Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


giovedì 14 ottobre 2010

L'effetto del sole sul clima potrebbe essere stato sovrastimato?



E' il sole che scalda la terra, non c'è dubbio. Ma potrebbero essere le variazioni dell'irradianza solare a causare il riscaldamento globale? Alcuni risultati recenti sembrano confermare che il ruolo del sole è molto limitato nei cambiamenti di temperatura che osserviamo e che potrebbe essere stato addirittura sovrastimato nelle stime fatte fino ad oggi.


L'irradiazione solare, ovvero la quantità di energia che raggiunge la terra, non è esattamente costante, ma varia leggermente negli anni e nei secoli. Il fattore di cambiamento più noto è quello del ciclo undecennale, quello che si manifesta con le macchie solari. (immagine da "windowstotheuniverse")




Le macchie appaiono scure all'osservazione ma, contrariamente a quanto sembrerebbe intuitivo, il sole emette più energia quante più macchie ci sono. Questo è dovuto al fatto che le zone limitrofe alle macchie emettono molto intensamente.

Nella figura seguente vediamo gli ultimi tre cicli (immagine da Wikipedia). Notate nella figura la corrispondenza fra il numero di macchie (sunspot) - linea blu - e l'irradianza - linea gialla/rossa.



Come si vede, le variazioni di intensità di irradiazione fra il massimo e il minimo del ciclo sono molto piccole, meno dello 0.1% del totale, circa. Anche fra ciclo e ciclo ci sono delle variazioni; anche queste molto piccole. Un effetto sul clima di queste variazioni esiste, ma è molto debole in rapporto ad altri fattori, come i gas serra. I dati disponibili sono riassunti in questa figura (dall'ultimo rapporto IPCC)



La figura si riferisce a circa due secoli di storia, ma è possibile che nel passato l'influenza del sole sul clima sia stata più importante. Per esempio, si fa corrispondere la "piccola era glaciale" che si è verificata a partire dal 1600, circa, con il cosiddetto "minimo di Maunder", un periodo plurisecolare durante il quale sembra che non ci fossero macchie sul sole e che, quindi, corrispondeva a un'irradiazione relativamente bassa. (immagine da Wikipedia)


Questa è la situazione nota fino ad oggi, ma alcuni risultati recentissimi apparsi su "Nature" in un articolo di Joanne Haigh e altri sembrano indicare che dovremmo ripensarci sopra. L'effetto del sole sulla temperatura della terra potrebbe essere l'opposto di quanto si ritenesse fino ad oggi.

Haigh e i suoi collaboratori hanno usato dati satellitari per misurare come l'irradianza totale si suddivide nelle varie lunghezze d'onda. Hanno trovato che negli ultimi anni, la riduzione di irradianza dovuta al normale ciclo undecennale è stata soprattutto nell'ultravioletto, mentre nel visibile è aumentata. Di seguito, trovate i risultati principali espressi come differenza di irradianza fra il 2004 e il 2007. Nella figura, il blu indica i dati satellitari dello strumento detto "Solar Irradiance Monitor" (SIM). Il rosso indica dati ottenuti con un altro strumento (SOLSTICE) mentre il nero indica dati più vecchi. Evidentemente, c'è un netto contrasto fra i nuovi dati e quelli vecchi, soprattutto per quanto riguarda la zona del visibile. Potrebbe essere dovuto alla maggior sensibilità dei nuovi strumenti, ma è una faccenda da approfondire e verificare.




Ora, ammesso che i nuovi dati siano quelli buoni, qui viene il bello: siccome l'ultravioletto viene assorbito nell'alta atmosfera, è solo il visibile che raggiunge la terra e la riscalda. Quindi, si arriva a una conclusione opposta a quella che l'intuizione vorrebbe. Ovvero, il contributo netto alla temperatura terrestre è maggiore nei periodi di bassa irradiazione totale.

