domenica 7 marzo 2010

Clima: correlazione e causazione

 

Un colloide è una miscela dove una sostanza è finemente dispersa in un altra. In molti casi, si tratta di sostanze organiche disperse in acqua. Anche noi esseri umani siamo, sostanzialmente, dei colloidi. Questo ha fatto venire l'idea a qualcuno che studiando i colloidi si possa trovare qualche correlazione fra cose come l'attività solare e il comportamento umano. Tuttavia, questa idea per ora non ha portato a niente di utile. In questo post, ne discuto le ragioni partendo dalla storia del Prof. Giorgio Piccardi che su questa idea ci ha studiato sopra una vita.


Quando mi iscrissi a Chimica, nel 1971, Giorgio Piccardi, ex direttore dell'Istituto di Chimica Fisica, era già molto anziano e morì l'anno dopo. Non l'ho mai incontrato di persona, ma la sua presenza si sentiva ancora in facoltà e c'era chi continuava i suoi esperimenti.

Piccardi lo avevano chiamato "il chimico del sole". Aveva ragionato che noi tutti, esseri umani, siamo materia allo stato colloidale. Allora, perchè non studiare dei modelli di materia colloidale e vedere se ci sono effetti del sole, dei raggi cosmici, o di qualche altra cosa? Questi lui li chiamava "fenomeni fluttuanti"

Così, il lavoro di Piccardi per tanti anni fu di preparare tutti i giorni dei colloidi. Ogni colloide era una specie di nuvoletta di materia che fluttuava in una provetta. Lui osservava diligentemente come questa nuvoletta si comportava. Poi, confrontava quello che aveva visto con le macchie solari, la posizione della terra nella sua orbita e addirittura relativa alla galassia. Da questo, pensava di poter trovare delle correlazioni con certi eventi: guerre, civiltà e imperi, e cose del genere.

E' stato un lavoro lungo e tedioso che è durato decenni e che è proseguito per un po' anche dopo la morte di Piccardi. Mi ricordo di aver conosciuto il tecnico che lavorava con lui. Su questo soggetto ci era invecchiato sopra e continuava ancora ogni tanto a far precipitare un colloide e ad annotarne le proprietà. Quando lui andò in pensione, qualche anno dopo, di fenomeni fluttuanti non si parlò più in facoltà.

Gli anni sono passati, i dati raccolti da Piccardi devono essere ancora da qualche parte, in qualche raccoglitore polveroso. Ci sono ancora i suoi articoli pubblicati su varie riviste, probabilmente ancora disponibili negli scaffali delle biblioteche. Ma nessuno ha continuato il lavoro di Piccardi e nessuno è riuscito ad andare oltre qualche ipotesi di correlazione che però non è riuscito a confermare.

Quando ero studente, e anche dopo, il lavoro di Piccardi mi era parso affascinante e mi era parso anche che, magari, qualcuno avrebbe dovuto continuarlo. Ma, con gli anni e con più esperienza, mi sono accorto che quello di Piccardi non era l'approccio giusto. Non per dir male di uno scienziato di valore che aveva fatto del suo meglio; ma oggi ne sappiamo tanto di più su quelli che lui chiamava "fenomeni fluttuanti" e che oggi tendiamo a chiamare, più normalmente "fenomeni complessi". Ai tempi di Piccardi, di queste cose si sapeva ancora poco e non c'è da meravigliarsi se il suo approccio oggi lo vediamo come completamente obsoleto.

Piccardi aveva localizzato un'area di grande interesse, ma non era mai riuscito ad andare oltre la pura ricerca di correlazioni. Ma in questo modo non si riesce veramente ad andare a capire un sistema complesso. Non ci possiamo aspettare di trovare un'equazione o una correlazione semplice che descriva il sistema; per riuscirci dobbiamo arrivare al nocciolo, descriverne la fisica. Nei sistemi complessi troveremo sempre un comportamento complesso e i nostri sistemi di equazioni si troveranno spesso in difficoltà a descrivere l'andamento di qualcosa che evolve con grande rapidità; ha delle vere e proprie transizioni di fase. Ma, perlomeno, non perderemo mai di vista la fisica - per quanto possa essere complesso un sistema, deve pur sempre obbedire ai principi di base: la conservazione dell'energia, per esempio.

