Quanto il Minimo di Eddy assomiglia al Minimo di Maunder!

Ci sono molti paralleli tra la transizione Ciclo23-Ciclo24 che fanno perfettamente il paio con l’ingresso in un Minimo Profondo: “The MAUNDER’S MINIMUM!”.
Voglio aprire così il mio POST per chiarire subito che prima di scriverlo ho voluto leggere i Lavori originali dei Professori Makarov e Taltov; i due illustri Astrofisici della prestigiosa scuola Russa già dal 2007, analizzando il profondo sbilanciamento dell’attività di picco dei due emisferi solari scrissero in un loro Articolo “Deep Solar Minimum Approach”, questa frase mi è ronzata in testa per molto tempo da quando nel tardo 2008 iniziavo a leggere il Blog NIA e rispolveravo un vecchio amore: L’astrofisica!!!
I Prof. in questione, pensate, non sono nemmeno stati invitati al Convegno SOHO-23 sul Solar Minimum, non voglio dire che sia stato fatto in cattiva fede ma la realtà è questa!
Fortunatamente il Prof. Svalgaard non si è dimenticato del loro lavoro e li ha prontamente citati in una delle sue Slide, proprio in quelle in cui si è paragonato il Minimo di Eddy con il Maunder!!!

Prontamente l’argomento è stato ripreso dal Prof. David Archibald e postato sul Blog di Watt ha fatto un’altro bel botto! Dopo l’argomento della scorsa volta, in cui abbiamo analizzato come la Corona solare proprio non ne vuol sapere di assumere un’orientazione favorevole al Cycle24, dopo i prestigiosi Lavori di Livingston e Penn che dicono “Entro il 2015 il nostro Sole non sarà più in grado di generare macchie solari” ecco che si aggiunge un’altro tassello importante che ci aiuta a capire come e perché il Sole probabilmente si sta veramente preparando a un Minimo Profondo.
Nella presentazione ufficiale del Prof. Svalgaard il 22 Settembre 2009 al SOHO-23 sul Solar Minimum (scaricabile a questo indirizzo: http://www.leif.org/research/Predicting%20the%20Solar%20Cycle.ppt ) viene proposto un interessante diagramma Butterfly-Like che permette di stimare le tempistiche dei cicli solari.

Il diagramma, originariamente dal Prof. Altrock commentato con le frecce verdi e rosse dal Prof. Svalgaard stesso. Quello che ne emerge ed è particolarmente significante dal punto di vista della predizione dell’attività solare è la distanza tra le frecce verdi che contraddistinguono i cicli 23 e 24, la distanza temporale tra le due frecce è di 15 anni!!! Ora, essendo assodato che il SolarMax per il ciclo 23 è stato segnato nel Marzo 2000, l’estrapolazione delle frecce suggerisce un Solar Max per il ciclo 24 nel 2015!!!
Ora qui occorre fare un piccolo inciso: il Solar Cycle 24 penso sarà sempre ricordato come “la Pecora Nera” dei cicli moderni, ha messo in luce l’estrema inadeguatezza dei metodi deterministici per la previsione dell’attività solare (Metodo del Prof. Hathaway), con questo tipo di approccio infatti si prevedeva originariamente un SC24 fortissimo (SSN maggiore di 190) con Solar-MAX nei primi mesi del 2010; altri metodi come quello del Prof. Dikpati che utilizzano parametri fisici misurabili (velocità del nastro trasportatore solare) e sono pseudo-deterministici prevedevano anch’essi un ciclo fortissimo (SSN anche 200) ma il Solar Max spostato avanti di 10-12 mesi, dunque inizialmente lo prevedevano per la fine del 2010 o i primi del 2011.
Le cose poi sono andate un po diversamente dalle previsioni fatte dai più blasonati Ricercatori.
Veniamo ora alla FIgura-2 pubblicata dai Professori Makarov e Taltov nel 2000 mette in evidenza come la concentrazione del radioisotopo C-14 negli anelli dei pini (vale l’equazione “SOLE DEBOLE = Maggiore C-14″) permetta di dire che l’attuale concentrazione è COMPLETAMENTE SOVRAPPONIBILE  a quella riscontrata prima dell’inizio del Maunder’s Minimum!!!