E' ovvio che questi dati di Haigh vanno presi con estrema cautela, come fa giustamente notare anche  "Realclimate." Sono dati validi solo per qualche anno e non si sa se e quanto siano rappresentativi di una tendenza generale. Comunque, ammettendo per ipotesi che siano giusti, cosa cambia nella nostra percezione della situazione climatica?

Se questo è il caso, avremmo sovrastimato l'effetto delle variazioni dell'irradianza solare nel riscaldamento globale. Nella pratica, tuttavia, il ruolo del sole rimane marginale nel riscaldamento osservato negli ultimi anni. Semmai, se questi dati dovessero essere confermati come validi a lungo termine, dovremmo abbandonare l'ipotesi che la "piccola era glaciale" sia stata causata dal minimo di Maunder. In questo caso, potrebbe essere valida l'ipotesi di Ruddiman che vede questo e altri cambiamenti come dovuto alle attività umane di deforestazione e riforestazione. Per il futuro, sarebbe ancora meno probabile che un ipotetico nuovo minimo di Maunder potrebbe contrastare il riscaldamento dovuto ai gas serra (sarebbe comunque insufficiente, indipendentemente dalla validità dei dati di Joanna Haigh).

Tutte queste cose non possono essere considerate come provate ma, al momento questa vicenda ci da più che altro un'idea di quanto sia complessa e affascinante la scienza del clima. Scopriamo continuamente nuove cose e nuove sfaccettature che ci fanno avanzare nella nostra comprensione del clima terrestre: una macchina in marcia da miliardi di anni e che controlla l'esistenza della vita sulla Terra.

Peccato che tutto questo è accompagnato dal tentativo di svilire la scienza del clima e ridurla a una diatriba su messaggi vecchi di dieci anni o altre simili sciocchezze.

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L'articolo su “Nature” di Haigh et al si trova a questo link (scaricabile solo su abbonamento)

http://www.nature.com/nature/journal/v467/n7316/pdf/nature09426.pdf


Una versione divulgativa veramente ottima si trova sul sito della BBC


http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11480916


E' ben fatta anche questa sul "Guardian"

http://www.guardian.co.uk/science/2010/oct/06/sun-role-warming-planet


Per approfondire di più, potete leggere questo commento di Riccardo Reitano su "skeptical science" 

http://www.skepticalscience.com/news.php?n=418


E questo è il link alla discussione su “realclimate”(vale sempre la pena di leggersi anche i commenti - si imparano molte cose anche dalle risposte date ai contrariani)

http://www.realclimate.org/index.php/archives/2010/10/solar-spectral-stumper/


Per finire, se vi incuriosisce sapere che faccia ha Joanna Haigh, la trovate in un'intervista della BBC, qui:

http://www.open2.net/sciencetechnologynature/worldaroundus/two_warming4.html



19 commenti:

  1. Ottimo post, ci voleva. E mi hai anticipato, stavo giusto per scrivere qualcosa. Cercherò di variare un po' sul tema ;-)

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  2. Beh, grazie Steph. Una lode da un vero esperto fa sempre molto piacere!

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  3. E' altresì un fatto noto che le sonde interplanetarie hanno riportato da anni aumenti di temperatura su scala globale anche su altri pianeti dove l'effetto delle emissioni antropiche ancora non si fa sentire così pesantemente. L'effetto climatico del Sole sulla Terra (e su altri pianeti del S.S.) potrebbe non essere guidato tanto dalle fluttuazioni dell'irradianza (o costante solare) quanto dagli effetti indotti dalle interazioni tra campi magnetici e flussi di particelle cariche di origine sia solare che galattica. E' sicuramente di cruciale importanza stabilire il peso di queste forzanti climatiche, ma non basta ancora dato che il sistema autoinduce a sua volta delle reazioni (feedback) la cui entità e direzione devono essere oggetto di studio. Saluti.