Per spiegarmi meglio, sarà bene che vi faccia un esempio pratico. Pensate al sistema climatico terrestre. Per descriverlo, ci vogliono modelli complessi e non lineari che tengono conto delle interazioni fisiche fra i vari elementi del sistema. Tuttavia, c'è chi non ama i modelli complessi. In un certo senso, li si possono anche capire: non sarebbe bello se esistesse una "equazione del clima" che sta in una sola riga e che ti spiega tutto senza bisogno di modelli complicati? O magari, una correlazione semplice: una periodicità che dipende dalle macchie solari, dal moto della terra nella galassia, dalla posizione della costellazione del Capricorno, o da qualche altra cosa. Purtroppo, non funziona così.

La tentazione di semplificare per forza sistemi che non possono essere semplificati la ritrovate nel tentativo che molti hanno fatto di correlare il riscaldamento globale che osserviamo con l'attività solare. L'idea è che si prende qualche parametro solare che varia: irradiazione, macchie solari, vento solare o altro. Si va a vedere come varia e si confronta con la variazione della temperatura terrestre. Se le due curve si somigliano, uno potrebbe essere tentato di dire che la variazione della temperatura terrestre è causata dalla variazione dell'attività solare.

Vi faccio un esempio di questa correlazione. Per qualche tempo è andato molto di moda su internet far vedere questo grafico che correla l'andamento delle macchie solari con la variazione di temperatura ("anomalia") sulla terra.




Sembra perfetto, vero? E c'è ancora chi continua a farlo girare su internet e a ragionarci sopra. Ma notate dove si ferma il grafico: al 1990, circa. Che cosa è successo in vent'anni da allora? Beh, ecco qui i dati fino al 2007 (da questo link, fra le altre cose un articoletto interessante):



Allora, vedete il problema? Fino al 1990, la correlazione c'era - più o meno -  poi è andata, come si suol dire, a trovare qualche signora dai facili costumi. Non è il solo esempio, ce ne sono molti altri. Chi è esperto di statistica cade spesso nella trappola di massaggiare i dati fino a trovare un buon coefficiente di correlazione fra la temperatura terrestre e qualche altro parametro (macchie solari, raggi cosmici, misura delle scarpe dei carpentieri afgani o che altro). E' facile; ed è anche una trappola mortale. 

Io credo che l'esempio delle macchie solari sia fondamentale per capire come la correlazione non indichi necessariamente causazione. Anche se la correlazione fra macchie e temperatura fosse continuata fino ad oggi, per sostenere che il riscaldamento terrestre è causato dalle macchie solari bisogna che in qualche modo si spieghi il meccanismo fisico che sta dietro alla faccenda. E qui non ci siamo proprio. Mi sono letto svariati articoli di autori che sostengono questa correlazione, ma quando siamo a parlare delle cause fisiche, le spiegazioni sono molto vaghe e carenti se non evidentemente sbagliate. Le macchie solari sono cose molto interessanti, ma qui si tratta di spiegare come fanno a riscaldare un intero pianeta e, per quanto uno possa arzigogolare, la cosa non è ovvia.

Se ci pensate sopra un attimo, in effetti, ci sono molti che cercano di prendere questo approccio per interpretare il riscaldamento globale, ovvero cercare una correlazione e da li inferire una causazione. Basti pensare a tutti quelli che parlano dei "pianeti che si scaldano." Se Giove - per esempio - si scalda e se anche la terra si scalda, questa la posso considerare una correlazione. Da qui si può essere tentati di inferire una causazione: ovvero che la causa in entrambe i casi è il sole. A parte che non è neanche vero che esiste questa correlazione, l'interpretazione rimane scorretta in mancanza di qualche prova che ci dica che in che modo il sole sta scaldando sia Giove come la Terra. Questa di cercare solo correlazioni statistiche è un approccio che non ha portato a niente al tempo di Piccardi e che - molto probabilmente - non ci porterà in nessun posto nemmeno oggi.



Un articolo che da maggiori dettagli sull'attività di Giorgio Piccardi si trova a questo link.

sabato 6 marzo 2010

Contraddizioni

Un post molto carino su "Climate WTF," che vi traduco.  Se seguite un po' la polemica sul riscaldamento globale, su questo ci farete delle belle risate. Se le leggi della fisica valessero per le cretinate che la gente dice; le contraddizioni dei negazionisti si annichilerebbero vicendevolmente come se fossero particelle elementari - bang! Una serie di piccole esplosioni di raggi gamma, e via. Sarebbe divertente, appunto, se non fosse una cosa tragica......