In particolare si vede come il 2010 sia stato ricavato per estrapolazione e presenti COMPLETA ANALOGIA con il 1653!!!!
E ora mi permetto di ricordarVi il mio POST NIA sulle “Risonanze Orbitali” dei Supergiganti Gassosi ( http://daltonsminima.wordpress.com/2009/06/29/risonanze-orbitali-la-parola-alleclittica-super-minimum-in-arrivo/ ) per farVi vedere come la situazione sull’eclittica sia proprio analoga con quella del 1653, dunque sembrerebbe esserci completo matching tra il valore “risonanza orbitale” e la concentrazione del C-14 negli anelli degli alberi!!!
Tornando al grafico di FIG-2 e comparandolo con il grafico di ingresso nel Maunder si vede come il 2015 sia estrapolato come MINIMO RELATIVO della concentrazione del C-14 dunque massimo relativo nell’attività solare!
Questo dato sarebbe quindi “consistente” con quanto ipotizzato dal Prof. Svalgaard studiando la “Brillanza Verde Fe-XIV” della corona Solare (FIG-1)!
Vogliamo poi focalizzare un’altro fenomeno: Il Maunder’s non fu totalmente privo di SunSPot! Per dimostrare questo prendiamo i dati di archivio SIDC e andiamo a vedere come la fase di più profonda quiescenza della nostra stella fu tra io 1660 e il 1670 con addirittura 10 anni senza nemmeno un anno con SSN maggiore di 0!

Il periodo 1653-1660 invece fu “una festa” di anni con SSN confinati al di sotto di 5, mi chiedo ora che SSN riuscirebbe a prendere il Minimo di Eddy se invece dei potenti mezzi tecnologici (magnetogrammi che dicono dove puntare i telescopi, STEREO A & B, SOHO & Co.) e sfruttando tutte le 24 ore al giorno di osservazione disponibili oggi fosse catapultato nel 1653!!!
Ultimo diagramma che voglio proporVi è l’ Heliospheric Current Sheet, questa “misurabile” permette di ottenere per estrapolazione la fine di un ciclo solare  e la partenza convinta del ciclo successivo, più è perpendicolare all’asse delle X (Asse degli Anni) più il cambio ciclo risulta veloce e il ciclo nascente forte.

Si può vedere come il ciclo23 abbia stentato ad abbandonare la fotosfera solare e resiste oramai da 13.5 anni, con questo ultimo dato Vi lascio riflettere sull’ultima affermazione scritta sul Blog di Watt:

“Activity and timing of the current minimum, as well as the timing of the Solar Cycle 24 maximum in 2015, is paralleling the start of the Maunder Minimum.  There is no data to date which diverges from the pattern of the start of the Maunder Minimum.”

Sottolineo “non ci sono dati che divergono dalle condizioni di inizio del Maunder Minimum”!!!
Ora è bene anche sottolineare che il Maunder durò 70 anni, come sempre scrissi negli altri POST “Sarà la Storia a dire quanto sarà profondo e longevo il Minimo di Eddy!”.

Fonte di spunto = http://wattsupwiththat.com/2009/11/12/another-parallel-with-the-maunder-minimum/

ALE

Ancora Spotless! Domani l’articolo di Ale…da non perdere!!!!

E guardate un pò la polarità di alcune regioni nell’emisfero nord?

Incredibile!

Simon

La Rubrica Di NIA: la pausa climatica delle massime ad inizio primavera

Come ben sappiamo il nostro clima presente due sostanziali stagioni, l’Estate e l’Inverno, ma adesso non parleremo di loro.
In queste due stagioni si presenta un chiaro fenomeno che aiuta anche a capire perché la Primavera e l’Autunno in realtà sono delle finte stagioni, infatti esse rappresentano solo la media di tutti i possibili casi di avvicinamento (che sono avvenuti) ad una delle 2 stagioni portanti del nostro clima, questo fenomeno è la stasi delle temperature.
Per stasi ovviamente non parlo di blocco costante, anche Estate ed Inverno presentano fluttuazioni notevoli, ma nell’insieme la medie di tutte queste fluttuazioni risulta approssimativamente costante all’interno dei 3 mesi che rappresentano l’arco di vita delle stagioni in questione.
Da sempre si dice che le mezze stagioni non esistono più, semplicemente perché esse non sono mai esistite, il passaggio dall’inverno all’estate non è lento e lineare, ma può variare e passare dell’essere rapido e brusco, a “gradoni” o per esempio con diversi sali-scendi (soprattutto l’Autunno).
Ripeto quindi che per prima di iniziare a parlare di questo fenomeno bisogna rimarcare il fatto che le temperature medie primaverili e autunnali sono solo numeri messi li perché da qualche parte devono andare (ma questo non significa che non vadano presi in considerazione).