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  4. @Maurizio

    Sul riscaldamento (vero o presunto) di altri pianeti, sarebbe meglio andarci cauti:

    http://www.skepticalscience.com/global-warming-other-planets-solar-system-intermediate.htm

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  5. Caro Maurizio, uno fa del suo meglio per scrivere una cosa che sia completa e comprensibile e di risposta gli arriva un miscuglio di leggende sparate a casaccio e rimescolate alla meglio.

    Allora NON è vero che "i pianeti si scaldano". E' una leggenda - è una fesseria. Forse è vero che Plutone e Urano si stanno scaldando, ma sono fenomeni stagionali di sistemi dei quali sappiamo pochissimo e che non ci servono a niente per capire il clima terrestre. "Marte si scalda", "Giove si scalda" sono cose che si leggono su internet, ma non è vero nulla. Non si scalda un bel niente.

    La faccenda dei raggi cosmici e dell'interazione con i campi magnetici non c'entra nulla con i pianeti - Marte, fra l'altro, non ha campo magnetico. E' una teoria sviluppata per l'atmosfera terrestre. Non è completamente campata in aria, ma non funziona proprio.

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  6. Su skepticalscience occorre andare coi piedi di piombo, meglio ancora se di uranio, secondo me.
    Cioè, è un sito capzioso, ha un header fatto per catturare l'attenzione degli scettici ma il suo scopo è l'opposto, denigrare e ridicolizzare chi ritiene il AGW materia di discussione e non settled science. E' un sito smaccatamente fazioso che si propone di ribaltare le tesi degli scettici. Mi ci sono iscritto, invitato a farlo da un certo Franco Foresta Martin che ne tesseva le lodi, ne ho letto un po' di pagine ed ho deciso di ignorarlo ad libitum come il suddetto. Bad science (no pressure) Ciao.

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  7. Faccio notare che, sebbene gli effetti del sole sul GW siano trascurabili, IPCC non ha preso in considerazione gli effetti di Sirio e neanche quelli di Orione, per non parlare di Andromeda. ;-)

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  8. La Haigh: quel che si dice un gran bel fisico!
    Anche se fosse corretto quel che dice la Haigh e non ho da dubitare, dal sole non bisogna farsi abbagliare ( e Ruddiman è proprio un abbaglio) perchè i cambiamenti climatici del passato non sono correlati alle minime variazioni dell'irradianza dei cicli solari ma al flusso magnetico solare

    http://www.mps.mpg.de/dokumente/publikationen/solanki/j287.pdf

    fig 7

    cioè a quello che il magnetismo solare (ma anche gli uv) determinano sulla copertura nuvolosa e sulla circolazione atmosferica.

    Claudio Costa

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  9. Ecco, mancava Claudio Costa con il suo link del giorno, sparato a caso come al solito. Grazie, Claudio, e ora passiamo ad altro

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  10. Ogni pianeta possiede delle meccaniche diversissime dalla terra, es: un anno su plutone non è un anno della terra, l'inclinazione, la loro atmosfera. ecc.. Dunque inutile prendere quel o altro pianeta dicendo che si scalda o meno.

    Il "magnetismo" solare è sempre in rapporto con la forza del sole. Ogni 11anni circa.

    Ma qui parliamo di un riscaldamento in atto da un secolo circa!

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  11. Ah, gli effetti del sole sul GW sono trascurabili, siamo sicuri? Mi dispiace Ugo ma pare proprio che i pianeti si stiano scaldando anche loro, insieme alla terra. E' un fatto, punto. Negare non serve. Piuttosto è meglio cercarne le cause, che potrebbero essere correlate al ciclo solare o meno. Questo ci riporta in terra perchè se il sistema solare attraversa un periodo di riscaldamento planetario, può benissimo essere che la terra ne goda anche lei, come capitò anche in passato a prescindere dall'uomo. E' interessante la triangolazione Sirio (Cane Maggiore), Orione, Andromeda, sembra proprio che il sig. Antonio sia un Astrologo! Complimenti. Senza offesa, sa io non ci credo, ai nostri giorni l'astrologia è un po' un gioco, ma in passato molti sovrani ne tenevano conto e pare che Newton stesso o il Galilei si dilettassero a compilare oroscopi. Vede che è in ottima compagnia? Saluti.