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  • Quei maledetti climatologi hanno deliberatamente alterato i dati della temperatura della superficie per favorire l'idea del riscaldamento globale antropogenico
  • Il riscaldamento globale dei primi anni del ventesimo secolo che si vede nei dati di superficie è prova contro il riscaldamento globale antropogenico

  • I computer possono essere programmati per fargli dire qualsiasi cosa. Questi maledetti scienziati del clima hanno fatto i loro modelli climatici in modo tale che i risultati favoriscano il riscaldamento globale antropogenico
  • I modelli climatici provano che il riscaldamento globale non esiste dato che i risultati mostrano un punto caldo che non c'è

  • I dati di superficie dei primi anni del ventesimo secolo provano che il riscaldamento globale antropogenico non esiste
  • Non è possibile credere ai dati di superficie: sono troppo poco accurati

  • I dati dei carotaggi dai ghiacci mostrano che la concentrazione del CO2 aumenta dopo la temperature, non viceversa. 
  • I dati dei carotaggi dai ghiacci non sono accurati dato che il CO2 diffonde attraverso il ghiaccio, quindi non sono credibili.

  • Bassa sensibilità del clima!
  • Il clima è sempre cambiato!

  • L'intelligenza e l'abilità umana ci permetteranno di adattarci facilmente a ogni cambiamento di temperatura o di livello del mare.
  • Una tassa sul carbonio avrebbe effetti catastrofici sulla nostra economia e la nostra civilizzazione

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Post originale

-Those darned climate scientists have deliberately fudged the surface temperature records so that they support manmade global warming!
-The early 20th century warming in the surface records disproves manmade global warming!

-Computers can be made to say anything! Those darned climate scientists have written the climate models so that the output supports manmade global warming!
-The climate models disprove manmade global warming because the output shows a hotspot that doesn't exist!

-The early 20th century warming in the surface records disproves manmade global warming!
-We can't believe the surface records. They are far too inaccurate!

-The ice core co2 records show co2 lags temperature, not the otherway round!
-The ice core co2 records are inaccurate due to co2 diffusing through the ice so we can't believe them!

-Low Climate Sensitivity!
-The Climate has changed a lot in the past!

-Mankind's resourcefulness and ingenuity will allow us to easily adapt to any change in climate or sea level
-A carbon tax will have a catastrophic effect on our economy and civilization

venerdì 5 marzo 2010

L'incubo peggiore: il rilascio del metano artico.

 


Esce oggi su Science l'articolo di un gruppo di scienziati russi che hanno trovato che il metano intrappolato sotto il permafrost del mare Artico si sta liberando e viene rapidamente rilasciato nell'atmosfera. Fino ad ora si riteneva che il permafrost facesse in qualche modo da "tappo" a questo metano, ma i risultati indicano che, purtroppo, non è così. 

Il riscaldamento globale in atto sta causando il parziale discioglimento del permafrost che - di conseguenza - rilascia il metano nell'atmosfera. Le quantità coinvolte sono immense e il metano è un gas serra molto più potente della CO2. Più metano viene rilasciato, più l'atmosfera si scalda. Più l'atmosfera si scalda, più metano viene rilasciato, e così via. I risultati? Un incubo che non riesco immaginare e preferisco non provarci nemmeno.

Questa è solo una nota preliminare messa giù rapidamente dopo una prima lettura dell'articolo su Science. Con calma, vedrò di fare un rapporto più dettagliato. Nel frattempo, qualcuno dirà che sono un catastrofista. Me l'hanno chiesto una volta anche in un intervista TV. Ho risposto che non so se sono un catastrofista. So solo che certe cose mi fanno paura.



giovedì 4 marzo 2010

Michael Mann: siamo alla guerra!

 

Michael Mann, climatologo americano, è noto per i suoi studi sulle temperature del passato basati sull'esame degli anelli di crescita degli alberi. Questi studi hanno portato al grafico noto come "la mazza da hockey": un contributo importante per la scienza del clima, pienamente confermato in studi successivi. Tuttavia, il lavoro di Mann è stato oggetto di una campagna mediatica di demolizione che ha preso come bersaglio anche lo stesso Mann, vituperato, insultato, minacciato e denigrato in tutti i modi possibili. 


Immaginatevi come deve essere la vita di uno come Michael Mann che è continuamente bersaglio di minacce, insulti e offese varie che gli arrivano sia da gente che è pagata apposta per denigrarlo, sia da chi ci si diverte soltanto. Mann è stato messo nella lista dei climatologi che il senatore Inhofe vorrebbe incriminare e mandare in galera. La CNN ha diffuso un video  dove Mann viene mostrato come una grottesca caricatura di se stesso che canta una canzoncina: un operazione propagandistica che ricorda la pubblica demolizione dei dissidenti al tempo dell'Unione Sovietica. Ovunque su internet lo insultano: basta un esempio trovato a caso qui, dove lo definiscono "tricky bastard" (che non credo richieda traduzione). Mann stesso racconta che riceve centinaia di messaggi di insulti e di minacce di morte tutti i giorni non solo per lui ma anche per la sua famiglia.

