che è più coerente con i dati anteriori al 1950 considerando l’insieme delle altre forzanti…
TSI AMOC.jpg
Visto il parziale scollamento negli anni 60-70 nei modelli in cui è presente l’ipotesi AMOC, prima di “gettare la spugna”, vi mostro un ulteriore possibile componente che forse potrebbe spiegare questo apparente scollamento…
...qui mostrerò dati più o meno già da me trattati anni addietro ma per il resto, navighiamo a vista…
MODELLAZIONE DEL TIDAL FORCING
Siccome qualche tempo fa mi sono dilettato anche nel valutare l’effetto del tidal forcing (ovvero degli effetti mareali di lungo periodo) sulla T globale, ho pensato di fare un ulteriore ipotesi, quella in cui oltre agli effetti descritti si sommino variazioni appunto legate a questa "forzante" a sua volta legata alle variazioni del momento angolare del nostro amato satellite, ovvero la luna!
Va detto che il tema è stato molto dibattuto e anche criticato dal main stream scientifico che "gravita" attorno alla climatologia. Ma, come vedrete, quando i dati parlano chiaro non posso esimermi dal provare quantomeno a tracciare qualche ipotesi.
L’effetto principale dei “lunisolar tides” è quello di modulare l’upwelling oceanico. Quando si pensa alle differenze termiche esistenti tra i vari layers nell’oceano, specie nelle aree tropicali e subtropicali, si intuisce come una variazione anche minima di quella componente possa, almeno in linea teorica, avere effetti importanti nella modulazione del clima attraverso l’oceano.
Anzi io lo vedo come l’”X factor” di tutta la questione dei cambiamenti climatici…direi un temibile guastafeste dei cultori degli effetti naturali random o lo "spauracchio" dei "fanatici dell'AGW".
E' come un vaso di pandora che si apre. Se la brace cova sotto la cenere, qui al contrario covano centinaia di millenni di ere glaciali...infatti sotto la pelle di un oceano caldo (poche centinaia di metri) seguono 4000 o 5000 metri di acqua gelata poco sopra il punto di fusione. Piccolissime variazioni dell'upwelling dunque, possono fare la differenza!
Scusate il "volo pindarico" ma quello che ho da mostrarvi è veramente sorprendente!
Se qualcuno anzi, vuol contribuire ad arricchire la trattazione su questo punto con approfondimenti è stra-benvenuto! Io vorrei tanto ma ahimè, già sono bello impegnato nella scrittura della parte modellistica!
In particolare, come avevo anticipato a inizio td, i dati a cui mi riferisco sono quelli di Keeling del 1997:
Possible forcing of global temperature by the oceanic tides | PNAS
c’è anche una ricostruzione di 3000 anni che arriva fino all’anno 3000!per poi diminuire fin forse alla vigilia di una nuova era glaciale ...
The 1,800-year oceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change | PNAS
A suo tempo utilizzai quest'ultima ricostruzione per verificare l’ipotesi tidale indietro nel tempo. Va detto che questa ricostruzione, che io reputo meno affidabile, diverge abbastanza dalla prima. Tuttavia modellizzando su una serie di 2000 anni, c’è un chiaro segnale che sembra abbastanza stabile nel tempo e che ha un effetto massimo cumulato con ritardo che si colloca tra 1 100 e i 200 anni e che descrive in modo piuttosto sorprendente gli alti e bassi della temperatura di questi ultimi 2 millenni.
L’integrale è stato fatto utilizzando “pezzi” di una decina d’anni e shiftati via via in modo da ottenere delle "slices" e poi un “integrale” dell’effetto, un po’ grezzo se vogliamo, ma comunque credo abbastanza efficace.
