Dopo il 1998 il riscaldamento è cessato

Che cosa dice la Scienza...

Affermare che il riscaldamento globale si è fermato nel 1998 trascura una semplice realtà fisica: il terreno e la atmosfera costituiscono solamente una piccola parte del sistema climatico della Terra (anche se è quello dove noi viviamo). L’intero pianeta sta accumulando calore a causa della alterazione dell’equilibrio energetico. La atmosfera si riscalda, gli oceani accumulano calore, il terreno assorbe energia ed i ghiacci assorbono calore per sciogliersi. Per avere un quadro completo del riscaldamento globale occorre tener conto del contenuto di calore dell’intera Terra. Questa analisi la si ritrova in  An observationally based energy balance for the Earth since 1950 Murphy 2009) che comprende tutto il contenuto di calore dell’oceano, dell’atmosfera, del terreno e delle superfici ghiacciate. Per calcolare il contenuto di calore della Terra gli autori hanno usato i dati  degli oceani fino ad una profondità di 700 m poi hanno aggiunto il contenuto di calore fino a 3000 m. Il contenuto di calore dell’atmosfera è stato calcolato sulla base delle registrazioni di temperatura superficiali e della capacità termica della troposfera. Infine è stato anche incluso il contenuto termico del terreno e  del ghiaccio nella forma dell’energia necessaria a scioglierlo.

Figura 1: Anomalia del contenuto totale di calore della Terra dal 1950 (Murphy 2009). I dati degli oceani sono tratti da  Domingues et al 2008. Land + Atmosphere include il calore assorbito del ghiaccio.

Si nota chiaramente che il contenuto totale di calore della Terra è proseguito anche dopo il 1998. Il pianeta sta ancora accumulando calore. Allora perché le registrazioni superficiali di temperatura indicano che il 1998 è l’anno più caldo? Nella Figura 1 si nota che il contenuto di calore del terreno e dell’atmosfera è molto piccolo rispetto a quello dell’oceano. Pertanto scambi di calore relativamente piccoli tra atmosfera ed oceano possono dar luogo a significative modificazioni della temperatura superficiale. Nel 1998 un intenso El Niño  fuori della norma ha causato un forte passaggio di calore dall’oceano Pacifico  alla atmosfera e quindi temperature in superficie sopra la media. D’altra parte negli anni più recenti abbiamo avuto delle moderate condizioni di La Niña  che hanno dato luogo ad un effetto di raffreddamento delle temperature globali. Negli ultimi mesi si è tornati alle condizione di caldo tipiche di El Niño  e ciò è coinciso con il periodo di record  di temperatura superficiale del mare in Luglio-Agosto. Questo tipo di variazione interna causata da calore che va a rimescolare l’andamento del Clima è il motivo per il quale la temperatura superficiale è solitamente rappresentata da un segnale molto rumoroso.
L’uso delle medie mobili per distinguere le tendenze di lungo periodo.
In presenza di una forte variabilità intrinseca, gli scienziati usano metodi statistici per discernere i trends di lungo periodo delle temperature superficiali. Uno dei metodi più semplici per eliminare le variazioni breve periodo, e quindi evidenziare i trend restanti, è quello di plottare una media mobile come riportato in  Waiting for Cooling (Fawcett & Jones 2008). La Figura 2 mostra una media mobile di 11 anni (calcolata sul dato di un anno e dei 5 seguenti ed i 5 precedenti). Gli autori hanno usato 3 differenti sets di dati: NCDC, NASA-GISS, ed il British Hadley Center-Climate Research Unit  CRUT3. In tutti e 3 i casi la media mobile non evidenzia alcun segno che la tendenza al riscaldamento si sia fermata o invertita.

 

 

Figura 2: anomalie dei valori medi annuali di temperatura globale (in gradi °C) e medie mobili undecennali non pesate, (linee continue).I cerchietti blu si riferiscono ai dati  dell’Hadley Center CRUT3 , i rombetti  rossi al NASA-GISS ed i quadratini verdi alla NOAA-NCDC. Gli andamenti di NASA e NOAA sono riportati sfalsati di +0.5°C ciascuno per maggiore chiarezza.
 