Deve essere terribilmente duro vivere così per uno che vorrebbe soltanto fare il suo mestiere, quello dello scienziato, e che non ha dietro un partito politico o una lobby potente. E' solo lui, con qualche collega che gli da una mano.

In un intervista di Randy Olson  viene fuori qualcosa della personalità e delle idee di Mann. Qui, Mann dice una cosa fondamentale: c'è una guerra combattuta contro la scienza del clima e gli scienziati. Bisogna che altri diano una mano, altrimenti la guerra si può perdere. Aggiungo io che è una guerra contro la scienza in generale, non solo contro la scienza del clima. Bisogna che ci impegnamo per difendere la scienza, altrimenti rischiamo di perdere tutto quello di buono che abbiamo fatto da Galileo fino ad oggi.

Dell'intervista di Mann, vi traduco un pezzettino. Il resto si trova qui

Robert Olson: Lei pensa che dopo il climategate ci sia una nuova comprensione della serietà della questione dell'attacco agli scienziati, e vede nuovi cambiamenti che si stanno verificando in proposito?
Michael Mann: Sarà sorpreso che posso dargli risposte di una sola parola a entrambe - si e si. Io credo che ci sia, piuttosto in ritardo nella partita, ma meglio tardi che mai , c'è oggi una comprensione che c'è una guerra che si sta combattendo contro la scienza del clima e contro gli scienziati, e se altri non entrano a dar loro una mano, la loro causa potrebbe essere sconfitta.

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RO - Do you think, post-Climategate, there’s a new realization of the seriousness of this issue of attacking scientists, and do you see any new changes happening to address that.
MM - You’re going to be surprised that I can actually give you one word answers on both — yes and yes. I think there is — perhaps a little late in the game — but better late than never — now there is an awareness that there is a war being fought against the climate science and scientists, and if others don’t step in and assist in that war, their cause could be lost.

mercoledì 3 marzo 2010

La ragione dei fatti



Un bel video fatto da "Greenman" che trovate su youtube qui. Se non masticate tanto bene l'inglese, non apprezzerete la scena iniziale del cane che fuma il sigaro, ma state tranquilli: non è tutto così! E' un inglese molto semplice che include anche molte immagini e filmati.

Sul clima, nessuno ha la verità in tasca e ci sono tante incertezze. Ma ci sono anche tanti fatti che non si possono ignorare. Il film di Greenman è semplice, diretto, e basato sui fatti e sulla scienza. Vi fa vedere la storia della ricerca sul riscaldamento globale e l'evidenza che abbiamo sul fatto che è causato in gran parte dall'uomo. Greenman ha fatto veramente un bel lavoro, mettendo insieme dati pubblicamente disponibili ma che richiederebbero una notevole fatica per essere rintracciati da chi non ha il tempo di approfondire.

Ovviamente questo film non piacerà a quelli che rifiutano in blocco la scienza per ragioni ideologiche e neppure a quelli che sono pagati dalle lobby del carbone e del petrolio per raccontarci balle. Comunque, lo apprezzeranno quelli di voi che riescono ancora a mantenere un po' di sanità mentale nonostante il diluvio di propaganda anti-scienza che ci sta arrivando addosso. E se vi è piaciuto, date anche un'occhiata agli altri film di Greenman.

martedì 2 marzo 2010

ASPO-Italia sul riscaldamento globale

ASPO-Italia è la sezione italiana dell' associazione internazionale ASPO (Association for the Study of Peak Oil) un gruppo di ricercatori che studiano i combustibili fossili e la loro sostituzione con energie rinnovabili.







L'evidenza del riscaldamento globale è ampia e incontrovertibile e i dati disponibili indicano chiaramente che è in gran parte dovuto all'attività umana.


A cura del comitato scientifico di ASPO-Italia -2 Marzo 2010


Abbiamo visto negli ultimi tempi svilupparsi un attacco mediatico contro la ricerca sul cambiamento climatico e contro le persone che se ne occupano. E' un attacco non basato su interpretazioni alternative dei dati, che in se sarebbero legittime, ma su attacchi personali ai ricercatori e alle organizzazioni impegnate nella scienza del clima che sono accusati di aver ordito una cospirazione per lucrare sul concetto di riscaldamento globale causato dall'uomo. Questa accusa non è basata su nessuna evidenza che stia in piedi a un esame condotto con obbiettività.