Partendo da queste evidenze, ho “innestato” la serie di Keeling del 1997, che in quel caso parte dal 1600 circa, sul periodo 1850-2050
Mostro 4 ipotesi e mi limito adesso a mostrare le 2 equazioni tide1 e tide4: c’è una componente a 0 lag e una componente con lag molto maggiori: tide1 interessa un periodo simile a quello del forcing solare (ipotesi "classica"), mentre tide4 mostra un effetto quasi “completo” da 0 fino a 150 anni con quasi nessuna riduzione del segnale nel corso di un secolo e mezzo (le altre sono ipotesi intermedie) ma con effetti residuali sempre fino a circa 150 anni…
mi rendo conto che è un ipotesi un po’ “ardita” ma, dati alla mano, ecco cosa succede…
tide1-4.jpg
Guardate che roba!È impressionante la coerenza della serie con le oscillazioni di temperatura globale. Qui mostro la simulazione a partire dagli anni 50 perché altrimenti il modello tende a minimizzare lo scarto quadratico per avvicinarsi maggiormente al trend.
Sembrerebbe esserci anche una rispondenza con gli eventi di nino, il che è molto in accordo con l’ipotesi tidale!
Naturalmente i dati sono presentati come effetto “positivo” sul GW ma in realtà di per se l’effetto tidale è quello di raffreddare gli oceani grazie all’aumento dell’upwelling, non di riscaldarli (ho semplicemente invertito di segno l’effetto).
Da questo si deduce che nel corso degli ultimi 2 secoli l’effetto di upwelling sta diminuendo. Si vede come l’ipotesi classica spiega benino le variazioni sul breve fino agli anni 50 ma poi si disperde parecchio dopo questa data, mentre il segnale migliore è con le serie lunghe (150 anni). Gli R2 (che ricordo, indicano la porzione di variabilità spiegata dal modello) si riferiscono al periodo 1860-1950 ed aumentano da 0.11 per l'ipotesi breve a 0.27 per l'ipotesi "lunga" (le altre sono ipotesi intermedie)...si nota inoltre come la simulazione su base centocinquantennale sia nettamente migliore per il periodo 1950-2018...
In particolare, si nota la diminuzione di temperatura e le relative oscillazioni degli anni 50-70. Impressiona anche il climate shift intorno alla fine degli anni ’70!Per il dopo non si prevedono in base a questo modello grosse variazioni, ma solo piccole oscillazioni sul breve, forse legate alle oscillazioni ENSO.
Osservate come le oscillazioni ENSO sono quasi sempre in fase! Naturalmente il fenomeno ENSO è in gran parte dovuto a oscillazioni interne, ma comunque in base a questo modello, il cosidetto “LA” potrebbe venire, almeno in parte, proprio dai lunisolar tides…
ci tengo a sottolineare un fatto importante di questo modello: le oscillazioni sono coerenti sia sulle basse frequenze che sulle alte frequenze, dunque non è il solito dato "smussato" che ha minore affidabilità da un punto di vista statistico (si rimanda al già menzionato problema dell'autocorrelazione).
Naturalmente qualcuno si chiederà cosa c'entrano i lunisolar tides con l'effetto dell'attività solare...ma è ahimè tutto collegato e con questo approccio non possiamo ignorare potenziali effetti che come questi non sembrano trascurabili...è ovviamente solo un altra ipotesi e dovremo verificare quale regge di più.
Per ora qui mi fermo, altrimenti il post diventa troppo lungo …
Quindi il quadro si fa un po’ più complicato ma anche molto più affascinante…luna, sole e co2…
...ma questo lo vedremo nella prossima puntata, pubblicità!
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Salve a tutti!
Proseguiamo con la nostra trattazione “a puntate”…
Abbiamo visto che in qualche modo sembra che gli effetti di marea legate alle variazioni di velocità del moto orbitale lunare sarebbe meglio tenerle in considerazione, data la loro notevole capacità di spiegare la variabilità di T globale degli ultimi 150 anni. Quindi vediamo ora di costruire un modello relativamente semplice, aggiungendo la nostra TSI e le relative ipotesi (classica, o AMOC) alle variazioni legate alle componenti tidali o mareali.