Il fenomeno che quindi voglio mostrarvi è quello della stasi delle massime nel periodo 2° decade di Marzo – 2° decade di Aprile, un periodo quindi superiore ad un mese dove le temperature massime tendono ad approssimarsi ad un valore simile tra di loro.
Questo fenomeno colpisce solo le massime e non le minime che invece presentano un andamento del tutto simile a quello della media Clino, un fenomeno analogo che colpisce le minime avviene con mio stupore dall’altra parte della curva, ovvero in Autunno (ma non so se affronterò questo fenomeno, che è molto più complicato e variabile di quanto sembri).
Prendiamo come base due stazioni delle mia zona, una che risente del clima marittimo e una del clima continentale, così da poter prendere più variabili possibili, ecco quindi le medie Clino del periodi prima citato (ovviamente stiamo parlando di massime):
1° stazione: +13.5/+15.7/+17.3/+17.5, con un delta T di +4°C e un aumento medio di 1°C a decade
2° stazione: +12.1/+14.3/+15.8/+16.2, con un delta T di +4.1°C e un aumento medio di +1.03°C a decade

Come si può vedere le prima due decadi di Aprile mostrano un andamento simile, come se il fenomeno avesse dei precedenti anche in passato, ma in maniera molto più blanda e ristretta, e probabilmente negli anni 2000 si è avuta un’estremizzazione di questo che ha portato alla creazione di una piccola “vera” Primavera con connotati simili alle due stagioni che fanno da cardine al clima globale, ma mostriamo quindi i dati del periodo 2000-08:
1° stazione: +15.7/+15.6/+16.5/+17.6, con un delta T di +1.9°C e un aumento medio di +0.48°C a decade
2° stazione: +15.7/+15.8/+16.8/+17.9, con un delta T di +2.2°C e un aumento medio di +0.55°C a decade

Tralasciando le anomalie dalla media che non ci interessano notiamo come l’aumento medio a decade sia praticamente dimezzato, diventando solo di +0.5°C, che è numericamente simbolico, ma che nella realtà non trova alcune differenza, ci troviamo di fronte ad un periodo dove in quasi un mese e mezzo le temperature massime raggiunte restano relativamente costanti.
Ma lo cosa sorprendente è che tutti gli anni tranne il 2007 si sono comportati nin un modo del tutto simile.
Analizziamo ora le minime, ma il loro valore in se non ci interessa, come detto esse seguono un altro tipo di andamento, la domanda è spontanea quindi: perché nonostante le minime salgano le massime si approssima ad un valore simile?
Prendiamo la differenza tra massime e minime e confrontiamo come si evolve tra media Clino e media 2000-08:
Media Clino:
1° stazione: +10.3/+10.7/+10.5/+10.9
2° stazione: +8.8/+9.1/+8.9/+9.3

Si nota subito la maggiore continentalità della prima stazione presa in esame, e si vede come la differenza tra massime e minime resti costante nell’arco delle 4 decadi confrontate, ora passiamo al periodo che a noi interessa:
Media 2000-08:
1° stazione: +13.4/+11.8/+12.1/+11.1
2° stazione: +11.6/+10.0/+10.4/+9.7

La prima cosa che salta all’occhio è l’aumento della continentalità di entrambe le stazioni, cosa che però va diminuendosi lungo le 4 decadi, l’ultima infatti presenta una differenza tra massime e minime praticamente identica a quella della media Clino.
Questo fenomeno è di difficile spiegazione, e potrebbe avere anche molteplici cause, ma andiamo ad analizzare la cosa che più significativamente è andata modificandosi nel periodo preso in esame, ovvero la maggiore presenza di inversioni provocate da anticicloni.
Una cosa che poi potrebbe essere definitiva nel risolvere il dilemma è che non avendo potuto fare un confronto con altre zone non so se questo fenomeno trova riscontri anche in altre zona d’Italia, so per certo che è fenomeno tipico del centro nord, comprese Toscana e Marche.
Per zone come il sud, di cui non conosco bene il clima non saprei dire, ma spero che gli utenti possano dare un contributo da questo punto di vista.

Purtroppo non riesco a postarvi delle reanalisi perché non permettono di fare confronti decadali tra medie, ma solo anno per anno, e farlo 9 volte non avrebbe senso, anche perché dovrei postare 4 carte per anno, visto che il periodo presenta si una stabilità, ma solo da punto di vista delle massime e le decadi si sono modificate tra loro per poter ottenere tale fenomeno, cioè le decadi non hanno avuto tutte la stessa trasformazione, ma ben si 4 modificazioni diverse che hanno fatto in modo che si verificasse questo fenomeno.

FABIO

La prossima settimana parleremo di medie, indici di variabilità et simili…….

Qualcuno ha mai considerato l’ipotesi che il ciclo 24 sia abortito?

