Di Tallbloke – 11 Luglio 2022
Ancora una volta abbiamo il piacere di pubblicare un nuovo studio di Ned Nikolov e Karl Zeller su Tallbloke. In questo studio, vediamo la presentazione di un enigma climatico e dei recenti dati sulla radiazione solare superficiale che aiutano a gettare nuova luce sulle questioni relative all’adeguamento in corso dei set di dati sulla temperatura globale. Questo nuovo studio applica la teoria sviluppata nel precedente articolo di Nikolov e Zeller per consentire la quantificazione del calo della temperatura globale durante il periodo della “paura per un’era glaciale degli anni ’70”. Questa non sarà l’ultima parola sull’argomento, ma offre una solida base per ulteriori ricerche.
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Implicazioni di un nuovo set di dati sulla radiazione solare superficiale per l’evoluzione della temperatura superficiale globale della Terra dal 1960
Ned Nikolov, Ph.D. e Karl Zeller, Ph.D.
luglio 2022
Abstract
Un nuovo set di dati sulla radiazione solare di superficie (SSR) misurata che copre sei continenti (Yuan et al. 2021) rivela che la superficie terrestre ha ricevuto annualmente 6,6 W m -2 in meno di energia a onde corte nel 2019 rispetto ai primi anni ’60 e che il flusso solare medio incidente sulla terraferma è diminuito di 8,2 W m -2 tra il 1962 e il 1985. Poiché il Sole è la principale fonte di energia per il sistema climatico, questo modello della SSR è cambiato negli ultimi 60 anni (spesso indicato come attenuazione globale) suggerisce che i primi anni ’60 erano molto più caldi di oggi. Tuttavia, tutti i record moderni della temperatura dell’aria superficiale globale mostrano un riscaldamento netto di circa 1,0 K tra il 1962 e il 2019. Indaghiamo questo enigma con l’aiuto di un modello derivato in modo indipendente (precedentemente verificato rispetto alle osservazioni CERES) che converte accuratamente le anomalie della SSR osservate in cambiamenti della temperatura superficiale globale. I risultati della ricostruzione della temperatura basata sulla SSR vengono confrontati con le temperature superficiali globali osservate fornite dai set di dati UAH 6.0 e HadCRUT5. Il record HadCRUT5 mostra anche un accordo soddisfacente con le temperature basate sulla SSR nello stesso periodo di tempo. Tuttavia, tra il 1962 e il 1983, la ricostruzione della temperatura basata sulla SSR descrive un forte raffreddamento globale che ha raggiunto un tasso di -1,3 K/decennio durante gli anni ’70. Questo è drasticamente diverso dal lieve riscaldamento sostenuto da HadCRUT5 in questo periodo di tempo. L’episodio di raffreddamento indicato dai dati della SSR è corroborato da oltre 115 articoli di riviste e giornali pubblicati negli anni ’70, nonché da un rapporto riservato della CIA del 1974 che citava tutti eminenti climatologi dell’epoca, che avvertivano il pubblico che il calo della temperatura osservato in tutto il mondo minacciando l’approvvigionamento alimentare globale e la sicurezza economica. Basato su questa Risoluzione 43/53 delle Nazioni Unite del 1988, che proclamava il riscaldamento globale causato dai gas serra una delle principali preoccupazioni della società e sollecitava i governi a trattarla come una questione prioritaria nella ricerca sul clima e nelle iniziative di protezione ambientale.