Ecco cosa succede con la simulazione che parte dal 1950 in poi…
tides tsi da 1950.jpg
Si nota che soltanto le ipotesi di ritardo dovuta alla AMOC riescono a spiegare almento in parte il raffreddamento avvenuto tra gli anni 50 e gli anni 70. L’ipotesi migliore è proprio quella con TSI IP2 “high” che sta a sottolineare come gli effetti si espletino maggiormente tra gli 11 e i 33 anni secondo questa formula TSIlag(1-11)0.25+TSI(lag11-22)+TSI(lag22-33)+TSI(lag33-44)0.5…
Si vede tuttavia che l’r2 maggiore si ha con l’ipotesi AMOC “debole” ovvero “low”. Va detto che l’effetto della TSI sarebbe maggiore nell’ipotesi low che in quella high. Anzi, a dirla tutta il coefficiente standardizzato più alto per la TSI si ha proprio con l’ipotesi “classica”, cioè quella in cui l’effetto tende a scendere piuttosto rapidamente allontanandosi dal tempo 0.
Quanto agli effetti tidali però, si vede che questi sono massimi in assenza della TSI, mentre tendono a scendere via via che l’ipotesi TSI si rafforza: questo non è molto incoraggiante, perché in un buon modello i singoli tutti effetti si dovrebbero potenziare! Va detto che la TSI è semistazionaria, quindi un po’ come la co2 (che è completamente non stazionaria) tende in genere a “mangiarsi” gli altri effetti…
Ora proviamo a compiere “un eresia”infischiandocene della co2 e a modellizzare con le componenti tidale e solare tutta la serie fino al 2018!
tides tsi all data.jpg
Bello eh?!Praticamente abbiamo già un modello quasi completo che spiega gran parte delle variazioni avvenute e "future" degli ultimi 200 anni! Infatti dato che gli effetti tidali sono in larga parte prevedibili, questo modello ci dice qualcosina anche su cosa potrebbe accadere fino al 2050...
Ovviamente però, immaginando "no effetti della co2" che è francamente un ipotesi quantomeno “azzardata”…
In ogni caso si vede uno scollamento della serie dopo il nino del 1998…notare il nino del 2016 come emerge bene…E qui il fenomeno ENSO nei dati non c’è!
Notare che è con l’ipotesi TSI AMOC “forte” che si ottiene l’R2 più alto e anche il maggior peso della TSI. Questo, d’altro canto, potrebbe anche essere dovuto a una carenza del modello che aggiusta la serie in funzione dello “scarto quadratico minimo” e per far questo utilizza la TSI con il risultato che il suo effetto viene molto probabilmente sopravvalutato non essendoci la co2…Comunque un modello interessante...
Per "par condicio"
tides co2 all data.jpg
bene l’R2 complessivo che “schizza” a 0.711 ma c’è una perdita di informazione per le oscillazioni di breve periodo come si può osservare anche dai coefficienti, come si vede anche dal confronto con l'ipotesi "solare"...
Quindi, con santa pazienza proviamo a rafforzare il nostro modello con le altre componenti già utilizzate, ovvero enso3, vulcani tidal forcing e TSI fermandoci per il momento al 1950…
Per il momento non aggiungo subito la AMO perché è un po’ un centro di smistamento dei segnali (che quindi potrebbero essere coperti) e per di più ha il difetto di essere detrendizzata, di per se una buona cosa, ma potrebbe falsare l’analisi se questa ha un peso troppo forte rispetto agli altri predittori.
Partiamo quindi dagli effetti meglio conosciuti, ovvero l’enso e i vulcani…
Ecco qua la nostra simulazione…
tides enso3 vulc 1950.jpg
direi bene, si nota lo scollamento progressivo della serie, forse legato all’aumento dei Gas serra di origine antropica. Ora aggiungiamo la TSI e attenzione anche ai coefficienti oltre che alla simulazione…
tides enso3 vulc tsi 1950.jpg
Il discorso rimane sostanzialmente lo stesso anche se si osserva che con l’attività solare migliora ENSO3 e i vulcani…la simulazione è chiaramente migliore per l’ipotesi TSI AMOC “high”, notare come in media tutti i coefficienti siano più alti eccetto proprio per la TSI nel caso dell'ipotesi AMOC high…però va detto che in questo modo il tidal forcing è adeguatamente rappresentato ed inoltre il raffreddamento nel periodo 50-70 è meglio simulato …
Proviamo ad aggiungere la CO2…e bum!
