Sarà, naturalmente, peggio del previsto

E’ uscito su Science un nuovo articolo firmato da John Fasullo e Kevin Trenberth:

A Less Cloudy Future: The Role of Subtropical Subsidence in Climate Sensitivity

Sui media lo troviamo come sempre in una forma un po’ diversa, con Science Daily che riprende pari pari il comunicato stampa dell’NCAR: Future Warming Likely to Be On High Side of Climate Projections, Analysis Finds

Come spesso accade, tanto nel comunicato stampa quanto nelle successive riproduzioni dei media, si cerca di mettere in risalto le parti più ad effetto dello studio in questione, anche se queste nello stesso sono piuttosto marginali. Questo è ovviamente fisiologico, anche se qualche volta ci piacerebbe che non accadesse. Vediamo di cosa si tratta.

Allo stato attuale della conoscenza, con riferimento alle proizioni climatiche, l’elemento di maggiore incertezza è rappresentato dall’impossibilità di quantificare con precisione la sensibilità climatica, che per definizione identifica la risposta del sistema climatico in termini di riscaldamento al raddoppio della concentrazione di CO2 rispetto ai livelli pre-industriali. La difficoltà consiste nell’identificazione delle dinamiche e della magnitudo dei feedback radiativi, cioè di quei processi di potenziamento/mitigazione del riscaldamento che si suppone debbano realizzarsi nel sistema in risposta ad uno squilibrio positivo del bilancio radiativo del Pianeta. Il più significativo di questi feedback, ma anche il più incerto, è il feedback delle nubi. La nuvolosità, infatti, ha il duplice ruolo di riflettere la radiazione solare e di trattenere la radiazione uscente dalla superficie, con un effetto complessivamente raffreddante. Ma la nuvolosità è la manifestazione visiva della presenza di vapore acqueo in atmosfera, per cui una modifica del tipo e della quantità di nubi presenti su vasta scala può modificare l’ampiezza di questo effetto generalmente raffreddante, di fatto amplificando il riscaldamento.

Questa è l’interpretazione del problema che forniscono quanti si dicono convinti che il forcing antropico sia in grado di scatenare feedback con segno prevalentemente positivo. Nel caso della nuvolosità, si immagina che essa diminuisca in ragione di questo forcing. Già questo concetto ci pone di fronte a un bivio, perché, ad esempio l’ipotesi avanzata da Roy Spencer nel suo libro e con i suoi lavori, ma supportata anche da altri recenti studi, assegna alle nubi il ruolo di forzante, ribaltando di fatto la relazione causale appena descritta.

Ma prendiamo, volendo approfondire e commentare questo lavoro, la strada suggerita da Trenberth e fasullo.

Sulla nuvolosità sussistono due problemi. Il primo è che le osservazioni oggettive a scala climaticamente valida sia in senso spaziale che temporale sono molto recenti – risalgono infatti all’avvento dell’era satellitare ed all’impiego di sensori molto sofisticati – il secondo è invece rappresentato dal fatto che la fisica delle nubi, cioè il loro processo di formazione e la loro distribuzione verticale non sono risolte dai modelli di simulazione climatica. Diventa quindi molto difficile, ove non impossibile, fare confronti efficaci tra la realtà osservata e le stesse simulazioni. Parliamo inoltre di serie storiche molto brevi e di processi, come nel caso di questo studio, che hanno tempi stagionali, per cui anche ove le simulazioni riuscissero a riprodurre efficacemente un segnale di breve periodo, non è detto che nel medio e lungo periodo il feedback sarebbe lo stesso.

Tuttavia, per aggirare il limite fisico dei modelli e per collegare la scala temporale breve (stagionale) a quella media e lunga (interannuale e decadale) Trenberth e Fasullo hanno provato a studiare il comportamento di una grandezza strettamente correlata, ma ancora una volta non in relazione causale – con la nuvolosità, l’umidità relativa. L’analisi ha riguardato una zona del mondo in cui il ciclo stagionale dell’umidità relativa è molto evidente, la fascia di subsidenza sub-tropicale dell’emisfero settentrionale, ovvero quella zona del Pianeta dove nei mesi estivi si registra uno shift verso nord della discesa dell’aria secca che va a completare il ciclo di quella porzione della circolazione generale dell’atmosfera nota come Cella di Hadley. Dato che queste correnti discendenti caratterizzano le zone aride e prive di nubi e quindi esposte ad assorbire totalmente la radiazione incidente, uno spostamento verso nord o un’espansione di questa fascia di discendenza esporrebbe una porzione maggiore di superficie a questo effetto. Questo di fatto avviene tutti gli anni, proprio durante l’estate boreale.