Introduzione
È una questione di saggezza convenzionale ora che la Terra era significativamente più fresca durante gli anni ’60 rispetto al 21° secolo. Allo stesso modo, nessuno contesta che la temperatura superficiale del pianeta fosse 1,2° C inferiore all’inizio del 20° secolo rispetto a quella attuale. Questo paradigma del cambiamento climatico si basa sulle registrazioni della temperatura superficiale mantenute da diversi gruppi di ricerca che mostrano una notevole coerenza tra loro. La Figura 1 ritrae le anomalie della temperatura globale sulla base di 6 set di dati presumibilmente costruiti utilizzando approcci diversi riassunti da Morice et al. (2021). Tutti i record globali descrivono un riscaldamento quasi continuo dal 1920 con una breve pausa dell’aumento della temperatura tra il 1940 e il 1980. Nessun record mostra un calo della temperatura globale tra il 1960 e il 1980, il che è in contrasto con una discussione decennale ben documentata dai media su un rapido raffreddamento in corso durante gli anni ’70 attualmente noto come “paura dell’era glaciale degli anni ’70“.
Figura 1. Anomalia della temperatura superficiale globale dal 1850 al 2021 secondo 6 set di dati ufficiali. Si noti la notevole coerenza tra le varie serie temporali (presa in prestito dalla Fig. 8 di Morice et al. 2021).
La moderna scienza del clima liquida come un mito il consenso scientifico degli anni ’70 sul fatto che la Terra si stesse raffreddando e la convinzione diffusa all’epoca che si stesse avvicinando una mini era glaciale (Peterson et al. 2008). Sulla base dei record della temperatura globale illustrati nella Fig. 1, che mostrano un riscaldamento di 0,4°C tra il 1965 e il 1980, la “paura dell’era glaciale” degli anni ’70 è ora spiegato come un clamore mediatico non supportato dalla scienza reale. Questo nonostante il fatto che nel 1974 la Central Intelligent Agency (CIA) degli Stati Uniti abbia emesso un documento di lavoro/rapporto interno riservato, ora disponibile presso la Biblioteca digitale sito web del Dipartimento per la sicurezza interna degli Stati Uniti, che affronta il raffreddamento globale osservato e il suo impatto sull’approvvigionamento alimentare mondiale. Il documento intitolato “A Study of Climatological Research as it Pertains to Intelligence Problems” è stato stimolato dalle preoccupazioni per la sicurezza nazionale sulla futura carenza di cibo derivante dai continui fallimenti dei raccolti in tutto il mondo alla fine degli anni ’60 e all’inizio degli anni ’70 causati dal clima freddo ed eccessivamente umido o di insolite siccità, di conseguenza l’emergere di disordini sociali in alcuni paesi in via di sviluppo. Discutiamo questo documento della CIA in modo più dettagliato nella Sezione 4.1 di seguito. Negli anni ’70, la stampa citava numerosi eminenti scienziati del clima dell’epoca della Stanford University, del MIT, dell’Università dell’East Anglia del Regno Unito e di altre istituzioni accademiche accreditate, che avvertivano la società occidentale di un incombente raffreddamento a lungo termine che avrebbe potuto portare a un’era glaciale su vasta scala. Questi fatti vengono ora minimizzati usando l’argomento che un raffreddamento globale non ha mai avuto luogo negli anni ’70. Tuttavia, un nuovo set di dati in griglia sulla radiazione solare di superficie (SSR) misurata sulla Terra nel periodo 1961-2019 pubblicato sul Journal of Climate lo scorso anno (Yuan et al. 2021) suggerisce il contrario. La SSR è il flusso di onde corte (W m -2) incidente su un piano orizzontale alla superficie terrestre. La serie temporale delle anomalie della SSR mediate a livello globale stimate da Yuan et al. (2021) indicano la necessità di rivalutare l’evoluzione della temperatura globale della Terra dall’inizio degli anni ’60 alla metà degli anni ’80.
Yuan et al. (2021) hanno recuperato i dati della SSR dalle misurazioni di terra dal Global Energy Balance Archive (GEBA) che rappresentano 1.486 stazioni di monitoraggio sparse in 6 continenti. Gli autori hanno utilizzato un metodo di apprendimento automatico chiamato “foresta casuale” per interpolare le anomalie della SSR mensile osservati in singole posizioni su una griglia uniforme di 0,5°×0,5° che copre tutte le masse terrestri ad eccezione dell’Antartide, dove non erano disponibili osservazioni della SSR. La foresta casuale utilizza una moltitudine di alberi decisionali di regressione e ha dimostrato di essere di gran lunga superiore alle tecniche di interpolazione spaziale deterministica convenzionale in termini di accuratezza della previsione e stabilità delle prestazioni (Leirvik & Yuan 2021). Il metodo ha utilizzato 15 previsioni della SSR per interpolare spazialmente le osservazioni puntuali comprese 9 variabili climatiche, 2 coordinate geografiche e 2 parametri temporali (mese e anno di osservazione). Gli autori hanno scoperto che l’intervallo della temperatura diurna e la copertura nuvolosa fornivano il maggiore potere esplicativo per la variabilità interannuale della SSR. Lo studio ha prodotto il primo e unico set di dati delle SSR mensili globali su rete terrestre che copre un periodo di quasi 60 anni. Abbiamo contattato l’autore principale il Dr. Meghan Yuan e ottenuto serie temporale negli anni di anomalie della SSR per ciascun continente e il globo nel suo insieme. La Figura 2 illustra queste serie temporali, che sono mostrate anche in Fig. 5 da Yaun et al. (2021).
Figura 2. Anomalie annuali della radiazione solare di superficie (SSR) nel periodo 1961–2019 per ciascun continente e il mondo secondo Yuan et al. (2021). La SSR è il flusso totale di onde corte (W m-2) che raggiunge un piano orizzontale sulla superficie terrestre.
I dati rivelano che la SSR è diminuita significativamente tra il 1961 e il 2019 in quattro dei sei continenti. L’Europa ha avuto un moderato aumento della SSR in questo periodo, mentre l’Oceania ha registrato una tendenza quasi zero. Su scala globale, la SSR è diminuito drasticamente tra il 1961 e il 1985 ad un tasso di -3,73 W m-2 per decennio (Fig. 3), che viene spesso definito oscuramento globale. Questo è stato seguito da un parziale recupero della SSR dal 1982 ad oggi ad un tasso di +0,33 W m-2 per decennio, che potrebbe essere caratterizzato come un modesto miglioramento globale. Misure rappresentate in Fig. 3 indicano che le masse terrestri sulla Terra hanno ricevuto in media 6,6 W m-2 in più di radiazione solare nei primi anni 1960 rispetto al 21° secolo. Poiché il Sole è di gran lunga la principale fonte di energia per il sistema climatico, una SSR più elevata nei primi anni 1960 implica una superficie terrestre più calda rispetto ad oggi. Per mettere in prospettiva il calo netto della SSR osservato di 6,6 W m-2 dal 1960 ad oggi, si consideri che i modelli climatici prevedono un riscaldamento medio di 3,0 K (con un intervallo compreso tra 2,5 K e 4,0 K) in risposta a un forzante radiativo di 3,74 W m-2 attribuito a un raddoppio della concentrazione atmosferica di CO2 (IPCC AR6: Cambiamento climatico 2021: le basi della scienza fisica. Sintesi per i responsabili politici, p. 11). Tuttavia, mentre la “forzante radiativa” di CO2 è una quantità modellata che non è stata osservata nella realtà, la SSR è un parametro misurato da strumenti fisici come i piranometri. Quindi, ci si potrebbe chiedere: quale raffreddamento globale ci si potrebbe aspettare da una diminuzione di 6,6 W m-2 della SSR misurata? Risponderemo a questa domanda qui con l’aiuto di un modello matematico generico derivato in modo indipendente che mette in relazione i cambiamenti della temperatura superficiale globale con le variazioni della radiazione solare assorbita da un pianeta (Nikolov & Zeller 2022). Il modello è stato verificato con successo rispetto ai flussi solari riflessi della Terra misurati dalle nuvole e dal sistema di energia radiante terrestre (CERES) negli ultimi 20 anni (vedi figure 3 e 4 in Nikolov & Zeller 2022).