tsi co2 amoc e natural 1950.jpg
Decisamente sopravvalutata in questa fase storica nel caso della TSI IP2 AMOC high mentre l’ipotesi "classica" (TSI IP1) sembra quella più credibile, anche se poi la T non aumenta come dovrebbe…
Anche l’ipotesi intermedia naufraga se teniamo conto che il tidal forcing modellizza piuttosto bene da solo il calo di T avutosi negli anni della “contestazione” o meglio ancora della “guerra fredda”…cosa che non fa assolutamente il modello TSI nell'Ipotesi AMOC low…
Quindi non ci siamo proprio? NI!
Va detto infatti che il modello non è così performante nel periodo 1850-1950 tanto da rilevare un segnale molto flebile come doveva essere la co2 durante quel periodo. Insomma c’è comunque il forte rischio che quando l’ effetto viene ben modellizzato nella simulazione questo sia dovuto a pura fortuna…!
Infatti il p-value non sarebbe di per se significativo nel caso in cui l’effetto co2 fosse ben calibrato in fase di simulazione con i soli dati fino al 1950… Insomma, anche se quest’ultima simulazione non ci esalta, calma e gesso e proseguiamo con le nostre analisi.
Sintetizzando, finora non siamo riusciti a ottenere un modello veramente così performante rispetto ad altri in modo da costruire un ipotesi sostitutiva a quella della TSI "classica" e direi, persino a quella che vede praticamente una TSI non influente.
Per ora sembra più solida l’ipotesi “tidale” anche se purtroppo poco supportata da chiare evidenze fisiche di tipo quantitativo. In generale, rimane aperta l’ipotesi della TSI modulante la AMOC, che viene in parte confermata dalle analisi. In particolare, viene meglio spiegato il raffreddamento avvenuto tra il 50 e il 70 dello scorso secolo e, in generale, il modello "TSI ipotesi AMOC high" è più performante nel caso in cui si utilizzino tutti i dati, anche se abbiamo l’ovvio “caveat” della co2…
insomma una bella gatta da pelare...
...ma per dipanare il giallo della "TSI-ocean lost heat " si rimanda alla prossima puntata!
Ultima modifica di Copernicus64; 04/06/2019 alle 16:36
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Complimenti vivissimi per il lavorone che stai facendo!
Una domanda, forse scontata: quando aggiungi la CO2 per il 'futuro' tieni conto dell'attuale rate di incremento della concentrazione in atmosfera?
Da profano chiedo poi se possa avere senso tenere conto del metano come ghg oppure se le quantità in atmosfera sono troppo esigue per delle simulazioni di questo tipo.
Inoltre: è possibile che l'AMOC abbia una importanza climatica marcata solo per l'area nord Atlantica e che quindi, considerando le temperature globali, il suo effetto venga 'diluito'?
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Grazie per l'apprezzamento est!
quanto alla prima domanda, si considero il tasso di aumento attuale corretto per la saturazione della banda di assorbimento (che non è per altro del tutto nota, io utilizzo un ipotesi "media"). Utilizzo la co2 e non altri gas serra perchè comunque ci sono anche effetti antropici che possono avere effetti di raffreddamento come per esempio i solfati e gli aereosol. Insomma diciamo che la co2 è il principale indicatore. In effetti non ho fatto un lavoro approfondito per la quantificazione degli effetti antropici anche perchè per ora c'è molta incertezza. Quindi alla fine mi riferisco a un trend consolidato che sembra essere di origine antropica senza entrare nel dettaglio. Certamente però il tipo di emissioni potrebbe essere cambiato nel tempo (per es. il rapporto tra quantità di solfati e gas serra) ma è difficile una stima se manca ancora una quantificazione precisa, specie per i solfati.
quanto alla AMOC forse non ho ben capito la domanda...diciamo che teoricamente l'effetto è prima locale e poi (a causa del raffreddamento di tutta l'area euroatlantica) si trasmette attraverso i vari meccanismi legati alle teleconnessioni e allo stato della criosfera...Chiaramente la AMO è legata alla AMOC ed è il motivo per cui a un certo punto è stata omessa dalle analisi...