Analizzando un ventennio di dati (1980-1999) e confrontando le osservazioni con gli output modellistici Trenberth e Fasullo hanno osservato che tra i modelli impiegati per il 4°Report IPCC (risultati confermati anche da quelli pur incompleti con cui si sta scrivendo ilo 5° Report IPCC), quelli che meglio riescono a riprodurre questo ciclo stagionale sono anche quelli con sensibilità climatica più elevata, cioè quelli che al raddoppio della CO2 prevedono un riscaldamento più consistente (circa 4°C). I modelli a più bassa sensibilità climatica sono quelli che invece hanno le maggiori difficoltà a riprodurre questo ciclo stagionale.

Questo sposterebbe la “confidenza” nei valori che potrebbe assumere la sensibilità climatica e quindi nella quantità di riscaldamento atteso, verso l’estremo superiore dell’attuale margine di incertezza. Di qui l’idea che il futuro climatico possa essere peggio del previsto ammesso e non concesso, naturalmente, che il futuro climatico sia in effetti quello previsto.

Già, perché a questo ragionamento si possono sollevare delle obiezioni. In primo luogo perché la proprietà transitiva che vede dei modelli in grado di riprodurre efficacemente delle dinamiche di breve periodo dell’umidità relativa in una pur importante porzione del Pianeta, non necessariamente deve risultare valida nel lungo periodo e, ancora di più, può essere trasferita al parametro temperatura.

La seconda obiezione è ancora più scontata. La sensibilità climatica di questi modelli, diciamo così, di fascia alta in termini di riscaldamento, prevede un rateo di aumento delle temperature al persistere dellla forzante antropica ben più alto di quello osservato recentemente. A dirla tutta, in effetti, negli ultimi 15 anni, non c’è stato alcun rateo di aumento: il trend delle temperature medie superficlai globali è piatto. Può darsi che dietro l’angolo ci sia una forte ripresa del riscaldamento, ma sin qui non se ne vede traccia. Questo di per sé invaliderebbe la suddetta proprietà transitiva.

E infine un po’ di osservazioni. Sul sito che ospita le rianalisi dell’NCAR è possibile plottare le anomalie di molti parametri atmosferici per molte decadi indietro nel tempo. Plottando le anomalie dell’umidità relativa nel periodo 1980-1999, si nota l’effetto di anomalia positiva nella fascia sub-tropicale alla quota di 500hPa sull’oceano, così come descritto da Trenberth e Fasullo.

Ma se si plottano le anomalie per il periodo 2000-2010, il segnale è chiaramente invertito. Caveat: il periodo è più breve, ma questo passa il convento.

Quindi la fascia subsidente si è amplificata nel ventennio 1980-1999 in coincidenza di un riscaldamento (pur con rateo inferiore alla sensibilità climatica prevista), salvo poi ritirarsi nel periodo 2000-2010, guarda caso con una stasi o leggero declino delle temperature, ribaltando il segno della correlazione tra i modelli ad alta sensibilità climatica e le dinamiche dell’umidità relativa. In questa differenza, temo, fa da padrone il segnale delle oscillazioni multidecadali delle temperature oceaniche, tra tute la PDO. Quindi, la relazione umidità relativa – nubi – temperature regge, sebbene non sia svelata la relazione causale, ma si identifica un cambiamento di regime che con il forcing che è alla base della sensibilità cimatica, la CO2, non ha niente a che vedere, essendo questo rimasto immutato, anzi, essendosi anche accresciuto. Non è dato sapere perché gli autori non abbiano scelto di usare tutti i dati a disposizione, cioè fino al 2010, visto tra l’altro che all’inizio del paper lamentano l’indisponibilità di serie sufficientemente lunghe. Forse la relazione tra modelli ad alta semsibilità climatica e capacità degli stessi di riprodurre il ciclo stagionale dell’umidità relativa si interrompe con condizioni climatiche differenti?

Quanto visto sin qui può significare due cose:

1. I feedback di breve periodo non sono riconducibili al medio periodo e quindi fiorse neanche al lungo periodo, per cui le proiezioni con più alta sensibilità climatica non sono più affidabili delle altre e il problema è irrisolto.
2. La relazione CO2 temperatura, regolata dai feedback radiativi è sbagliata, sia nel breve, che nel medio, che nel lungo periodo, forse perché la CO2 non è la forzante predominante.

Sicché, se Ivo de Boer appena qualche giorno fa ha voluto far sapere che il prossimo report IPCC spaventerà tutti a morte e Trenberth e Fasullo ci dicono che sarà peggio del previsto (o che tra quello che si prevede prevarrà il peggio ma è lo stesso), il primo si commenta da sé, i secondi non convincono.