Proprio come accadde prima del minimo di Dalton???

http://solarcycle24com.proboards.com/index.cgi?board=general&action=display&thread=920

Simon

Come funzionano i modelli climatici ? (seconda parte)

Incertezze nei modelli climatici

Le equazioni che compaiono nel modello sono solo approssimazioni dei processi fisici che avvengono nell’atmosfera. Mentre alcune di queste approssimazioni sono altamente precise, altre sono alquanto grezze. Questo è dovuto al fatto che i processi reali che avvengono sono o troppo complessi per essere inclusi nel modello (il supercomputer non riesce ad eseguirli) o perché la nostra comprensione di questi processi è ancora troppo scarsa. Quest’ultima è particolarmente vera per la formazione e la dissipazione delle nuvole. Si sta ancora cercando di implementare nei modelli l’influenza climatica delle differenti varietà di nuvole che compaiono nelle diverse regioni del pianeta e nelle varie stagioni. La modellazione del comportamento delle nuvole è molto difficile ed è qualcosa che ancora non è stato realizzato nei modelli climatici globali.
Tutti i modelli climatici IPCC assegnano un feedback positivo alla riduzione delle nubi medio basse e questo è il motivo principale delle differenze nel riscaldamento fornito dai diversi modelli climatici (Trenberth e Fasullo, 2009). Prevedo che questo modello di comportamento (delle nubi) si dimostrerà essere non corretto. E anche se gli autori sono restii ad ammetterlo c’è già qualche elemento di prova nella letteratura scientifica (Spencer et al., 2007; Caldwell e Bretherton, 2009). Credo che i modellisti hanno erroneamente interpretato il fatto che il riscaldamento provochi una diminuzione delle nuvole, mentre in realtà è stata la diminuzione delle nuvole che ha causato la maggior parte del riscaldamento del pianeta. Questo è fondamentalmente un problema di nesso di causalità: una direzione del nesso di causalità è stato ignorata quando si cerca di valutare il nesso di causalità nella direzione opposta (Spencer e Braswell, 2008).
Il problema fondamentale del nesso di causalità nella modellazione del clima non si limita solo alle nuvole. Mentre il riscaldamento provoca, in media, un aumento del vapore acqueo alle basse quote, tutto il sistema di precipitazioni controlla il vapore acqueo contenuto nella parte restante dell’atmosfera. Quindi da un parte l’evaporazione contribuisce ad incrementare l’effetto serra immettendo vapore acqueo in atmosfera, dall’altra le precipitazioni lo riducono. Ma mentre il fenomeno fisico dell’evaporazione è stato capito molto bene, lo stesso non si può dire dei processi fisici di conversione di vapore acqueo in nubi e in precipitazioni, che rimangono piuttosto complessi e misteriosi. E’ l’equilibrio tra questi due processi – l’evaporazione e le precipitazioni – che determina l’umidità atmosferica.
Anche nei modelli fatti ad hoc per studiare il comportamento e l’accrescimento delle nuvole (modelli che presentano molti calcoli complessi) il momento in cui inizia una precipitazione non viene calcolato ma bisogna fornirglielo. Questo fatto è una fonte di enorme incertezza e non viene sufficientemente considerato dagli scienziati. Alla fine, molte delle approssimazioni nei modelli climatici probabilmente non sono così importanti per la previsione dei cambiamenti climatici, ma basta un solo processo critico per portare le proiezioni del modello in una direzione completamente sbagliata. L’IPCC ammette che la loro principale fonte di incertezza è il feedback delle basse nuvole, cioè come la bassa copertura nuvolosa cambierà con il riscaldamento.

La causa del riscaldamento globale: l’uomo o la natura?

L’aggiunta di più di anidride carbonica in atmosfera deve avere qualche effetto sul bilancio energetico del pianeta, ma quanto è grande in confronto allo squilibrio energetico che il sistema climatico impone su se stesso?
Il risultato è stato che questi modellisti considerano il sistema climatico molto sensibile alle nostre emissioni di gas serra e che in primo luogo esso è in uno stato di equilibrio energetico.Vi è una pervasiva e non scientifica convinzione che la natura è in una situazione precaria di equilibrio. Sia che si tratti di ecosistemi o del sistema climatico, si sentono scienziati che sostengono la presunta fragilità della natura. Ma questo è un concetto soggettivo, non scientifico. Proprio perché la natura tende verso un equilibrio non significa che l’equilibrio sia in qualche modo ‘fragile’. E che cosa significa ‘fragile’, quando la natura sembra sconvolgere questo equilibrio comunque?
Perché questo è così importante per la modellazione del clima? Perché se questi scienziati ignorano la variabilità naturale indotta del clima, e la maggior parte dei cambiamenti climatici sono dovuti alle attività dell’uomo, allora inevitabilmente si arriva alla conclusione che il sistema climatico è fragile. Se il riscaldamento osservato nel corso del 20 ° secolo è stato causato dall’uomo, ne consegue che il sistema climatico è abbastanza sensibili (feedback positivo). Ma se il riscaldamento è stato in gran parte causato da una variazione naturale della copertura nuvolosa, allora il sistema climatico è più probabilmente insensibile (feedback negativo). E non c’è modo di sapere se sono avvenuti cambiamenti naturali nella copertura delle nubi semplicemente perché le nostre osservazioni sul secolo scorso sono molto poco accurate.
Così, i modellisti climatologi partono dal fatto che non vi sono cambiamenti a lungo termine delle nubi, del vapore acqueo, ecc, e programmano i loro modelli climatici in modo da essere abbastanza sensibili nel produrre il riscaldamento del pianeta nel corso degli ultimi 50 anni con l’aumento delle concentrazioni di biossido di carbonio. Il presupposto è sempre quello: esso partono dal fatto che la Terra fosse in uno stato di equilibrio energetico, prima che l’uomo cominciasse ad usare i combustibili fossili. Ma, come è dimostrato dalla seguente ricostruzione della temperatura degli ultimi 2.000 anni (dal Loehle, 2007), vi sono state continue variazioni di temperatura che implicano necessariamente continui cambiamenti nel bilancio energetico della Terra.

fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/2000-years-of-global-temperatures-small.gif

E mentre i cambiamenti dell’attività solare sono una possibile spiegazione per questi eventi, è anche possibile che ci siano a lungo termine, internamente al sistema, delle fluttuazioni nel bilancio energetico globale, determinate dalla variabilità naturale delle nubi e del vapore acqueo.

Conclusioni

Non c’è dubbio che molti sforzi sono stati fatti per migliorare i modelli climatici. Ma ciò non significa che tali modelli possono necessariamente prevedere il clima tra 20, 50 o 100 anni da adesso. In ultima analisi, il modellista (e quindi il politico) deve prendere come una questione di fede il fatto che oggi i modelli climatici computerizzati contengono tutti i processi importanti necessari a prevedere il riscaldamento globale.
Questo è il motivo per cui convalidare le previsioni di una teoria è così importante per il progresso della scienza. Purtroppo, non abbiamo un buon sistema per testare rigorosamente modelli climatici nel contesto della teoria che il riscaldamento globale è antropico. Gli scienziati affermano che i loro modelli possono spiegare i cambiamenti di temperatura avvenuti nel 20 ° secolo. Ciò è vero solo in parte, infatti: primo, non è improbabile che la loro è l’unica spiegazione e secondo, loro forniscono una spiegazione conoscendo già la risposta. Il punto è che, mentre i modelli climatici attualmente offrono una possibile spiegazione per il cambiamento climatico (umanità emissioni di gas serra), non è affatto l’unica possibile. E ogni modellista che sostiene di aver trovato l’unica possibile causa del riscaldamento globale è in malafede. Anche l’IPCC (2007) ammette c’è un 10% di probabilità che si sbagli sul fatto che il riscaldamento degli ultimi 50 anni sia di origine antropica.

FINE

Fonti: http://www.drroyspencer.com/2009/07/how-do-climate-models-work/

ANGELO

Mamma mia leggete l’ultima parte, il nostro angelo (che vi saluta tutti) è come sei ci avesse visto lungo 3 mesi fa quando scrisse questo pezzo… sara mica lui la famosa talpa del CRU???

Prossimamente su NIA un articolo….

…che farà impallidire tutti coloro che con critiche, minacce ed altro hanno cercato di inquinare il lavoro di New Ice Age…

Ringrazio Agrimensore del lavoro svolto…

la prossima settimana sarà la svolta che in tanti stiamo aspettando sul conteggio delle macchie solari…prego il Dr. Stefano Di Battista di essere collegato e dire la sua…

Il L&N’s count avrà sempre più importanza nella scienza del conteggio delle macchie solari…

Un ringraziamento particolare a Luca Nitopi e Geoff Sharp

Soon su NIA…

Continua la quiete solare!

Con oggi i giorni spotless di fila sono 5, e non si intravvedono regioni degne di nota nè nel lato visibile nè in quello Behind:

Si riaffaccia la possibilità che anche novembre possa chiudere sotto i 5 per il Sidc, per quanto mi concerne davvero inaspettata questa mini (per ora) pausa solare!

Inoltre sempre per il sidc con oggi siamo a 250 giorni spotless totali nel corso del 2009, a meno 15 dal raggiungimento dei 265 giorni senza macchie del 2008:

http://daltonsminima.wordpress.com/dati-sole-in-diretta/

Lasciatemi dire che io non mi aspetto niente di importante per il proseguo di questa serie spotless, rimango convinto che il sole si sia riacceso anche se in modo molto blando, ma in generale nessuna illusione da parte mia che la serie possa continuare e divenire qualcosa di eclatante!

Certo, dovesse risuperare i 10 giorni spotless ancora una volta o addirittura i 20, come già scrissi giorni fa, il sottoscritto rimarrebbe sempre più sorpreso!