I membri di ASPO-Italia vedono con grande preoccupazione questi sviluppi. Riteniamo che l'evidenza sperimentale per il riscaldamento globale in atto sia ampia e incontrovertibile. Inoltre, riteniamo che dati e modelli accumulati in decenni di studio indichino chiaramente che il riscaldamento è causato in gran parte dall'attività umana e, in particolare, dall'uso dei combustibili fossili.

I nostri dati e i nostri modelli indicano anche che il progressivo esaurimento dei combustibili fossili sta portando a un uso sempre maggiore di combustibili che emettono quantità maggiori di gas climalteranti a parità di energia prodotta. Ricorrere in modo esteso a questi combustibili, come il carbone e i liquidi estratti dalle sabbie bituminose, potrebbe peggiorare enormemente il problema climatico. 

Invitiamo gli organi scientifici impegnati nella ricerca sul clima a continuare il buon lavoro svolto finora. Invitiamo anche il pubblico e i decisori politici a non farsi disorientare dalla campagna mediatica in corso contro la scienza del clima.

lunedì 1 marzo 2010

I samurai del clima


Toshiro Mifune, indimenticabile protagonista de "I sette samurai," poteva combattere e sconfiggere molteplici avversari, tutto da solo. Qualcosa di simile succede nel dibattito sul riscaldamento globale dove, alle volte ci si trova intrappolati a combattere in condizioni di netta inferiorità numerica. Anche senza essere un samurai, tuttavia, combattere dalla parte della verità da sempre un bel vantaggio e qui vi racconto dell'impresa di Allumiere di Carlo Cacciamani.


Il convegno sul clima di Allumiere è stato un bell'esempio di una trappola mediatica: uno contro tre. Carlo Cacciamani, ricercatore dell'ARPA si è trovato da solo a sostenere l'origine principalmente umana del riscaldamento globale contro Adriano Mazzarella (quello dei "Fornelli sottomarini artici"), Nicola Scafetta (bravo statistico ma non altrettanto bravo climatologo) e Guido Guidi, metereologo. Tutti e tre convinti negatori del concetto che il riscaldamento globale è causato dall'uomo.

Non è la prima volta che vedo un convegno organizzato in modo così platealmente squilibrato. Al "Festival dell'Energia" di Lecce del 2009, un climatologo serio come Sergio Castellari si è trovato impegnato in uno scontro contro due pataccari ignoranti di cui taccio persino il nome e con in più il moderatore che li favoriva. In quell'occasione, Castellari è stato molto bravo a ribattere colpo su colpo e alla fine ne è uscito almeno pari - un buon risultato considerando l'inferiorità numerica.

Ad Allumiere la cosa è stata un po' meno scorretta; qui gli avversari di Carlo Cacciamani avevano, perlomeno sulla carta, delle qualifiche scientifiche corrette. Ma la disparità numerica rimaneva e si poteva temere un gioco al massacro. Tuttavia, da quello che ho saputo di come è andato il convegno, Cacciamani si è difeso molto bene e - anzi - ha messo a segno diversi colpi che hanno spiazzato gli avversari. Forse non è stato proprio come Toshiro Mifune che tira fuori la katana e fa fuori cinque o sei avversari in 30 secondi, ma credo che comunque sia stato un bel risultato.

Da notare che, sia a Lecce come ad Allumiere, la disparità delle forze sul palco non si rifletteva affatto in platea. La maggior parte delle persone che vanno a sentire questi convegni sul clima sono convinte della bontà del lavoro degli scienziati e dell'interpretazione che vuole il riscaldamento globale come causato principalmente dall'attività umana. Sembra che il bombardamento mediatico contro la scienza pagato dalle lobby del carbone e del petrolio non abbia ancora rincretinito tutti. Questo è bene e speriamo che la gente continui a ragionare con il proprio cervello senza farsi imbrogliare dalla propaganda.

Comunque sia andata, il comune di Allumiere non ha fatto certamente una bella figura a organizzare un convegno così squilibrato e parziale. Mi dice Cacciamani che gli amministratori, incluso il sindaco, gli sono parsi in buona fede.  Non ho difficoltà a crederci, ciononostante dovrebbero fare più attenzione ai convegni che sponsorizzano.