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
ChiarissimoGrazie per l'apprezzamento est!
quanto alla prima domanda, si considero il tasso di aumento attuale corretto per la saturazione della banda di assorbimento (che non è per altro del tutto nota, io utilizzo un ipotesi "media"). Utilizzo la co2 e non altri gas serra perchè comunque ci sono anche effetti antropici che possono avere effetti di raffreddamento come per esempio i solfati e gli aereosol. Insomma diciamo che la co2 è il principale indicatore. In effetti non ho fatto un lavoro approfondito per la quantificazione degli effetti antropici anche perchè per ora c'è molta incertezza. Quindi alla fine mi riferisco a un trend consolidato che sembra essere di origine antropica senza entrare nel dettaglio. Certamente però il tipo di emissioni potrebbe essere cambiato nel tempo (per es. il rapporto tra quantità di solfati e gas serra) ma è difficile una stima se manca ancora una quantificazione precisa, specie per i solfati.
quanto alla AMOC forse non ho ben capito la domanda...diciamo che teoricamente l'effetto è prima locale e poi (a causa del raffreddamento di tutta l'area euroatlantica) si trasmette attraverso i vari meccanismi legati alle teleconnessioni e allo stato della criosfera...Chiaramente la AMO è legata alla AMOC ed è il motivo per cui a un certo punto è stata omessa dalle analisi...
Grazie mille
Attendo le prossime puntate
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Molto interessanti questo dati, mi riservo una valutazione complessiva dopo la prossima puntata.
Qui però secondo me si cominciano ad avere seri problemi di collinearità, troppe variabili con andamenti simili. Sarebbe interessante valutare l'effetto della componente mareale sulla variabilità interna di AMO e PDO (magari con dei correlogrammi incrociati per valutare i lag), sia per curiosità sia per valutare gli effetti di queste correlazioni sulle stime. Se l'influenza di quella variabile (ammesso che esista davvero) sul clima passa dagli oceani non sarebbe sorprendente trovare una forte correlazione con le variabili che rappresentano i cicli oceanici.
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Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
...esattamente!hai in parte anticipato quello che sarà il mio successivo post!
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
... " Le nuove scoperte di una rete di osservazione oceanica internazionale mettono in discussione l'idea di vecchia data secondo cui il riscaldamento globale potrebbe rallentare una grossa fetta del "nastro trasportatore" dell'oceano.
I primi 21 mesi di dati provenienti da sensori ormeggiati in gran parte del Nord Atlantico sono dare nuove informazioni su ciò che controlla la forza della Circonvallazione Meridionale dell'Atlantico, un sistema di correnti che ridistribuisce il calore attorno a gran parte dell'emisfero occidentale.
I ricercatori avevano pensato che la forza di quella circolazione, conosciuta con l'acronimo AMOC, fosse ampiamente influenzata dall'affondamento di acqua dolce fredda nel Mar di Labrador, tra la Groenlandia e il Canada. E le simulazioni climatiche suggeriscono che la formazione di acque profonde del mare potrebbe rallentare mentre il mondo continua a scaldarsi - il che potrebbe anche rallentare l'intero sistema attuale dell'Atlantico e possibilmente fare temperature sulla terra negli Stati Uniti nordorientali e nel Regno Unito. Quel concept ispirò il (altrimenti irrealistico) film dell'Apocalisse sul clima del 2004, The Day After Tomorrow .
Tuttavia, i dati raccolti in questi 21 mesi mostrano che l'influenza del Labrador Sea sull'AMOC è rimasta in confronto a quella di un'altra regione dell'Oceano Atlantico del Nord, appena ad est della Groenlandia. In che modo l'intensità della formazione di acque profonde in quell'area è cambiata con il tempo, rappresentando l'88% della variabilità osservata nell'intero AMOC , l'oceanografa fisica Susan Lozier della Duke University e colleghi riferiscono nella Scienza del 1 febbraio .
