Il problema delle correnti a getto e della mosca cocchiera

Sul numero di marzo di “Le Scienze” è stato pubblicato un articolo a firma di Jeff Masters dal titolo
Gli strani percorsi della corrente a getto.

L’argomento mi è sembrato piuttosto interessante per cui ho iniziato a leggere l’articolo: dopo le prime righe ho capito subito dove saremmo andati a parare, ma alla fine ho dovuto riconoscere che a volte la realtà supera l’immaginazione. Procediamo, però, con ordine.

L’autore dell’articolo è un blogger statunitense nonché meteorologo (potremmo quasi dire che è l’antisimmetrico del nostro padrone di casa) di chiara fama allarmista, come ho scoperto dopo aver letto l’articolo. Egli esordisce descrivendo brevemente i problemi provocati dal rigido inverno 2013/14 negli USA e, successivamente, ne analizza le cause. Le condizioni meteorologiche particolarmente avverse che hanno caratterizzato l’inverno in questione (ed anche quello attuale, secondo me) devono essere ricercate nella particolare conformazione del getto polare che ha consentito all’aria fredda polare di spostarsi verso sud determinando le tempeste di neve che hanno flagellato buona parte del nord-America. Ciò ha provocato, inoltre, un richiamo di aria tropicale che ha investito la California determinando un inverno mite e siccitoso.

L’analisi fino a questo punto è condivisibile. Il problema sorge allorquando il nostro autore ci comunica che questi inverni così rigidi e prolungati sono strani perchè determinati da condizioni bariche non usuali. Successivamente ci spiega che lui crede di aver capito perché tali condizioni siano diventate più frequenti rispetto al passato. In proposito vorrei far notare che anche nel passato gli inverni in USA e Canada erano molto rigidi e che l’aumento della loro frequenza dovrebbe essere desunto da un’analisi statistica di cui però, non vi è traccia nell’articolo. Nonostante ciò l’autore sostiene che gli inverni attuali sono diversi dalla norma. Supponiamo, per quieto vivere, che egli abbia ragione ed andiamo a vedere perché è aumentata la frequenza di inverni rigidi.

Tutti sappiamo che le correnti a getto seguono un percorso tortuoso caratterizzato da oscillazioni casuali o caotiche. Il loro comportamento è molto imprevedibile e determina il tempo meteorologico così come lo conosciamo. Non sono un meteorologo, ma G. Guidi, C. Colarieti Tosti e L. Mariani ci hanno spiegato molte volte come funziona il sistema atmosferico per cui qualcosa credo di aver capito. Il getto presenta delle oscillazioni latitudinali che determinano richiami di aria polare alle basse latitudini e di aria tropicale alle alte latitudini. Queste oscillazioni si propagano da ovest verso est secondo quelle che vengono definite onde di Rossby. Sono queste onde a determinare le condizioni cicloniche ed anticicloniche e, quindi, il tempo alle nostre latitudini. Il dr. J. Masters sostiene che la velocità di propagazione delle onde di Rossby negli ultimi quindici anni è diminuita per cui le condizioni di siccità sulla costa occidentale degli USA e di freddo intenso su quella orientale sono diventate più durature rispetto al passato. In alcuni casi si può parlare addirittura di vere e proprie condizioni di blocco caratterizzate da periodi in cui le figure bariche apportatrici di cattive condizioni meteorologiche stazionano a lungo nelle stesse aree (le tempeste di neve negli USA e la torrida estate 2010 in Russia rappresentano un esempio significativo di questi blocchi).

J. Masters nel suo articolo espone correttamente, secondo me, lo stato dell’arte del dibattito scientifico sull’andamento delle correnti a getto: secondo alcuni non vi è alcun aumento della tortuosità del getto polare, secondo altri, invece, il getto polare è diventato più lento e più tortuoso rispetto al passato. J. Masters sposa questa seconda ipotesi e imputa i meandri del getto al fatto che è diminuita la velocità del getto polare: minore velocità determina maggiore tortuosità e se ciò fosse vero, da un punto di vista fisico, a mio avviso, non sarebbe del tutto sbagliato.