Non ci resta che viverla giorno per giorno…ed attaccarci al nostro talismano Apuano 70…

Stay tuned, Simon

Come funzionano i modelli climatici ? (prima parte)

Riporto in questo articolo un lavoro del dottor Roy Spencer sui modelli climatici che gli scienziati utilizzano per fare le loro previsioni sul clima. L’argomento mi sembra interessante perché viene esaltata incondizionatamente, almeno dai media, la loro validità quando in realtà presentano non pochi limiti.

Un modello climatico è sostanzialmente un programma per computer (o meglio un supercomputer, vista la mole di calcoli da eseguire) costituito per la maggior parte da equazioni matematiche. Queste descrivono quantitativamente come, la temperatura atmosferica, la pressione, la velocità e la direzione dei venti, la concentrazione del vapore acqueo, le nuvole, le precipitazioni, rispondono al riscaldamento solare della superficie e dell’atmosfera terrestre. Naturalmente in queste vengono incluse anche le equazioni che descrivono gli effetti “serra” di alcuni elementi dell’atmosfera (soprattutto vapore acqueo, anidride carbonica e metano). La superficie sferica della Terra viene suddivisa in tante griglie (vedi l’immagine sotto) e in ognuna di queste viene fatto partire questo programma.

fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/climate-model-1.jpg

Esistono poi modelli climatici, detti “accoppiati”, dove compaiono le equazioni che descrivono tridimensionale la circolazione oceanica, il trasporto dell’energia solare assorbita intorno alla Terra, e gli scambi di calore e di umidità con l’atmosfera. Nei moderni modelli accoppiati compaiono anche equazioni che descrivono l’influenza della vegetazione, del suolo, della neve o del ghiaccio sullo scambio termico con l’atmosfera. L’immagine mostra la temperatura della superficie del mare, la direzione dei venti in superficie e la distribuzione dei ghiacci ottenuta da un modello del NCAR (National Center for Atmospheric of Research).

Fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/climate-model-2.jpg

Se volete vedere come un modello di simulazione del clima evolva nel tempo, un suggestivo video del NCAR lo trovate al seguente link: http://www.youtube.com/watch?v=tbXwRP0CQNA

L’importanza del bilancio energetico nei modelli climatici

I modelli climatici sono solitamente utilizzati per studiare come il clima della Terra potrebbe rispondere a piccole modifiche di due flussi energetici: quello solare in entrata e quello emesso dalla Terra in uscita sotto forma di radiazione infrarossa. Proprio quest’ultimo è influenzato dall’aggiunta di gas serra che riducono la capacità dell’atmosfera terrestre di liberare energia verso lo spazio (riscaldamento antropico). È l’equilibrio tra i due flussi di energia radiante che determina la temperatura media a lungo termine del clima. Se sono in equilibrio allora la temperatura media si mantiene costante, altrimenti si osserva un cambiamento. E’ semplicemente una questione di bilancio energetico. L’energia in gioco è stimata essere in 235 o 240 watt per metro quadro, che corrisponde all’energia solare assorbita dalla Terra ed emessa sotto forma di raggi infrarossi (siamo in equilibrio termico). Parliamo di stima perché il sistema satellitare per la misurazione del bilancio di energia radiante della Terra non è ancora abbastanza buono da fornire una precisione assoluta.
Tutta una serie di variabili nel modello vengono cambiati fino a quando il modello stesso si avvicina alla media stagionale dei modelli meteorologici di tutto il pianeta e alla energia assorbita dalla Terra ed emessa a un tasso medio globale di 235 o 240 watt per metro quadro. Gli scienziati che fanno modelli ritengono che se il modello riesce a imitare queste caratteristiche di base del sistema climatico terrestre, allora sarà in grado di prevedere l’eventuale riscaldamento globale. Questo presupposto potrebbe essere buono oppure no, ma nessuno è in grado di dirlo.

