Riassunto: Fasullo et al. lavorando su serie storiche globali hanno recentemente dedotto che l’eruzione del Pinatubo avvenuta nel 1991 ha avuto un effetto significativo di rallentamento della crescita del livello oceanico. L’analisi del comportamento di 5 stazioni italiane e 37 stazioni russe e norvegesi non evidenzia per le aree indagate la significatività di tale fenomeno.
In un post su CM dell’ottobre 2015, avevo trattato dell’accelerazione del livello del mare analizzando 37 stazioni mareografiche russo-norvegesi e 45 italiane (42 italiane, 1 maltese, 1 croata, 1 slovena). La conclusione era stata quella di una accelerazione nell’Atlantico del Nord e nel Mar Glaciale Artico (più elevata per le stazioni russe, meno per quelle norvegesi) e una leggerissima decelerazione nel Mediterraneo (ma quasi 4 volte superiore alla decelerazione media di 57 stazioni americane trovata da Houston e Dean, 2011). La decelerazione derivata dalle stazioni italiane aveva, però, un errore tanto grande da far propendere per un valore nullo e quindi per una crescita a tasso costante.
Recentemente è uscito un lavoro di Fasullo, Nerem e Hamlington (Fasullo et al., 2016, liberamente disponibile) in cui si cerca (trovandola) la possibilità che l’eruzione del vulcano Pinatubo (1991, nelle Filippine) abbia provocato un rallentamento temporaneo nella crescita globale del livello del mare e quindi una diminuzione della sua accelerazione.
In questo post mi propongo di verificare se l’eruzione del Pinatubo abbia avuto una influenza misurabile anche sull’accelerazione delle 37 stazioni mareografiche russo-siberiane e delle 5 italiane che coprono un arco di tempo che include la fase di eruzione e di successivo influsso sul clima del Pinatubo stesso.
La verifica viene fatta confrontando l’accelerazione derivata dalle serie originali (in seguito definite “con Pinatubo”) e quella derivata escludendo da ogni serie i dati dal 1991 al 1995 incluso (“senza Pinatubo”). La scelta dell’intervallo temporale viene fatta seguendo la figura 2A) di Fasullo et al., 2016, in cui l’albedo simulata ritorna ai valori pre-eruzione nel 1995.
Grazie alla gentilezza dell’amico Luigi Mariani che le ha realizzate, è possibile vedere cartografati i risultati complessivi -le accelerazioni con e senza Pinatubo- nelle immagini successive.
Russia e Norvegia
Tutte le 37 stazioni russo-norvegesi usate per il post precedente coprono l’intervallo temporale 1991-95 e quindi la mappa è la stessa e riassunta, anche con le accelerazioni delle singole stazioni, in questa tabella per la situazione “con Pinatubo” e in questa seconda tabella per la situazione “senza Pinatubo”. La distribuzione delle accelerazioni è in fig.2 (pdf) e i suoi valori numerici sono qui.
| Riproduco ancora la tabella delle accelerazioni “con Pinatubo” (la stessa del post precedente) perché per un errore di battitura avevo calcolato le accelerazioni fino ad un massimo di 1000 valori delle serie, mentre le ultime quattro stazioni (da Bergen ad Oslo, tutte norvegesi) hanno un numero di dati superiore a 1000. Il confronto tra i valori medi nei due casi è: media totale, vecchio (0.07780±0.03919) mm/yr2; nuovo (0.08243±0.03959) mm/yr2, con una differenza del 6%. media norvegese, vecchio: (0.02948±0.04560) mm/yr2; nuovo valore: (0.03166±0.02599) mm/yr2, con una differenza del 7%. |
Il confronto tra le accelerazioni delle due serie (con e senza Pinatubo), la variazione percentuale, il rapporto tra le due e l’effetto risultante (accelerazione/decelerazione) sul livello del mare viene mostrato nella tabella che segue.