I risultati forniscono "un'intuizione senza precedenti su come funziona il moderno Nord Atlantico", afferma il paleoceaonografo David Thornalley dell'University College di Londra, che non è stato coinvolto nello studio.
La circolazione nell'Oceano Atlantico è guidata dalle differenze nella densità dell'acqua legate alla freschezza e alla temperatura: l'acqua calda e salata (inclusa la corrente del Golfo) scorre a nord sulla superficie dell'oceano, fornendo calore agli Stati Uniti nordorientali e alle isole britanniche.
Vicino alla Groenlandia, la corrente si divide, con un braccio in direzione del Mare Labrador ad ovest della Groenlandia e l'altro verso il Mare Nordico ad est. Lì, le acque diventano entrambe più fredde e più fresche, grazie al meltwater dalla terra. L'acqua più fredda poi affonda e viaggia di nuovo a sud lungo il fondo dell'oceano.
Molti studi hanno suggerito che il Labrador Sea regoli la forza dell'AMOC, ma quelli sono in gran parte basati su simulazioni climatiche, dice Lozier. "Abbiamo bisogno di mettere a terra le simulazioni", afferma. "Qui è dove abbiamo davvero bisogno di osservazioni."
In precedenza, le sole misurazioni AMOC provenivano dall'array RAPID-AMOC distribuito nel 2004. Ma quell'array controlla il sistema attuale molto più a sud, nelle regioni subtropicali. Per capire come la formazione di acque profonde nel nord potrebbe controllare la forza della corrente, Lozier e altri scienziati nel 2014 hanno lanciato OSNAP , abbreviazione di Overturning nel Subpolar North Atlantic Program, un consorzio internazionale incaricato di fornire una registrazione continua di salinità, temperatura e velocità attuale in tutto la colonna d'acqua piena.
Il gruppo ha allestito più di 55 ormeggi, o linee di sensori collegati al fondo marino lungo due transetti principali: uno che si estende a ovest dalla Groenlandia attraverso il mare del Labrador e uno che si estende verso est fino alla Scozia.
L'AMOC non solo ridistribuisce il calore, note Lozier: Aiuta anche a regolare la quantità di biossido di carbonio atmosferico che l'oceano può assorbire. Gli oceani della Terra hanno già assorbito circa il 30% del biossido di carbonio emesso dagli esseri umani dalla rivoluzione industriale, dice.
"La metà di questo è ora nel profondo Nord Atlantico a causa della capovolgimento della circolazione". Ciò significa che la continua circolazione di grandi correnti come l'AMOC ridurrà anche la capacità futura dell'oceano di contribuire a mitigare il riscaldamento globale.
I primi risultati riportati dall'analisi dei dati del sensore potrebbero essere una sorpresa per molti scienziati, afferma Lozier, poiché vanno contro la saggezza prevalente.
Ma ciò che alla fine controlla l'AMOC a lungo termine è lungi dall'essere risolto. I dati OSNAP nello studio coprono solo due anni e potrebbero non riflettere la circolazione su scale temporali più lunghe, come decenni, note Thornalley.
E diversi studi recenti, inclusi due pubblicati su Nature lo scorso anno, hanno suggerito che l'AMOC ha mostrato segni di rallentamento . Uno degli studi, condotto da Thornalley, ha riportato che l'AMOC è stato relativamente debole negli ultimi 150 anni , rispetto ai precedenti 1.500 anni.
La squadra di Thornalley ha anche riferito che la circolazione del Labrador Sea era molto debole durante quel periodo.
Una cosa su cui tutti i ricercatori concordano è che il continuo monitoraggio di OSNAP sarà essenziale per risolvere questo enigma. " ...
Re: Analisi e simulazioni sulla T globale: solar forcing "debunked"?
Capitolo II
Il magnifico tris d’assi! : TSI vulcani e PDO
Dove eravamo rimasti?
Ah si!
