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Come funzionano i modelli climatici ? (seconda parte)

28 novembre 2009

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.

1fonte: 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???

  1. Andreabont
    28 novembre 2009 alle 10:27

    Ottima spiegazione su cosa sono i modelli e quanto siano aleatori, bravo.

    Troppo spesso l’essere umano trae conclusioni frettolose solo per “far tornare i conti”. Ma la matematica è anch’essa un modello: puoi manipolarla come vuoi, e non è assolutamente detto che quello che dice la matematica corrisponda alla realtà.

    Esempio: Con la matematica io posso concepire l’infinito, che in natura non esiste. (Almeno per le teorie attuali)

  2. giorgio
    28 novembre 2009 alle 10:52

    Basta leggere il grafico delle temperature degli ultimi 2000 anni per capire da soli che l”uomo con le sue attivita ha ben poco a vedere col il riscaldamento globale del 20mo secolo.Un po piu di buon senso e un po meno di alchimiche formule matematiche.Gli attuali modelli climatici anche se piu precisi del passato non sono ancora attendibili sono ancora troppe le incognite mancano molti pezzi al puzzle,senza nemmeno tirare in ballo eventi straordinari che poi tanto straordinari non sono quali eruzioni vulcaniche meteoriti ecc,quindi riassumendo siamo ancora in alto mare

  3. 28 novembre 2009 alle 10:59

    I modelli computerizzati per il riscaldamento globale usano come metodo genetico il linguaggio Fortran, mentre penso che dal momento in cui é scoppiato il CLIMATEGATE si dovrebbe cominciare ad usare un modello OPEN-SOURCE dove tutti possono contribuire allo sforzo utilizzando un codice pií moderno, lasciando da parte il Fortran, che pur essendo un linguaggio ad uso scientifico ha la colpa di essere molto antico. Anche io ho studiato nella mia gioventú il linguaggio Fortran tanti anni fa, ma non l´ho mai utilizzato e neanche sapevo che era ancora oggi utilizzato.

  4. 28 novembre 2009 alle 12:42

    Il cratere di Mauna Loa nelle Hawai é in situazione di allerta giallo, con grande possibilità di aumentare l´attivitá nelle prossime settimane.
    http://www.painelglobal.com.br/#WIN

  5. Omonimo
    28 novembre 2009 alle 13:07

    Sandcarioca, non ti ho capito, cova vuol dire usare un
    OPEN-SOURCE al posto del Fortran ?
    Con il fortran crei tu dei programmi, e te li compili, c’è pieno
    di compilatori gratuiti per fortran, ed i sorgenti li puoi mettere
    open source come vuoi, quanto ad utilizzarlo ancora eccome se lo si fa, se devi fare calcoli è molto meglio del C perchè è molto più facile costruire gli algoritimi se sono solo espressioni matematiche
    che non necessitano di controllo della memoria del computer.

    ciao

    Alberto

  6. GIANFRANCO
    28 novembre 2009 alle 16:13

    open source???? impossibile!!!
    significherebbe scrivere il codice sotto gli occhi di tutti = 0 tricks & hide 😀

    cmq il linguaggio di programmazione non centra nulla con il concetto di software libero…

  7. GIANFRANCO
    28 novembre 2009 alle 16:15

    molte banche usano ancora COBOL….:(

  8. Andreabont
    28 novembre 2009 alle 22:07

    Non confondere un linguaggio di programmazione con una filosofia di programmazione.

    Il linguaggio potrebbe essere anche vecchio, ma non vuol dire che sia obsoleto, anzi. Il C nasce circa 40 anni fa (se non ricordo male) eppure è ancora alla base dei kernel di molti sistemi operativi (se non lui la sua diretta evoluzione C++)

    Linguaggio vecchio non vuol dire non prestante, perchè molto spesso i nuovi linguaggi proprio per “aiutare” il programmatore, sacrificano buona parte delle loro prestazioni, vedi ad esempio il Java o il .NET o tutti i linguaggi interpretati, sarebbe da PAZZI SCATENATI creare un algoritmo per un modello climatico con quei linguaggi XDXDXD

  9. Fabio Campanella
    30 novembre 2009 alle 14:00

    Ciao,
    se stai tenendo sotto controllo l’attività vulcanica ti consiglio di seguire il Kilaulea il quale è l’unico vulcano che da questa estate è perennemente in stato “Orange”. Mediamente sta rilasciando in atmosfera tra i 900 e i 1200 tonnellate al giorno di biossido di zolfo 😉

    http://volcanoes.usgs.gov/hvo/activity/kilaueastatus.php

    Questa è la pagina globale con la situazione di tutti i vulcani del mondo ed il loro stato

    http://volcanoes.usgs.gov/activity/index.php

    spero di averti fatto cosa gradita

    Fabio

  1. 28 novembre 2009 alle 10:07
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