Anche El Niño ha i suoi numeri

Autore: Franco Zavatti
Data di pubblicazione: 24 Settembre 2016
Fonte originale: http://www.climatemonitor.it/?p=42356

 

Riassunto: Lo spettro delle temperature marine di superfice (SST) nelle 4 regioni che caratterizzano ENSO (El Niño Southern Oscillation) mostra che i periodi principali di oscillazione sono circa 12,6,4,3,1.5 anni. Un periodo di circa 0.9 anni sembra meno significativo. Periodi simili ma più incerti si ottengono con dati di maggiore estensione temporale.

Ho scaricato le serie temporali settimanali della SST (Sea Surface Temperature), sia come valore assoluto che come anomalia, per le quattro regioni del Pacifico equatoriale, mostrate nella figura successiva, che caratterizzano l’evolversi di El Niño – La Niña da est verso ovest.

 

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Prima di parlare del loro spettro vorrei entrare nella discussione La Niña-si, La Niña-no, utilizzando i dati settimanali (come ha fatto Bob Tisdale su WUWT) per mostrare in fig.1 (pdf) le prime 100 settimane di El Niño 2015-16, confrontate con quelle di El Niño 1997-98. Il grafico ci dice che siamo dentro La Niña da circa 8 settimane (dati riferiti al 7 settembre 2016). Certo una Niña debole e “indecisa” se confrontata con il periodo equivalente del 97-98, ma pur sempre Niña.

 

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Fig.1: Confronto tra gli El Niño 97-98 e 15-16. L’area compresa tra -0.5 e +0.5 corrisponde alla situazione di neutralità. Valori inferiori a -0.5 definiscono La Niña.

 

Dopo la breve digressione discuto lo spettro MEM, separando in 3 sezioni distinte quanto ricavato dai dati settimanali e da due forme di quelli mensili.

Dati settimanali
I dati settimanali (fonte) contengono le temperature marine delle 4 zone, dalla settimana centrata al 3 gennaio 1990 alla settimana centrata al 7 settembre 2016. Il loro aspetto si vede in fig.2 (pdf) in entrambe le forme disponibili nel dataset (temperatura e anomalia di temperatura).

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Fig.2: SST settimanali nelle 4 regioni. Notare come l’evento 2015-16 (settimana 400) sia superiore a quello 1997-98 (settimana 1350) nelle regioni 3.4 e 4 ma non nelle altre.

Lo spettro MEM di fig.3 (pdf) fornisce i massimi mostrati anche come tabella nel sito di supporto (ma vedere anche la tabella finale di questo post).

 

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Fig.3: Spettro MEM dei dati settimanali. I periodi sono riportati in anni ma nascono in unità di settimane. Per la trasformazione viene assunto un numero medio di 4.31 settimane al mese o 51.72 settimane per anno. Il quadro inferiore è un ingrandimento della parte iniziale del quadro in alto.

 

Dalla figura e dalla tabella si deduce un insieme piuttosto uniforme di periodi, con l’esclusione dei periodi più lunghi della regione 1+2. Sempre escludendo la regione iniziale, osserviamo che 5 periodi su 8 sono frazioni intere del periodo periodo più lungo, 12 anni: 1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/8 e che il periodo 2.3-2.4 anni è la combinazione tra 12 e 3-3.1: 1/12+1/3.1=1/2.3 e 1/12+1/3=1/2.4. Solo i periodi 1.7-1.8 anni sembrano non avere relazione con il periodo di 12 anni ma, osservando la fig.3, appaiono meno significativi degli altri.

Non so bene quale significato attribuire alle relazioni precedenti tra i periodi: mi limito a sottolineare la loro esistenza e a notare che quello di 12 anni sembra essere un periodo importante nell’evoluzione temporale e spaziale di El Niño; questo periodo sembra ben attestato e netto, sempre escludendo la regione 1+2 che però rappresenta lo stato iniziale di ENSO la cui evoluzione porterebbe a situazioni successive più stabili.
A mio parere, il periodo di 12 anni non può essere assimilato al ciclo solare di 11 anni perché è troppo stabile e preciso: se davvero i 12 anni hanno influenza su El Niño, la causa va cercata altrove e non nell’attività solare diretta.

Dati mensili
I dati mensili (fonte) da gennaio 1982 ad agosto 2016 si presentano come in fig.4 (pdf), cioè come una versione smussata dei dati settimanali di fig.2. A parte l’ovvia diminuzione del “rumore” sperimentale, le differenze sono davvero minime sia nelle temperature assolute che nelle anomalie.

 

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Fig.4: SST mensili nelle 4 regioni.Le differenze con la fig.2 sono minime e tutte dovute allo smussamento dei valori che sono, in pratica, la media su 4 o 5 settimane dei dati di fig.2.

 

Ci si aspetta, quindi, che il loro spettro mostrato in fig. 5 (pdf) sia molto simile a quello di fig.3. Invece. accanto ad una generica somiglianza, si notano differenze non trascurabili, come il massimo a 12 anni per 3 delle 4 regioni, molto preciso per i dati settimanali e distribuito tra circa 9.8 e 11.7 anni nei dati mensili; la struttura a doppio massimo tra 4 e 6 anni, centrata esattamente su quei periodi in fig.3 e tra 4.8 e 5.7 anni circa in fig.5; i periodi maggiori della regione 1+2 posizionati a 7.2 e 18 anni e a 8.1 e 17.2 anni nelle figg. 3 e 5 rispettivamente.

 

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Fig.5: Spettro MEM dei dati mensili. La struttura più stabile sembra essere quella tra 4 e 6 anni. La struttura tra 8 e 12 anni appare molto meno definita della corrispondente nei dati settimanali. I periodi delle 4 regioni per i dati mensili sono riassunti nella tabella nel sito di supporto e nella tabella finale del post.

 

Dati mensili dal 1990
Lo spettro dei dati mensili dal 1990 è mostrato in fig.6 (pdf). Si vede subito la quasi identità con lo spettro dei dati settimanali da cui si potrebbe dedurre che il confronto tra gli spettri deve essere fatto a parità di intervallo temporale oppure che il periodo 1982-1989 è importante per definire le caratteristiche spettrali di El Niño. A me queste due caratteristiche “speciali” non risultano e quindi posso solo limitarmi a dire che usare i dati dal 1982 al 1989 aumenta l’incertezza della posizione dei massimi.
In questa tabella nel sito di supporto sono raccolti a massimi per i dati mensili dal 1990.

 

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Fig.6: Spettro dei dati mensili da gennaio 1990. Notare la struttura praticamente identica allo spettro dei dati settimanali di fig.3.

 

Conclusioni

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Nella tabella viene mostrato l’insieme dei tre casi descritti e dal loro confronto si può concludere che:

  1. I periodi più importanti per El Niño sono di circa 12, 6, 4, 3, 1.5, 0.9 anni, tutti, tranne l’ultimo, frazioni intere del periodo più lungo.
  2. Solo alcuni di questi periodi sono presenti nella regione 1+2 (la zona dello sviluppo iniziale di ENSO).
  3. I dati dal 1982 mostrano un massimo a 4.78 anni non presente nelle altre serie.

 

 

Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui