Quando il diavolo fa’ le pentole ed anche i coperchi

di Luigi Mariani e Guido Guidi

Oggi si parla di Hot Spot troposferico, gioia modellistica dell’AGW, dolore sempre dell’AGW in materia di osservazioni. Nei modelli di simulazione climatica, infatti, lo strato troposferico medio si scalda con un rateo molto superiore alla superficie. Nella realtà questo non pare che avvenga.

Il tema è stato recentemente riportato in auge da un articolo uscito sul GRL:

Reexamining the warming in the tropical upper troposphere: Models versus radiosonde observations

L’articolo di Seidel et al (2012) tratta quindi un tema tutt’altro che nuovo e su cui sono da tempo in atto polemiche anche aspre. Ad esempio Douglass, Christy, Pearson, and Singer (DCPS) (che Seidel et al si guardano bene dal citare) scrissero nel 2007 un articolo in cui si evidenziava che l’aumento di temperatura nella media troposfera considerato come una sorta di fingerprint dell’AGW – indicato da 22 modelli GCM – non trovava riscontro nei dati osservativi (Douglass et al, 2007).

A DCPS rispose con un contro-articolo un gruppo di “16 vestali dell’AGW più uno statistico” (Santer et al 2008) sollevando appunto eccezioni statistiche al lavoro di DCPS e sostenendo che riguardando con maggiore attenzione i dataset delle temperature superficiali e quelli delle temperature in quota, i primi avevano un trend leggermente ridotto e i secondi lo avevano amplificato. Ecco dunque rispuntare con una semplice limatina alle osservazioni l’accordo tra la realtà e la simulazione. Dal momento che questa dicussione ha occupato pagine e pagine di vari blog climatici e non pochi editor di riviste scientifiche, tralasciamo il fatto che in un mondo normale quando una cosa vera e una cosa simulata non vanno d’accordo l’errore lo si dovrebbe cercare nella simulazione ma, tant’è, quello della scienza del clima in tutta evidenza non è un mondo normale. Come ulteriore inciso vale la pena ricordare che questi due articoli ebbero l’onore di essere citati in varie mail del climategate 2, cosa di cui Douglass e Christy si lamentarono nel resoconto riportato su American Thinker a questo link.

Ora Seidel et al (citiamo pari pari dalle conclusioni) confermano in sostanza che

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Our tests using radiosonde rather than MSU observations lend some support to FMJ’s finding that climate models exaggerate the vertical amplification of tropical tropospheric warming during 1979-2010.

I nostri test con l’impiego di radiosonde piuttosto che osservazioni MSU forniscono un certo supporto ai risultati di FMJ circa il fatto che i modelli climatici esagerino l’amplificazione verticale del riscaldamento troposferico nel periodo 1979-2010.

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anche se poi si dice che

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However, our results are not as clear, due to two main factors: the wide range of trends in datasets using different methods of adjusting time-varying observational biases, and the dependence of the findings on the discrete pressure level (i.e. 200 vs. 300 hPa) chosen to represent the tropical upper troposphere.

Tuttavia, i nostri risultati non sono così chiari, a causa principalmente di due fattori: l’ampio spettro di trend nei dataset che usano differenti metodi di aggiustamento dei bias osservativi relativi alle variazioni di orario e la dipendenza dei risultati dal singolo livello barico (cioè 200 vs 300 hPa) prescelto per rappresentare l’alta troposfera tropicale.

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Tuttavia a nostro avviso l’articolo in questione, ponendo in discussione il tema delle coerenza fra simulazioni da modelli GCM da un lato e misure (da radiosonde e da remoto) dall’altro, manca di un elemento chiave e ci spieghiamo.

Nella fascia intertropicale (fra 30°N e 30°S) ad un aumento della temperatura in superficie (indotto ad esempio da un incremento della radiazione ad onda lunga del cielo e cioè dell’effetto serra) dovrebbe corrispondere all’equilibrio un aumento circa doppio nella media troposfera (a 4000-6000 m di quota) e circa triplo nella troposfera medio-alta (a 7000-9000 m di quota). Questo è un dover essere per il sistema climatico che si chiama conservazione del gradiente pseudo-adiabatico nella zona di pertinenza della cella di Hadley. Si tenga infatti presente che la salita delle massa d’aria nella cella di Hadley, da cui dipende l’intero meccanismo di scambio latitudinale dell’energia fra equatore e poli, è legato al sussistere di condizioni di instabilità potenziale che si reggono sulla presenza nella troposfera di un gradiente pseudo-adiabatico.

Il profilo altitudinale del gradiente pseudo-adiabatico è tale per cui, a fronte di un riscaldamento x in superficie si dovrebbe assistere ad un riscaldamento pari a 2x nella media troposfera e 3x nella troposfera medio – alta. Tale riscaldamento dovrebbe essere osservato dagli strumenti di misura e simulato dai modelli (sia misure sia modelli dovrebbero dovrebbero ovviamente rispondere con un certo delay, necessario al sistema per mettersi in equilibrio rispetto al riscaldamento al suolo). Questo argomento è già stato oggetto di approfondimento su CM, trovate tutto a questo link.

Innanzitutto è allora necessario domandarsi se le temperature al suolo stiano veramente salendo nella fascia intertropicale e la risposta è no (basta graficare la colonna TRPCS del file di dati scaricabile da http://vortex.nsstc.uah.edu/data/msu/t2lt/uahncdc.lt per rendersene conto; per inciso TRPCS rappresenta la temperatura media mensile della fascia fra 20°N e 20°S).
E se la risposta è no sarebbe corretto attenderci che sia le misure da radiosonda sia le previsioni da GCM indichino assenza di trend. Ora da un’analisi visuale di quanto appare nei grafici presentati nell’articolo emerge che le misure da radiosonda indicano una sostanziale stazionarietà mentre i modelli indicano un trend positivo.

La nostra morale a fronte di ciò è la seguente: i modelli sbagliano la stima del trend al suolo e, coerentemente con ciò, sbagliano anche la stima del trend in quota. In altri termini, in questo caso il diavolo fa’ le pentole ed anche i coperchi.

Bibliografia

• Douglass, Christy, Pearson, and Singer, 2007. “A comparison of tropical temperature trends with model predictions”, International Journal of Climatology (IJC)
• Santer etal 2008, Consistency of modelled and observed temperature trends in the tropical troposphere (https://www.llnl.gov/news/newsreleases/2008/NR-08-10-05-article.pdf)
• Seidel, Free ad Wang, 2012. Reexamining the warming in the tropical upper troposphere: Models versus radiosonde observations, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 39, L22701, 5 PP., 2012, doi:10.1029/2012GL053850 (http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2012GL053850.shtml)