Secondo la linea di pensiero principale la responsabilità dei meandri della corrente a getto polare deve essere attribuita a diverse cause: disposizione delle terre emerse, Sole, catene montuose, ENSO ed Oscillazione Artica, ma non sarebbe estranea neanche l’Oscillazione Pacifica Decadale (PDO). Detto in altri termini le oscillazioni latitudinali del getto polare sono di origine naturale. J. Masters è del parere, invece, che la causa del rallentamento del getto polare debba attribuirsi all’amplificazione artica e, quindi, al riscaldamento globale di origine antropica, ovviamente. L’amplificazione artica è, infatti, quel particolare fenomeno per cui le temperature medie della zona artica sono aumentate di circa tre volte rispetto a quelle del resto del mondo. La cosa è piuttosto controversa in quanto tale incremento è stato determinato in base a rianalisi ed interpolazioni piuttosto spinte, ma in questa sede è inopportuno dilungarsi ulteriormente. Torniamo, quindi, all’articolo di Le Scienze.

J. Masters basa la sua convinzione sulle idee della d.sa J. Francis desunte dai risultati di un lavoro pubblicato nel 2013 su Nature Climate Change: Extreme summer weather in northern mid-latitudes linked to a vanishing cryosphere da Q. Tang et al. e da un articolo pubblicato nel 2012 su Geophysical Research Letters: Evidence linking Artic amplification to extreme weather in mid-latitudes a firma di J. Francis et al..

Nel primo articolo si analizza la relazione che intercorre tra la copertura nevosa nel Nord emisfero, l’estensione dei ghiacci artici e le condizioni meteorologiche estive estreme nell’ultimo decennio. In particolare Tang et al., 2013 conclude che l’estensione del ghiaccio marino è in grado di influenzare in maniera doppia rispetto alla copertura nevosa la frequenza degli eventi estremi incidendo sull’intensità dei venti zonali e sulla posizione latitudinale del getto polare.
Questo sulla scorta di un’analisi condotta su dieci anni di dati e con chiaro riferimento al tempo estivo (summer weather). Personalmente reputo eccessivamente limitata la lunghezza della serie di dati per poter estrapolare da essi conclusioni statisticamente corrette, comunque gli autori sono convinti che le loro conclusioni siano robuste. A nessuno di loro passa per la testa che l’IPCC ha pubblicato un report in cui conclude che non vi è evidenza statistica che la frequenza degli eventi estremi sia aumentata.

Nel secondo articolo, sulla base di una rianalisi dei dati satellitari relativi al periodo che va dal 1980 ai giorni nostri, si giunge alla conclusione che la velocità dei venti zonali nel nord emisfero è diminuita di pari passo con la diminuzione dell’estensione dei ghiacci artici e della copertura nevosa. Gli autori per monitorare l’andamento dei meandri del getto polare, hanno mappato “lo spessore” del geopotenziale tra 500 hPa e 1000 hPa (indice Z500) pervenendo alla conclusione che esso è diminuito dal 1979 al 2011. Gli autori, in particolare, considerano tale indice di distribuzione del geopotenziale indicativo dell’espansione verso sud dei meandri del getto polare e di una diminuzione della velocità dei venti zonali.
Le conclusioni di questo articolo sono state criticate da K. Trenberth et. al. in una letter a Science del 14/02/2014 che non sono riuscito a leggere (neanche in abstract) per cui ho dovuto far ricorso a ciò che ho trovato in rete. In buona sostanza Trenberth et al., 2014 sostiene che la variabilità naturale legata a PDO, ENSO ed AO è ampiamente sufficiente a spiegare le oscillazioni del getto polare.
L’obiezione principale riguarda il breve periodo intercorso tra la diminuzione dell’estensione dei ghiacci artici e la variazione del percorso della corrente a getto. Questa obiezione mi pare fondata in quanto il getto polare è frutto di fenomeni energetici di grandissimo rilievo che coinvolgono la rotazione terrestre (attraverso le forze di Coriolis) e la redistribuzione del calore tra i poli e l’equatore. La modifica del getto polare, pertanto, richiede energie confrontabili con quelle in gioco mentre l’amplificazione artica è in grado di sviluppare energie del tutto insufficienti a modificare il percorso del getto polare. K. Trenberth fa notare che ENSO, da solo, genera flussi energetici di circa 1 ordine di grandezza superiore a quelli generati dall’amplificazione artica, per cui la sua influenza è senza dubbio più importante di quella che J. Francis attribuisce all’amplificazione Artica.