Il riscaldamento globale di origine antropica nei modelli climatici

L’aggiunta di anidride carbonica nell’atmosfera dalla combustione di combustibili fossili ha provocato uno squilibrio di un valore stimato di circa 1,5 Watt per metro quadrati rispetto ai soliti 235-240. Questo squilibrio energetico è troppo piccolo per essere misurata dai satelliti e di fatto viene calcolato teoricamente. Quindi, se la Terra è inizialmente in uno stato di equilibrio energetico, e il tasso di radiazione assorbita dalla Terra è esattamente 240 Watt per metro quadro, il tasso di perdita di radiazione infrarossa nello spazio passa da 240 a 238,5 Watt per metro quadro (240 meno 1,5). Ciò determina un incremento di temperatura fino a quando non sarà ripristinato l’equilibrio termico. A quel punto l’energia persa sotto forma di radiazione infrarossa e quella solare assorbita si eguaglieranno e si avrà nuovamente una temperatura costante nel tempo.
La principale fonte di incertezza nella modellazione del clima è questa: il sistema climatico (la Terra) come si comporterà per ridurre la piccola quantità di riscaldamento dovuto alla CO2? Il modello climatico (così come il vero sistema climatico) ha diversi modi in cui uno squilibrio energetico dovuto all’aggiunta di anidride carbonica in atmosfera possa essere ripristinato. La risposta più semplice è un aumento della temperatura. Ad esempio, si può calcolare che il 40% di aumento di CO2 dovuto alle attività umane negli ultimi 150 anni abbia causato un incremento di 0,5 C. Questa risposta teorica è chiamata “no feedback” (senza risposta) perché nessuna cosa è cambiata tranne la temperatura.
Ma un cambiamento di temperatura può modificare altri elementi del sistema climatico, come le nuvole e il vapore acqueo. Questi altri indiretti cambiamenti sono chiamati “feedbacks”, e possono amplificare o ridurre il riscaldamento dovuto alla sola CO2. Nella figura seguente, vengo mostrati più di venti modelli climatici attualmente monitorati dalle Nazioni Unite mediante l’ IPCC che amplificano il riscaldamento del pianeta.

fonte: http://www.drroyspencer.com/wp-content/uploads/21-ipcc-climate-models.jpg

Questa amplificazione è in gran parte dovuta all’aumento di vapore acqueo – che è il principale gas serra- e alla diminuzione delle nubi che si formano alle altitudini medio-basse, il cui effetto principale è quello di lasciare arrivare maggiore radiazione solare e causare un ulteriore riscaldamento del pianeta. Questi cambiamenti vengono implementati nei modelli che assegnano all’aumento del vapore acqueo e alla diminuzione delle nubi un feedback positivo.

E’ questo realmente il modo in cui funziona il sistema climatico terrestre?

Fine prima parte (Domani la seconda)

ANGELO

4° giorno spotless consecutivo!

E guardate inoltre quante faculae con polarità invertita presenti nel nostro sole:

Ok, impercettibili direte voi (infatti parlimao di faculae e non di regioni attive), ma rispecchiano a mio modestissimo parere una configurazione magnetica “bizzarra” che la nostra stella è ormai parecchio tempo che sta assumendo…

diamo uno sguardo anche allo Stereo Behind:

Assolutamente pulito!

Insomma, che sta riaccadendo alla nostra amata stella?

Erano solo sussulti quelli di settembre-ottobre e buona parte di novembre, o questa nuova fase di quiete solare è destinata a terminare presto?

Simon

Ancora approfondimenti di base sul sole

Dopo aver introdotto l´argomento di base del sole con informazioni generali:

http://daltonsminima.wordpress.com/2009/11/24/alcune-informazioni-generali-sulla-stella-sole/

cerchiamo di approfondire un poco il discorso su alcune caratteristiche importanti e di cui avete letto in alcuni bellissimi articoli di ALE.
Vorrei quindi parlare in questo primo approfondimento di: Dinamo solare, tachocline, CME (espulsioni di masse coronali), CH (buchi coronali).

DINAMO SOLARE
Per dinamo solare si intende il processo fisico che genera il campo magnetico solare. Il Sole è circondato da un campo magnetico dipolare, (come qualsiasi batteria per intenderci con un polo positico e un polo negativo) così come molti altri corpi celesti, fra i quali la Terra. Il campo dipolare è prodotto da una corrente elettrica circolare che fluisce in profondità seguendo la legge di Ampère. Questa corrente è prodotta da uno sforzo di taglio (uno “stiramento di materia”) fra parti differenti del Sole che ruotano a velocità diverse, (come abbiamo visto nell´articolo precedente il sole ruota piú lentamente ai poli e piú velocemente all´equatore, tanto per rendere l´idea immaginiamo un fiume che scorre, la sua corrente sará piú rapida al centro e piú lenta vicino le rive e cosí come nel fiume ogni tanto si formano per questa differente velocitá dei mulinelli di acqua o dei piccoli gorghi anche nel sole si formano questi mulinelli) e per il fatto che il Sole stesso sia un ottimo conduttore elettrico (e dunque governato dalle leggi della magnetoidrodinamica).

Rappresentazione degli sforzi tangenziali agenti su un fluido.

I fluidi con caratteristiche di conduttori elettrici possono formare una dinamo semplicemente tagliando il fluido stesso come conseguenza della Legge di Lenz dell’induzione: muovendo un fluido attraverso un campo magnetico preesistente si induce la corrente elettrica nel fluido che distorce il precedente campo magnetico. La direzione della distorsione è quella in cui le linee di campo tendono ad essere trascinate via col fluido. Se il flusso possiede una componente di sforzo di taglio, ogni linea di campo è tirata dalla corrente amplificando così il campo magnetico esistente. Questi sistemi sono chiamati dinamo MHD. A seconda della struttura del flusso, la dinamo può essere autoeccitata e stabile, autoeccitata e caotica o decadente.