Ora però sul tidal forcing si pongono 2 questioni: la prima è che, benchè i lunisolar tides sembrino molto efficaci nello spiegare gran parte delle variazioni nel breve e nel lungo termine questi presentano alcune “criticità” (prendendo a prestito un termine orrendo che ora va tanto di moda
PUNTO 1:
il primo punto riguarda il fatto che l’ipotesi è poco supportata dalla fisica in termini quantitativi, ovvero l’effetto ci dovrebbe essere ma stando ai numeri, non dovrebbe malgrado tutto condizionare così pesantemente il trend della T globale… Un aspetto curioso è il fatto che il modello migliore sia proprio quello “estremo”, ovvero quello che vede un forcing costante, senza diminuzioni, della componente tidale nel corso di almeno 150 anni!
Questo sembra un po’ inverosimile, ecco perché ho provato a parametrizzare un modello con effetto più o meno decrescente di decennio in decennio e vedere se questo ancora riuscisse ad essere robusto, considerando anche gli altri effetti combinati. I risultati però non sono stati soddisfacenti rispetto all’ipotesi estrema.
L’ipotesi "no diluizione degli effetti" d’altra parte potrebbe essere spiegata col fatto che le correnti oceaniche possono avere tempi di ritorno anche di secoli, e quindi, l’integrale dell’effetto può essere molto diverso da quello atteso considerando i lunisolar tides operanti come una forzante “classica”.
Intanto da miei precedenti studi, ho potuto constatare che il tidal forcing si esplica in varie zone dell’oceano con ritardi che sono molto diversi tra loro nelle varie aree…questo significa che le componenti oceaniche opportunamente modellizzate, potrebbero almeno in parte sostituire il tidal forcing. A tal proposito lo stesso snowholic mi suggeriva di riportare correlogrammi per mostrare le influenze del tidal forcing sui vari settori dell’oceano...
Ecco qua alcune correlazioni lungo una serie temporale dette anche "cross correlation".
Qui riporto in modo sommario 3 “settori” chiave, ovvero quello che rigurada la PDO, la zona indopacifica, la temperatura oceanica globale e quella del nordatlantico (in pratica la AMO).
cross corr tides oceans.jpg
Notare che sono correlazioni di lunghissimo periodo (fino a 84 anni od oltre!).
Si vede che la PDO presenta ritardi di rilievo contenuti, nell’ordine del decennio. Sia per l’indopacifico che per il nord atlantico invece il segnale è molto ritardato con effetti massimi dopo i 40-50 anni.
Nel caso delle temperature dell’atlantico (0-90N) addirittura il segnale più robusto emerge dopo diversi decenni, almeno considerando l’intero settore. Stessa cosa si può dire per la media degli oceani.
Naturalmente vi invito a prendere questi risultati con una certa cautela, dal momento che non sono state fatte altre analisi più approfondite (per esempio la spectral analysis), comunque diciamo che sono “preliminarmente” molto interessanti!
PUNTO 2:
L’altra questione è che il tidal forcing tende ad essere un network di smistamento di segnali non solo interni, ma anche “esterni” al sistema climatico... considerate per esempio che il tidal forcing sembra essere molto associato all’attività vulcanica!
Il che non deve sorprendere perché gli effetti gravitazionali lunari sono proprio quelli che rendono il nostro pianeta così “vitale” al suo interno…in un certo senso dovremmo essere grati al nostro satellite se tutti i gas presenti in atmosfera e con essi la vita sulla terra, e noi stessi esistiamo!...A tale proposito mi riservo di presentare alcuni risultati molto interessanti relativamente alla modellazione degli effetti gravitazionali sull’attività vulcanica in un altro prossimo TD.
Per non parlare dell’apparente influenza degli effetti gravitazionali del sistema solare sulla variabilità dei cicli solari sui quali si è molto dibattuto…Dunque si, il tidal forcing sembra malgrado tutto una variabile importante per le variazioni climatiche, ma muove i fili in modo molto complesso e spesso indiretto.