Personalmente condivido in toto le critiche rivolte al lavoro di Francis et al., 2012 e, con Trenberth et al., sono dell’avviso che la correlazione individuata da J. Francis tra le velocità del vento zonale e l’estensione dei ghiacci artici e della copertura nevosa è solo una coincidenza (come capita tante volte nello studio dei fenomeni naturali).

L’ipotesi di J. Francis ha trovato ampio risalto dal punto di vista mediatico perché riesce a “spiegare” alcuni paradossi del riscaldamento globale. Uno di questi è rappresentato dai rigidi inverni che stanno caratterizzando gli ultimi anni negli USA e che rendono poco credibile da parte della pubblica opinione l’ipotesi del mondo che si scalda. Se però il riscaldamento globale riuscisse a giustificare anche gli inverni freddi, la cosa sarebbe più semplice. L’ipotesi elaborata dalla d.sa Francis riesce a quadrare il cerchio: se l’amplificazione artica, conseguenza del riscaldamento globale di origine antropica, fosse in grado di modificare il percorso e la velocità del getto polare, non sarebbe strano che i rigori invernali fossero conseguenza dello stesso. Sarebbe chiaro, quindi, che il caldo genera il freddo. La cosa non convince, però, Trenberth et al. 2014 (e neanche me, per quello che può contare). Inutile dire che una parte del movimento ambientalista tra cui anche il Consigliere scientifico del presidente Obama, ha accolto a braccia aperte l’articolo della d.sa Francis e, qualcuno, definisce “barbe grigie” i climatologi che criticano le conclusioni di Francis et. al, 2012. Strano destino per gli autori di Trenberth et al., 2014: considerati dei vecchi bacucchi alla stregua della maggioranza degli scettici.

E’ appena il caso di sottolineare che in un articolo a firma di J.A. Screen et al., Exploring links between Arctic amplification and mid-latitude weather, pubblicato su Geophysical Research Letters nel 2013, gli autori concludono che non si nota alcuna tendenza statisticamente significativa circa la velocità delle onde di Rossby nel periodo 1979-2011. Ciò sulla base di due definizioni di onde planetarie: ampiezza meridionale, una misura dell’ampiezza nord-sud dei meandri del getto polare, e ampiezza zonale, una misura dell’intensità delle oscillazioni bariche atmosferiche alla latitudine di 45 ° N. Si tratta, come si può notare, di una definizione di onda planetaria diversa da quella utilizzata da Francis et al., 2012.

E per chiudere in bellezza questa carrellata di punti di vista non possiamo non ricordare il recente lavoro di rianalisi elaborato da Carlo Colarieti Tosti: Il clima del futuro? La chiave è nel passato (pubblicato qui su CM), in cui si dimostra con una rianalisi dei dati NCEP/NCAR (gli stessi di Francis et al., 2012) che abbracciano, però, il periodo 1948-2013 che il getto polare è caratterizzato da oscillazioni ad alta, media e bassa frequenza. La metodologia utilizzata dal dr. C. C. Tosti è diversa (anche se le assomiglia) a quella di Francis et al., 2012 in quanto analizza l’altezza della quota del geopotenziale di 500 hPa. Ebbene, applicando l’analisi delle frequenze ai dati disponibili relativi all’altezza della quota geopotenziale di 500 hPa, l’autore ha potuto accertare che il getto polare oscilla con periodi di circa 65, 58, 29, 18 anni (per semplicità ed a scapito di precisione ho approssimato i periodi trascurando le cifre decimali ed i periodi legati alle oscillazioni di più alta frequenza).

In questa ottica le anomalie registrate nel percorso del getto polare sarebbero solo delle oscillazioni del tutto naturali legate alla periodicità delle disposizioni delle masse a livello emisferico. La loro apparente eccezionalità deriva solo ed esclusivamente dalla brevità della serie di dati presa in esame. Se l’analisi di Francis et al., 2012 fosse stata estesa sino al 1948 e i risultati fossero stati visti sotto un’attica non lineare invece che lineare, probabilmente le conclusioni sarebbero state diverse, come dimostra lo studio di C. C. Tosti.