Acceleration of 37 stations: Russia, Norway. Percent variation
station accc accs perc cod var
mm/yr^2 mm/yr^2
amderma 0.19150 0.20108 -0.05003 A<B acc
dunai 0.11605 0.11256 0.03007 A>B dec
fedorova -0.00949 0.00450 1.47418 A<B acc
golomianyi -0.05296 -0.03414 0.35536 A<B acc
izvestia -0.07455 -0.07231 0.03005 A<B acc
kigiliah 0.09324 0.11039 -0.18393 A<B acc
kotelnyi 0.05423 0.05562 -0.02563 A<B acc
polyarniy 0.01729 0.01729 0.00000 A=B ---
sannikova 0.10757 0.12062 -0.12132 A<B acc
shalaurova 0.08254 0.06861 0.16877 A>B dec
sopochnaia 0.07587 0.13318 -0.75537 A<B acc
sterlegova -0.03414 -0.01770 0.48155 A<B acc
tiksi 0.07659 0.07124 0.06985 A>B dec
vise -0.04941 -0.05128 -0.03785 A>B dec
dikson 0.13545 0.13677 -0.00975 A<B acc
ambarchik 0.28249 0.28435 -0.00658 A<B acc
rau-chua 0.29407 0.29450 -0.00146 A<B acc
aion 0.41702 0.41123 0.01388 A>B dec
pevek 0.14222 0.14893 -0.04718 A<B acc
vrangelia 0.31024 0.29804 0.03932 A>B dec
vankarem 0.23239 0.23555 -0.01360 A<B acc
vardo 0.04141 0.05069 -0.22410 A<B acc -- Norway
hammerfest 0.03630 0.04965 -0.36777 A<B acc |
tromso 0.03875 0.04234 -0.09265 A<B acc V
andenes -0.03188 -0.04163 -0.30583 A>B dec
harstad 0.06151 0.06222 -0.01154 A<B acc
narvik -0.01833 -0.01799 0.01855 A<B acc
kabelvag 0.01996 0.01608 0.19439 A>B dec
bodo 0.14346 0.15941 -0.11118 A<B acc
heimsjo 0.02209 0.02141 0.03078 A>B dec
kristiansundn 0.08690 0.08128 0.06467 A>B dec
alesund 0.01282 0.00937 0.26911 A>B dec
maloy 0.05379 0.04977 0.07474 A>B dec
bergen 0.01567 0.01548 0.01213 A>B dec
stavanger 0.02770 0.02725 0.01625 A>B dec
tregde 0.01385 0.01265 0.08664 A>B dec
oslo -0.01748 -0.01722 0.01487 A<B acc
Average 0.07878 0.08243 z=-0.06555
+- 0.03915 0.03959
--------------------------------------------------------------------------
accc=acceleration with; accs=without; A=with; B=without (Pinatubo)
--------------------------------------------------------------------------
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| Please note:|
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if you read "acc" as last column, it means that cancelling Pinatubo
(i.e. the data from 1991 to 1995) produces an acceleration in sea-level
rise. Consequently, it means that the "existence" of Pinatubo does produce
a <deceleration> or a lower sea-level rise.
The contrary holds, if you read "dec" or deceleration, of course.
So, the volcanic emission from Pinatubo gives the expected effect
(cooling and less sea-level acceleration) when you read "acc" as last
column and it does not show an influence in the sea-level acceleration
when "dec" is written.
Here we have 21 "acc", 15 "dec" and 1 "no variation", so any influence on
sea-level (in Norway and Northern Russia) by Pinatubo is questionable,
at least.
Tab.1: Confronto tra le accelerazioni “con” e “senza” Pinatubo. In fondo alla tabella il calcolo della variabile di test z. Alla fine si tenta anche una definizione dell’influenza del vulcano basata solo sul numero di stazioni con situazione accelerata, decelerata e neutra, poco precisa perché non tiene conto dei valori dell’accelerazione ma indicativa del fatto che l’influenza del Pinatubo è quanto meno discutibile.
Il test statistico basato sulla distribuzione normale e sull’ipotesi nulla [Ho:acc con-acc senza=0] fornisce un valore della variabile di test z=-0.0655 talmente basso da poter escludere l’ipotesi alternativa di una differenza significativa tra i due valori medi dell’accelerazione e quindi l’influenza dell’eruzione del Pinatubo sull’accelerazione media del livello del mare nella zona russo-norvegese.