Quindi, considerando queste grosse incertezze determinate da ritardi “biblici”
IPOTESI PDO-VULCANI-TSI
In pratica, i lunisolar tides in questi modelli che vi mostrerò sono stati sostituiti essenzialmente da 2 componenti: una componente vulcanica di lungo periodo (fino ad oltre 30 anni) e la PDO modellizzata con ritardi che arrivano fino a circa 8 anni. Sulla componente vulcanica, devo spiegare perché inizialmente non sono stati inseriti ritardi. La componente tidale, così come la AMO maschera i suoi effetti ritardati. La PDO al contrario tende ad esaltarli, probabilmente perché non c’è sovrapposizione dei 2 segnali. Precedentemente invece, specie dopo l’inserimento della AMO i ritardi perdevano di importanza, dunque era inutile inserirli. Quindi, una volta tolto il tidal forcing e aggiunta la PDO, ecco che il forcing vulcanico con effetti di lungo periodo ricompare stabile e chiaro nel modello!
Bene, questo è il modello integrato degli effetti dell’attività vulcanica: vulc(lag~0)+vulc(lag1-11)0.5+vulc(lag11-22)0.5.
Dove il numero di lag si riferisce agli anni. Questo effetto di ritardo è stato ricavato analizzando un modello con la pdo e tutti i dati inseriti più la co2. Va detto che anche in questo caso la miglior parametrizzazione del modello dipende dalla amo, cioè se viene inserita o meno, dato che come dicevamo questa tende a “mangiarsi” parzialmente gli altri effetti…
Quanto alla PDO, il ritardo è evidente man mano che ci si sposta dal tempo 0. Infatti, rispetto alla AMO che non presenta ritardi, la PDO sembra condizionare il clima in modo graduale. Qui per brevità non mostro come ci sono arrivato, dico solo che utilizzando l’analisi di cross-correlation si vede appunto che sulla T globale presenta dei ritardi che arrivano grosso modo fino a 10 anni, quindi ottimizzando il sistema si può anche arrivare solo fino a 7-8 anni.
Insomma utilizzando questi 2 nuovi parametri nel modello “completo”, questi provocano un “offset” del tidal forcing che virtualmente “scompare” per il periodo 1850-1950, specie se si considera anche un effetto di diluizione del segnale lungo i 150 anni: questo verosimilmente accade non perché un tale effetto non esista, ma perché ci sono 2 componenti ad esso legate che possono sostituirlo, almeno considerando il periodo in esame (1850-1950).
Qui vi mostro il modello con gli effetti vulcanici ritardati, la pdo e la TSI con le 2 ipotesi “classica e AMOC…
nuovo mod con pdo TSI 3 IP a confronto.jpg
Si vede che con le sole 2 componenti PDO e vulcani saremmo certo in un periodo piuttosto freddo, anche se con temperature in leggera risalita rispetto al periodo di cooling tra gli anni 50 e gli anni 70. Consideriamo ora l’ipotesi TSI “classica” (trend in verde) e poi l’ipotesi TSI “AMOC high" (trend in viola)
…Beh trovo questo modello molto molto interessante.
In quest’altra slide per maggiore chiarezza è presentato unicamente il modello in cui l’effetto AMOC è esattamente come descritto nel lavoro presentato a inizio Td (AMOC "very high"
nuova ipotesi con pdo TSI IP2 high.jpg
Praticamente tutte le oscillazioni degne di nota non dovute all’ENSO sono presenti!
…E qui sto mostrando le simulazioni dal 1950, non un artificio legato alle proprietà dei modelli basati sullo scarto quadratico minimo e che quindi tendono “ad aggiustare” i dati per approssimare il trend lineare.
Non essendoci la co2 probabilmente il modello vede un plateau che parte dagli anni 90 e rimane più o meno invariato fino al periodo attuale per poi diminuire leggermente fino al 2040. Notare che qui praticamente lo “scollamento” dalla T "reale" inizia chiaramente solo dopo il nino del 1998, come se un qualche equilibrio si fosse rotto dopo di allora…
Insomma abbiamo una base interessante da cui partire…
Per non appesantire troppo il post, direi che per ora ci fermiamo qui…
...a brevissimo per la prossima puntata!
Ultima modifica di Copernicus64; 12/06/2019 alle 18:22
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