La dinamo solare è autoeccitante e caotica: la direzione del campo si inverte ogni 11 anni circa , causando il ciclo delle macchie solari. Il meccanismo dettagliato della dinamo solare non è noto ed è oggetto di ricerche.

Tachocline

Il termine tachocline designa la zona di transizione, all’interno del Sole, tra la zona radiativa e la zona convettiva (di cui parleremo in un prossimo articolo) . Situata nel terzo più esterno della stella, la tachocline segna il passaggio tra la parte più interna della stella, la cui rotazione è paragonabile a quella di un corpo solido, e la porzione esterna, che ruota in maniera differenziale comportandosi come un fluido. Recenti studi condotti tramite l’indagine eliosismologica (studio di come le onde di pressione si propagano sul Sole) indicano che la tachocline abbia un raggio circa 0,70 volte quello del Sole. Gli astrofisici ritengono che tali dimensioni siano una delle cause dei campi magnetici che caratterizzano la stella: infatti le simmetrie e l’estensione della tachocline sembrano rivestire un ruolo di primo piano nella formazione della cosiddetta dinamo solare, poiché rinforzano i deboli campi poloidali creando un più intenso campo di forma toroidale.
Alla tachocline la rotazione del sole si modifica bruscamente

Rielaborazione computerizzata dei dati eliosismologici che mette in evidenza la disposizione e la struttura della zona radiativa, della tachocline e della zona convettiva.

In geometria toro rappresenta una forma geometrica a forma di ciambella, un vero e proprio salvagente.

Può essere ottenuta come superficie di rivoluzione, facendo ruotare una circonferenza, la generatrice, intorno ad un asse di rotazione appartenente allo stesso piano della generatrice, ma disgiunto da questa.

Espulsione di massa coronale

Un’espulsione di massa coronale (CME, acronimo dell’inglese coronal mass ejection) è una espulsione di materiale dalla corona solare, osservata con un coronografo in luce bianca.

Il materiale espulso, sotto forma di plasma è costituito principalmente da elettroni e protoni (oltre a piccole quantità di elementi più pesanti come elio, ossigeno e ferro), viene trascinato dal campo magnetico della corona. Quando questa nube raggiunge la Terra (in questo caso viene chiamata ICME – Interplanetary CME) può disturbare la sua magnetosfera comprimendola nella regione illuminata dal Sole ed espandendola nella regione non illuminata. Quando avviene la riconnessione della magnetosfera nella zona notturna, si generano migliaia di miliardi di watt di potenza diretti verso l’atmosfera terrestre superiore, che provocano aurore particolarmente intense (dette anche Luci del Nord nell’emisfero boreale e Luci del Sud nell’emisfero australe). Le espulsioni di massa della corona assieme ai flare possono disturbare le trasmissioni radio, creare interruzioni di energia (blackout), danneggiare i satelliti e le linee di trasmissione elettriche. La più grande perturbazione geomagnetica venne misurata da Kew Gardens e coincise con la prima osservazione visuale di un flare nel 1859 di Richard Christopher Carrington.

Buco coronale (CH Coronal Hole)

Un buco coronale ripreso dalla sonda STEREO.

I buchi coronali sono aree dove la corona del Sole è più scura, più fredda delle arre circostanti; anche il plasma possiede qui una densità inferiore. I buchi coronali sono stati scoperti quando i telescopi a raggi X della missione Skylab furono lanciati oltre l’atmosfera terrestre per rilevare la struttura della corona. Questi buchi sono in relazione con delle concentrazioni unipolari di linee di campo magnetico aperte; durante il minimo solare, i buchi coronali si trovano principalmente nelle regioni polari del Sole,mentre durante il massimo solare sono dislocate in tutta la superficie solare.

There are no large coronal holes on the Earth-facing side of the sun. Non ci sono CH in questa data.

I componenti ad alta velocità del vento solare si sa che transitino lungo le linee magnetiche che passano attraverso i buchi coronali.
I buchi coronali fanno aumentare il vento solare o solar flux. Anche in mancanza di macchie solari il solar flux puó aumentare se sono presenti dei CH.

Spero che questa prima fase, sia stata chiara, ma il sole lo stanno ancora studiando tanti scienziati ed ancora ci sono tante cose da scoprire, e certamente non é un oggetto che si fa studiare da vicino e tanto meno ama essere prevedibile!
Comunque alla prossima parleremo del campo magnetico, della corrente eliosferica, e delle macchie solari.

SAND-RIO