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  12. Infatti Plutone si sta scaldando esattamente come domattina si scalderà il mio balcone al sole dopo una notte autunnale...
    Nettuno, invece, si scalda esattamente come si scaldava lo stesso mio balcone a maggio, dopo un inverno invernale. E senza l'effetto UHI.
    Urano si raffredda. Con effetto UHI?
    Marte si scalda un po' come quando si scaldano i miei piedi mentre passo, scalzo, dal prato alla sabbia in un pomeriggio estivo. Anche dopo il 1998.

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  13. Questa faccenda mostra come il mondo della scienza (vera) è sempre pronto a prendere in considerazione ipotesi anche quando vanno contro tutto quel che si sa, se presentate bene con i dovuti riferimenti ed agganci a fatti reali.

    Sicuramente c'è una robusta dose di scetticismo, ci sono decine di studi che mostrano come ci sia una correlazione tra attività solare e clima e questo è un fatto che va spiegato. Ma sappiamo che le variazioni di irradianza solare sono insufficienti a vedere l'effetto sul clima che misuriamo, e quindi ogni tassello in più è benvenuto. Se i dati di Haig verranno confermati, questo tassello diventerà qualcosa con cui anche tutto il resto dovrà confrontarsi, modificando quel che sarà necessario modificare.

    Sulla questione dei raggi cosmici, l'idea di Svensmark riguardo ad una maggiore nuvolosità nei periodi di minimo solare, dovuta a un maggiore flusso di raggi cosmici, è stata pure presa molto seriamente, è oggetto di diversi studi, e di un progetto specifico del CERN. Ma tutto quel che si è visto finora è che l'effetto, se esiste, è molto piccolo, del tutto insufficiente a dare un contributo apprezzabile.

    Sui pianeti che si scaldano.

    Nettuno e Plutone stanno andando verso l'estate, sfido che si scaldano. Sono sistemi diversissimi dalla Terra, con una luminosità solare che è qualche millesimo di quella che riceviamo noi, e in gran parte sconosciuti.

    Giove NON si sta scaldando. Non esistono osservazioni in questo senso solo uno studio di dinamica atmosferica che prevede un possibile riscaldamento, per motivi che non c'entrano niente con il Sole.

    Marte NON si sta scaldando. Ci sono alcune osservazioni che vedono un riscaldamento LOCALE di alcune zone di Marte, che mediate su tutta la superficie darebbero un debole riscaldamento. Ma sono osservazioni prese puntualmente (una singola osservazione) nel 1977 e nel 1999. Il significato di qualcosa del genere è sostanzialmente nullo, come guardare fuori dalla finestra un giorno di novembre del 1977, un altro giorno di novembre del 1999 e dedurre che il clima sta cambiando.

    Su skepicalscience. Finora non ho trovato errori nelle parti che conosco bene (astronomia), o svarioni di fisica, spiegazioni tirate per i capelli, sempre dove posso verificare. Cosa che purtroppo non posso dire di molti siti "scettici" sul GW. Vero che demolisce le critiche al GW, ma questo mi sembra un problema di queste critiche, non del sito.

    In scienza non vale la "par condicio", ma la bontà degli argomenti che porti. Se da un lato si ritrovano studi seri, e dall'altra affermazioni da bar sui pianeti che si scaldano, il risultato non è dovuto né a malizia ma a faziosità, ma è semplicemente inevitabile.

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  14. @Maurizio

    Mi spiace che Skeptical Science presenti studi peer-reviewed che non si accordano ai tuoi preconcetti: ma, tranquillo, puoi sempre ricorrere a siti neghisti dove di fuffa ne trovi in abbondanza.
    E con questo chiudo, perché di conversazioni inutili del genere ne ho già fatte e lette troppe.

