Temperatura e pressione alla base antartica Amudsen-Scott (South Pole)

La base antartica di Amudsen Scott è stata costituita nel 1956, in occasione dell’anno geofisico internazionale (IGY) e ha prodotto (tra le altre, numerose, ricerche) dati meteorologici dal 1957. Dal 1975 al 2010 la sede principale è stata trasferita in una “cupola geodetica” e, ad iniziare dal 2008, è stata costruita la nuova (ed attuale) sede modulare per permettere variazioni nel personale, e con accorgimenti tali da favorire l’asportazione da parte del vento degli accumuli di neve.

In un post su CM Massimo Lupicino cita, per aver usato parti del dataset, i lavori di Lazzara et al., 2012 e di Clem et al., 2020, criticando quest’ultimo soprattutto per una postilla finale.
Anche per verificare lo stato dell’arte a South Pole ho scaricato la serie completa di temperatura superficiale e di pressione atmosferica dal sito https://legacy.bas.ac.uk/met/READER/surface/ (il link ai file numerici da scaricare si trova in fondo ad ogni pagina web, in posizione non facilmente immaginabile). Nel sito di supporto questi file sono identificati dal prefisso “met” (mett, metp, met-temp, met-press) a ricordare il met-office inglese.
Al CDIAC (Carbon Dioxide Information Analysis Center) seguendo il link doi:10.3334/CDIAC/cli.ndp032, è possibile trovare, tra le altre, la serie della temperatura media dell’Antartide che qui userò come confronto con i dati MET e le serie di temperatura e di pressione dal 1957 al 1999 di South Pole.
Ho anche digitalizzato le figure di Lazzara et al. ed analizzato le sue temperatura e pressione: questi dati non sono però disponibili perché ho ritenuto opportuno non aumentare la confusione, aggiungendo serie a serie (in realtà pezzi parzialmente diversi della stessa serie) e ho deciso di utilizzare solo la serie ufficiale disponibile al BAS (British Antarctic Survey), citata sopra.

In figura 1 riporto la serie della temperatura di South Pole:

Il fit lineare dell’intera serie mostra una salita media di (5.8±5.3)10^-3°C per anno, per la verità non troppo significativa. L’alto valore del p-value (la “bassa” significatività) si spiega con la struttura della serie che in realtà è composta di due serie distinte: una, dal 1957 al 2000, in netta diminuzione al ritmo di (-2.48±0.07)10^-2 °C per anno, circa 5 volte la pendenza media, molto significativa, e l’altra, dal 2001 al 2020, e anch’essa molto significativa, in aumento al ritmo di (6.4±3.3)10^-2 °C per anno, circa 10 volte la pendenza media dell’intera serie.
In figura 2 mostro il grafico del suo suo spettro Lomb nel quale si osserva una “ondulazione” (non un vero e proprio massimo spettrale) attorno a 30 anni, una debole indicazione di una possibile oscillazione di tale periodo, un massimo di bassa potenza a circa 15 anni e poi solo la presenza di massimi spettrali tipo-ENSO (periodo 2-10 anni): è difficile immaginare un’influenza diretta delle acque del Pacifico equatoriale al centro del continente antartico ma certamente le teleconnessioni tramite la circolazione atmosferica hanno un peso determinante, anche osservando che questi massimi spettrali portano con sé potenze tra le maggiori in tutti gli spettri (escludendo le oscillazioni annuale e semiannuale).

Se torniamo alle periodicità di 30 e 15 anni, possiamo aggiungere quella di 7.6 anni a costituire una triade di possibili armoniche in cui si fa notare la mancanza di 3.8 anni quale quarto elemento. Quest’ultima periodicità è presente nello spettro della pressione di South Pole (figura 4) e, con bassa potenza, in quello della temperatura antartica (figura 6).

La pressione atmosferica, pur essendo in debole diminuzione complessiva di (-1.05±0.97)10^-2hPa per anno, mostra una fase iniziale in forte crescita (~12 volte la pendenza media).