J. Masters, ad onor del vero, illustra abbastanza bene i termini della questione e fino al penultimo paragrafo del suo articolo si può dire che l’opera di divulgazione, seppur partigiana, è abbastanza condivisibile: analizza le due ipotesi in campo non nascondendo i punti critici di quella a cui lui si sente più vicino. E’ nell’ultima parte dell’articolo che cessa, però, di fare divulgazione scientifica e comincia la sua opera di propaganda.

Il titolo del capitolo è illuminante: ‘Non possiamo attendere oltre’. J. Masters in questa parte dell’articolo sciorina tutti i luoghi comuni della propaganda allarmista. Elencarli tutti sarebbe molto lungo ed inutile in quanto sono ampiamente noti a tutti i lettori di CM, mi limiterò, pertanto, a riassumere il suo pensiero per sommi capi. Gli eventi meteorologici particolarmente intensi come l’ondata di calore in Russia, la siccità negli Stati Uniti, i tornado, le alluvioni, gli inverni rigidi e nevosi e via cantando, secondo l’autore sono una prova del fatto che il riscaldamento globale “determina” questi eventi e poiché la maggior parte di essi dipende dalla tortuosità della corrente a getto polare, la conclusione ovvia è che il riscaldamento globale modifica il getto polare. Il fatto che gli scienziati non siano d’accordo, secondo J. Masters, non è importante in quanto se la corrente a getto viene determinata dall’estensione dei ghiacci marini artici la loro scomparsa estiva (che egli prevede avvenga nel 2030) provocherà forti incrementi degli eventi estremi, se invece il getto polare non dipende dall’estensione dei ghiacci artici bisogna preoccuparsi anche di più perché il meccanismo che la regola ci è sconosciuto e quindi non possiamo sapere come essa reagirà all’incremento delle temperature globali ed al conseguente cambiamento climatico. E, per concludere, il botto finale. J. Masters fa una previsione per i prossimi 15 anni: aspettatevi qualcosa senza precedenti.

E con questo emerge in modo chiaro ed inequivocabile la sindrome della mosca cocchiera che guida il pensiero di un certo ambientalismo. Secondo questo pensiero gli unici responsabili di tutto quanto accade sull’orbe terraqueo sono l’uomo e le sue azioni. La Natura? Svolge un semplice ruolo di comprimario, anzi è essa stessa influenzata dall’uomo.

E, per finire, una considerazione personale. Credo che l’articolo di J. Masters non renda un buon servigio alla causa della divulgazione scientifica. Io ho approfondito le fonti di Masters (non senza difficoltà), ma il lettore medio lo ha fatto? Credo di no, per cui le sue argomentazioni hanno avuto gioco facile a diffondere l’idea di una catastrofica deriva delle condizioni climatiche nel nord-emisfero, in particolare, e nel mondo intero, in generale.

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Addendum:

L’amico Donato mi perdonerà questa intrusione nel suo post. Il freddo che viene dal caldo sta diventando un cavallo di battaglia dell’attivismo climatico. Non è cosa nuova, su CM, per esempio, avevamo già commentato sia il dibattito scientifico sviluppatosi attorno agli articoli della Francis, una discussione che si è poi conclusa a sfavore di quest’ultima (qui e qui). Il fatto che Masters abbia ripreso l’argomento è tipico di come funzionano le cose in termini di propaganda climatica. L’ipotesi di Francis et al. è stata confutata con le osservazioni, ma basta non far cenno a questo piccolo inconveniente e continuare a citare l’articolo per tener vivo l’argomento.

Riguardo l’uscita del consigliere scientifico del presidente USA, già a suo tempo era bastato un semplice grafico come quello qui sotto per confutarla.

Si tratta delle velocità zonali nella fascia latitudinale compresa tra 55° e 65° Nord alla quota isobarica di 300 hPa, cioè dove scorre il getto polare. Non mi pare si possa riscontrare alcun trend. Se poi il getto polare non passa più di là ma più a sud – diversamente non potrebbe essere visto che si parla di aria fredda e non del contrario – la relazione tra l’AGW e gli eventi di freddo intenso si confuta da sola, perché mi sembrava di aver capito che un pianeta che si scalda dovrebbe vedere progredire di latitudine l’aria calda a scapito di quella fredda, elevando quindi la latitudine di scorrimento del getto polare.

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