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  15. @ Paolo. Mi spiace che ti spiaccia. Conversare intendo, ma di preconcetti ne ho già visti anch'io parecchi per non saperli riconoscere. La scienza è affare di uomini e gli uomini non sono la scienza. L'essere peer reviewed non è una garanzia assoluta, anche se è meglio che niente. La scienza ha commesso errori e ne commetterà ancora, soprattutto se verranno costruite da quelli come te mura d'acciaio intorno a teorie dalle uova d'oro.
    Skeptical science è fazioso e capzioso, secondo me, non secondo dio, e non starò qui a fare una dissertazione su cosa è bello ed etico per me. Questa faccenda del negare poi, si coniano neologismi come "neghisti" (addolcimento di negazionisti che graziosa intercessione ;-) ) per schizzettare la faccia e le idee di chi non possiede le armi e bastoni di blasonate e spocchiose accademie, si lanciano accuse di connivenza con gruppi industriali, quando invece è vero che tutti prendono soldi da tutti, ecologisti inclusi e forse più degli altri. BP "pagava il pizzo" a una certa associazione verde, avrebbe fatto meglio a investirli in sicurezza quei soldi... vabbe', la va che finisce in politica.
    Comunque, e non è per seguire il tuo consiglio, cerco da tempo di approfondire le tesi dell'altra parte, che sono anche interessanti, e, seppure schierati, alcuni neghisti sembrano avere una certa apertura mentale che purtroppo non trovo in quelli come te. Saluti M.

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  16. ....dal che, ricordiamoci tutti la vecchia e sana massima "mai dare da mangiare al troll".....

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  17. Non sono schierato da nessuna parte, ho passato diverso tempo convinto che l'AGW fosse quantomeno esagerato. Poi sono arrivato alle mie convinzioni attuali, sempre soggette a revisione, e questo post dimostra che nel mondo della scienza questo e' vero in generale.

    Ma siccome un po' di planetologia l'ho fatta (un pezzettino della sonda Cassini ha anche la mia firma, e ho partecipato ad alcuni esperimenti per cui quantomeno queste cose le bazzico) so che sulla meteorologia di Giove, Nettuno o Plutone ci si muove "con i piedi di uranio". Ne sappiamo inevitabilmente pochissimo, e se quindi qualcuno si azzarda a tirar fuori affermazioni nette tipo "Nettuno si scalda per effetto del Sole" in una conferenza, non verrebbe sommerso dalle pernacchie solo perché di solito gli astronomi sono educati.

    Va benissimo proporre ipotesi, soprattutto se si tratta di ipotesi "ragionevoli" come quella di Svensmark. Un po' meno quando a queste ipotesi ci si attacca come fossero la verità anche dopo che i dati indicano il contrario. Molto meno bene quando si propone ipotesi di fantasia titolando l'articolo "Solar-climate link now demonstrated". Malissimo quando si prendono affermazioni false (Giove che si riscalda) o irrilevanti (Marte o Nettuno) come "prove". Quando si fa questo evidentemente si ha una tesi preconcetta da dimostrare, e ci si squalifica di fronte a chi ha un minimo di preparazione sul tema.

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  18. Eh, Gianni, mi incuriosiva vedere quale effetto avrebbe avuto questo post. L'unico risultato, per ora è che c'è arrivato addosso un nuovo troll; questo della razza peggiore - di quelli che ti insultano come gli altri, ma soavemente.

    Invece, silenzio totale dalla banda di quelli che si affannano a attribuire tutto al sole. Avevo passato il link all'articolo di Haigh alla lista di discussione di NIA. La risposta di alcuni è stata, più o meno, "ah-hum." Uno mi ha detto "mi rifiuto di leggerlo". E' scienza ufficiale, quindi è corrotta per definizione.

    Vale però la solita legge: non importa chi e quanti non ti capiscono o ti capiscono al contrario. L'importante è che ci sia chi ti capisce.

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  19. Lentamente, inevitabilmente, tutte le illusioni coltivate per lavarci le mani e le coscienze dalle nostre oggetivere responsabilita' come causatori del GW, cadono.

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