Italia
Le stazioni selezionate sono mostrate in questa mappa (pallini verdi) e nella successiva tabella tripla:
| station | PSMSL | Record | accel | sigma |
|---|---|---|---|---|
| ID | length | mm/yr^2 | mm/yr^2 | |
| genova1 | 59 | 1884-1997 | -0.00465 | 0.00400 |
| valletta* | 1735 | 1988-2011 | 0.44865 | 0.26019 |
| venezia4 | 168 | 1909-2000 | -0.03047 | 0.00873 |
| trieste1 | 154 | 1875-2013 | 0.00260 | 0.00309 |
| split1* | 685 | 1952-2011 | -0.05258 | 0.02313 |
accel. media: (0.07271 ±0.05983) mm/anno2
| station | PSMSL | Record | accel | sigma |
|---|---|---|---|---|
| ID | length | mm/yr^2 | mm/yr^2 | |
| genova1 | 59 | 1884-1997 | -0.00172 | 0.00421 |
| valletta* | 1735 | 1988-2011 | 0.41210 | 0.26611 |
| venezia4 | 168 | 1909-2000 | -0.02075 | 0.00909 |
| trieste1 | 154 | 1875-2013 | 0.00375 | 0.00307 |
| split1* | 685 | 1952-2011 | -0.06869 | 0.02335 |
accel. media: (-0.06494 ±0.06117) mm/anno2
c) Ave with Pinatubo (0.07271+-0.05983)mm/yr^2 z=0.09081 Ave without Pinatubo (-0.06494+-0.06117)mm/yr^2 ------------------------------------------- Percent variation orig/pinatubo=(A-B)/A station accc accs % cod var genova1 -0.00465 -0.00172 0.63 A<B (acc) valletta 0.44865 0.41210 -0.08 A>B (dec) venezia4 -0.03047 -0.02075 0.32 A<B (acc) trieste1 0.00260 0.00375 0.44 A<B (acc) split1 -0.05258 -0.06869 0.31 A>B (dec)
Tab.2: Accelerazione delle 5 stazioni italiane(+) che includono l’eruzione del Pinatubo (1991) e i suoi effetti. In fondo il calcolo del test statistico.
La distribuzione delle accelerazioni è in fig.3 (pdf), e i valori numerici corrispondenti sono in questa tabella.
Il piccolo numero di stazioni porta ad un test basato sulla distribuzione di Student ma ho preferito usare ancora un test di normalità perchè anche qui, come per le stazioni russe, il valore di z (0.0908) è molto basso (Tab.2c) e la differenza tra normale e Student si osserva nella coda delle distribuzioni, dove la variabile di test (z o t) assume valori molto superiori a quello misurato.
Anche per le stazioni italiane, quindi, non c’è evidenza che il Pinatubo abbia modificato l’accelerazione del livello del mare.
| Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui |
Bibliografia
- J. T. Fasullo, R. S. Nerem & B. Hamlington: Is the detection of accelerated sea level rise imminent?, Sci.Rep., 6, 31245, 2016. doi:10.1038/srep31245 (full text)
- Houston J.R. and Dean R.G., 2011: Sea-Level Acceleration Based on U.S. Tide Gauges and Extensions of Previous Global-Gauge Analyses. Journal of Coastal Research, 27,409-417. doi:10.2112/JCOASTRES-D-10-00157.1 (full text)
[…] la pubblicazione su Climate Monitor del post Dolomiti e Global Warming mi sono reso conto che l’affermazione “Il luglio 2015 è stato il più caldo nella […]
Caro Franco, nel ringraziarti per questo ottimo post, colgo l’occasione per qualche considerazione personale.
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Fasullo et al., 2016 ha evidenziato un problema che angustia gli studiosi dell’andamento del livello del mare da decenni. Dopo l’ultima periodo glaciale e quindi da circa 11000 anni fa, il livello del mare è stato in costante aumento a causa dello scioglimento delle calotte glaciali terrestri, dell’aumento del contenuto di calore degli oceani e della variazione del bilancio idrico delle acque terrestri. Ho già avuto modo di discutere in altre occasioni delle grandi incertezze che caratterizzano il valore dei tre fattori che determinano il livello del mare e del grosso problema che angustia i ricercatori: il livello del mare aumenta con velocità maggiore di quella dei contributi che dovrebbero determinarlo.
E’ nota anche la polemica circa i risultati ottenuti dai modelli fisici e da quelli semi-empirici. Si tratta in buona sostanza di una polemica annosa che trapela in modo più o meno velato dall’articolo di Fasullo et al, 2016. Fasullo in buona sostanza sostiene che i dati altimetrici non evidenziano alcuna accelerazione del trend di aumento del livello del mare e che le variazioni della velocità di variazione del livello del mare sono dovute a cause interne al sistema e connesse con la natura olistica dello stesso: la sponda scettica del dibattito climatico lo sostiene da anni.