Temperatura superficiale media dell’Antartide

Sempre al CDIAC, si trova, con il nome di table2.txt, la temperatura media mensile dell’Antartide sotto forma di anomalia rispetto al periodo 1961-90. Il file usato nel post, derivato da table2.txt, è meant-mo.dat, visibile in figura 5 e per il quale viene mostrata anche la serie mensile.

A differenza di quanto succede a South Pole, la temperatura media superficiale dell’intero continente mostra una tendenza a salire. Con un’operazione simile a quella di figura 1 (e altrettanto discutibile, vista la possibilità di scelta arbitraria per l’inizio e la fine delle sottoserie) cerco di mostrare (fit lineare di colore blu, poco significativo, come si vede dal p-value) che la salita, dopo il 1976, subisce un rallentamento che porta le temperature a non crescere ulteriormente, anche se all’interno di ampie fluttuazioni. Nello stesso tempo la parte iniziale della serie (dal 1957 al 1977) mostra una netta crescita (molto significativa, linea celeste) con pendenza più di tre volte quella media.

Un sistema diverso di analizzare la serie è quello di osservare, ad esempio nei dati annuali del quadro superiore (linea rossa), la presenza di almeno tre punti di interruzione (break points) nel 1960, 1976, 1993 circa, che rappresentano la fine di un precedente periodo di crescita e l’inizio di uno nuovo che però parte da una temperatura più bassa, anche di un grado o più in uno o due anni, rispetto alla parte finale del periodo precedente. Quest’ultimo modo di descrivere la serie trova un importante riscontro nello spettro (figura 6), in cui uno dei massimi principali ha il periodo di 17.5 anni, praticamente la distanza tra i tre break point.

Per maggiore chiarezza raccolgo i principali i massimi spettrali nella tabella successiva.

Si osserva che i periodi dei massimi tipo ENSO sono largamente presenti nelle tre serie, a confermare l’influenza dell’oscillazione del Pacifico equatoriale sull’intero continente.

Conclusioni
Non sarebbe necessario sottolinearlo, ma quanto descritto in questo post è in contrasto con l’ipotesi di una temperatura continuamente crescente su tutto il globo, condizionata da un’altrettanto sempre crescente (per colpa dell’uomo) concentrazione di CO2, gas ben distribuito nell’intera atmosfera planetaria.

E, dimenticavo: tirare in ballo le fluttuazioni climatiche naturali (locali o meno), come si legge nell’articolo di Clem et al., 2020 (che scrivono: “decadal variability exceeds the anthropogenic signal by a factor of three, further supporting our conclusions that extreme decadal variability has masked anthropogenic warming across interior Antarctica during the twenty-first century”), solo quando fa comodo ad una narrativa, aprioristicamente assunta come vera e indiscutibile, non è una pratica scientificamente corretta. Aggiungo che attribuire un riscaldamento osservato al cambiamento climatico di origine antropica significa poter mostrare un aumento continuo a partire dall’inizio della rivoluzione industriale, ovvero una costanza o quasi della temperatura dal 1850 alla maturità della produzione industriale (anni 60-70) e poi un aumento (graduale e magari anche accelerato) da allora, non un aumento improvviso dal 2000 come si osserva in figura 1 (ma quale anthropogenic warming … during the twenty-first century?).
Vorrei anche far notare che in nessuno degli spettri (di South Pole o dell’Antartide e della temperatura o della pressione) compare un massimo spettrale di periodo 10 anni, per cui non è chiaro da dove Clem e colleghi abbiano potuto derivare la “variabilità decennale” di cui scrivono (forse dal massimo a 7.8 anni o da quello di bassa potenza a 8.1 anni?).

Bibliografia

• Clem, Kyle R., Fogt Ryan L., Turner John, Lintner Benjamin R., Marshall Gareth J., Miller James R., Renwick James A: Record warming at the South Pole during the past three decades. . Nature Climate Change, 10, 762-770, 2020. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0815-z
• Matthew A. Lazzara, Linda M. Keller, Timothy Markle, John Gallagher: Fifty-year Amundsen–Scott South Pole station surface climatology , Atmospheric Research, 118, 240-259, 2012. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.06.027
  

  Tutti i dati e i grafici sono disponibili al sito di supporto