Il trend lineare dal 1998 al 2007
Fawcett e Jones hanno poi ricercato se c’era un andamento di segno contrario (freddo) nei 10 anni successivi al 1998. Hanno trovato che esiste un andamento lineare ma di segno positivo (caldo) in tutti e 3 i sets di dati. Notare che il set del HadCRUT3 evidenzia minor riscaldamento degli altri 2 (NASA e NCDC). Ciò molto probabilmente dipende dal fatto che HadCRUT3 non copre parte dell’area artica dove negli ultimi anni si è manifestato un forte riscaldamento.

 

 

Figura 3: andamento lineare (linee continue) delle 3 serie temporali relative alle anomalie delle temperature medie globali del periodo 1998-2007.Linear
Rimozione del segnale di El Niño dalla registrazione delle temperature

La ragione per la quale il 1998 fu un anno anomalmente caldo fu perché si ebbe in quell’anno un fortissimo El Niño. Fawcett e Jones hanno tolto il segnale del Niño Southern Oscillation (ENSO) calcolando la regressione lineare delle temperature globali verso l’indice SOI (Southern Oscillation Index). Dettagli sulle modalità del processo si trovano in  Fawcett 2007. Il risultato è riportato nella Figura 4.

Figure 4: le tre serie temporali dei valori medi globali delle anomalie di temperatura (°C) e gli stessi andamenti aggiustati rimuovendo ENSO (linee continue), per il periodo 1910-2007.
Tutti e 3 i  data sets dimostrano che il 1998 anomalmente caldo fu dovuto al forte  El Niño del 1997/98. Quando aggiustato per il ENSO, il 1998 sembra molto meno marcato rispetto al dato originale. Nei 3 data sets aggiustati per l’ENSO, il 2006 sembra l’anno più caldo nella registrazione ed il trend complessivo 1998-2007 è comunque  nel senso del riscaldamento.
L’anno 1998 è realmente il più caldo della serie?
Delle 3 serie di dati HadCRUT3, NASA GISS e NCDC, solamente  HadCRUT3 evidenzia che il 1998 è stato il più caldo. Per le altre 2 serie (NASA GISS e NCDC) l’anno più caldo risulta il 2005. Una recente analisi indipendente della serie  HadCRUT getta una  luce su questa discrepanza. La analisi è stata  eseguita dal  ECMWF (Centro Europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine)  di Reading UK che ha calcolato la temperatura globale utilizzando una certo numero di fonti quali, misure di temperatura superficiale, satelliti, radiosondaggi, misure rilevate da navi e boe oceanografiche. All’ECMWF hanno trovato che il riscaldamento è superiore a quello del HadCRUT in quanto l’HadCRUT ha campionato regioni che, in media, hanno presentato minore variabilità rispetto all’intero pianeta.
La Figura 5 mostra le regioni che l’HadCRUT ha usato confrontate con quelle usate dal ECMWF. La  analisi del ECMWF mostra che in regioni dove i dati sono molto sparsi, come Russia, Africa e Canada, c’è un forte riscaldamento su territori che non sono compresi tra quelli campionati da HadCRUT. Ciò induce ECMWF a ritenere con ottima approssimazione che il risultato del riscaldamento globale registrato da HadCRUT viene a trovarsi nella fascia inferiore del range.

 

 

Figura 5: aumento della temperatura media superficiale (°C) dal (1989-98) al (1999-2008). La figura in alto mostra le aree utilizzate dal HadCRUT, la figura in basso quelle utilizzate dal ECMWF nell’analisi. (ECMWF 2009).
Questo risultato non è inatteso. NASA GISS trova che ciò che ha contribuito maggiormente al record del 2005 è il riscaldamento estremo verificatosi nell’Artico (Hansen 2006). Dal momento che ci sono solamente poche stazioni meteorologiche nell’Artico, la NASA ha estrapolato le anomalie delle temperature dalle stazioni di misure più prossime. Ne è scaturito che il forte riscaldamento dell’Artico era concordante con le misure satellitari nell’infrarosso e con i record di bassa estensione dei ghiacci marini.

 

 

Figura 6: anomalie di temperatura superficiale per la prima metà del primo decennio del 21° secolo (Hansen 2006).