N. Scafetta già qualche anno fa mise in guardia circa l’attendibilità delle conclusioni cui si poteva giungere sulla base del confronto tra il dato satellitare e quello dei mareografi tradizionali che, giocoforza, non possono tener conto di ciò che accade nelle distese oceaniche lontane dalle coste su cui sono stati ubicati i mareografi. N. Scafetta sosteneva, inoltre, che la lunghezza della serie altimetrica è troppo breve per poterne desumere informazioni esaustive circa il reale andamento dell’accelerazione del trend di aumento del livello del mare.
La tua analisi dimostra che il livello del mare sta aumentando con velocità costante senza accelerazioni di sorta o con accelerazioni significative in alcune aree compensate da decelerazioni in altre aree: in media accelerazione praticamente costante. Fasullo sostiene, in buona sostanza, che i dati non evidenziano influenze antropiche sull’andamento del livello del mare, che le serie storiche sono piuttosto imprecise, che la serie satellitare è corta e che, quindi, il livello del mare cresce con velocità variabile nel tempo per ragioni prettamente interne al sistema e, nell’ultimo ventennio, legate ai vulcani.
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L’aspetto più interessante di Fasullo et al., 2016 è che, sulla base dei dati satellitari, il tasso di variazione del livello del mare nell’ultimo decennio è diminuito rispetto a quello del decennio precedente. Si tratta di un’affermazione molto forte che fa ondeggiare paurosamente il castello teorico che prevede un aumento progressivo dei parametri che sostengono il cambiamento climatico di origine antropica. E subito Fasullo et al., 2016 corre ai ripari: l’accelerazione misurata nel primo decennio di osservazioni dipende da un’anomalia, un accidente legato all’eruzione del Pinatubo che nel giro di sei mesi avrebbe determinato una forte riduzione del trend di aumento del livello del mare. Negli anni successivi si sarebbe verificato un recupero che spiegherebbe l’accelerazione misurata.
Io non sono molto d’accordo in quanto l’inerzia termica degli oceani è tale che una breve riduzione del flusso di calore non avrebbe dovuto determinare una così drastica riduzione dell’accelerazione del livello del mare dopo un tempo così breve nonostante i vari meccanismi che essi invocano a giustificazione della loro tesi.
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In ogni caso la conclusione continua ad essere molto forte per cui ecco un bel modello (veramente un ensemble di 40 modelli accoppiati) che chiarisce tutto: per ora va così, ma per il futuro non c’è da preoccuparsi. A meno di un’eruzione come quella del Pinatubo, nel prossimo decennio il tasso di variazione del livello del mare dovuto al cambiamento climatico di origini antropiche, riemergerà in tutta la sua potenza.
Sarà. Per ora limitiamoci a registrare una riduzione della velocità di aumento del livello del mare o una sua costanza (cosa più probabile), per il futuro vedremo.
Ciao, Donato.
Caro Donato,
l’inquadramento che hai dato del problema delle variazioni del livello marino è, come al solito, accurato e chiaro e, solo dopo averlo letto, mi rendo conto che era necessario per capire meglio la problematica in
generale. Io non sarei stato capace di scriverlo, per cui ti ringrazio, credo anche a nome dei lettori di CM.
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Anche io penso che l’inerzia termica degli oceani sia tale da assorbire variazioni di temperatura o di irraggiamento solare della durata di alcuni anni (10-15?) e che un evento di sei mesi (per quanto forte e anche se i suoi effetti si propagano per anni con intensità calante) possa avere
un’influenza limitata sulle variazioni della crescita del livello marino. Credo di averlo mostrato, in particolare per i mareografi russi nell’Oceano Artico che hanno sia accelerazione che aumento del livello marino più alti tra tutti i dati che ho analizzato.
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Hai ragione: il fatto che Fasullo trovi accelerazioni negative o nulle negli ultimi anni è un “bel” sasso nello stagno, tanto bello da dover essere giustificato in qualche modo: sempre nel solito modo, quello dei modelli e
degli eventi ad hoc e chissà perché questo sistema mi ricorda tanto la pausa delle temperature e le tante giustificazioni “naturali” usate per spiegarla.
Non ci resta che aspettare e vedere. Ciao. Franco