In primo luogo, valuteremo il potenziale della nuova serie globale della SSR per spiegare il riscaldamento osservato dal 1982. Questo servirà anche come test per verificare se il modello della temperatura dell’albedo di Nikolov-Zeller (NZ) possa essere considerato attendibile per ricostruire correttamente la risposta della temperatura globale a un calo della SSR osservata di 8,2 W m-2 tra il 1962 e il 1985 mostrato in Fig. 3.
Figura 3. Anomalie della SSR annuale globale terrestre rispetto al periodo di riferimento 1981–2010 secondo Yuan et al. (2021).
2. Metodo per la stima delle variazioni della temperatura globale dalle anomalie SSR annuali osservate:
Nikolov & Zeller (2022) hanno derivato la seguente formula analitica per calcolare la sensibilità di equilibrio della temperatura superficiale globale di un pianeta ai cambiamenti della radiazione solare assorbita:
dove ΔT (K) è la deviazione della temperatura superficiale da un valore di riferimento T sb (K) in risposta a una variazione della radiazione solare assorbita Δs a (W m-2 ); S è l’irraggiamento solare totale della parte superiore dell’atmosfera (TSI, W m-2) e α b è l’albedo (fazione) del legame planetario di base corrispondente a T sb. Si noti che, se Δs a = 0 allora anche ΔT = 0.
L’equazione 1 può essere utilizzata per stimare i cambiamenti della temperatura superficiale globale in risposta alle anomalie della SSR osservate sulla Terra illustrata in Fig. 3. A tal fine, è necessario conoscere i valori medi della temperatura superficiale globale assoluta T sb e l’albedo del legame terrestre α b nel periodo di riferimento 1981–2010. Occorre inoltre avere a disposizione una serie storica di dati della TSI annuali relativi al periodo 1961–2019. Infine, le anomalie della SSR illustrate in Fig. 3 devono essere convertite in anomalie della radiazione solare totale assorbita Δs a.
Jones & Harpham (2013) hanno riferito che la temperatura superficiale media assoluta della Terra durante il periodo 1981-2010 era compresa tra 13,9 e 14,2° C. Prendendo la media di questo intervallo abbiamo assunto T sb = 287,2 K (14,05° C). Sulla base di un’ampia revisione delle stime dell’albedo terrestre e della loro storia condotta da Stephens et al. (2015), abbiamo adottato α b = 0,2942 per il periodo 1981–2010. I valori della TSI annuali mostrati in Fig.4 sono stati forniti dal Prof. Nicola Scafetta (comunicazione personale) sulla base del record osservazionale AcrimSat dal 1980 ad oggi e proxy- ricostruzioni solari basate prima del 1980.
Figura 4. Record AcrimSat dell’irraggiamento solare totale (S) nella parte superiore dell’atmosfera (TOA) impiegato in questo studio.
Le anomalie della SSR (Δs d) possono essere facilmente convertite in anomalie della radiazione solare totale assorbita dal sistema Terra-atmosfera (Δs a) richieste nell’Eq. 1, se si conosce l’albedo medio della superficie terrestre (α s) e la frazione atmosferica della radiazione solare assorbita (f a), utilizzando la formula:
Wild et al. (2013) hanno fornito stime globali dei parametri del bilancio energetico della Terra insieme ai loro intervalli di incertezza da una prospettiva di superficie (vedi la loro Fig. 1). I loro dati suggeriscono 0,116 ≤ α b ≤ 0,145 e 0,308 ≤ f a ≤ 0,378. Sulla base di questi intervalli, si ottengono i seguenti limiti per il fattore di conversione in Eq. 2:
Pertanto, la radiazione solare totale assorbita dal sistema Terra-atmosfera è dal 23,6% al 42,1% maggiore del corrispondente flusso di onde corte ricevuto su un piano orizzontale sulla superficie terrestre. La figura 5 mostra le anomalie annuali della radiazione solare totale assorbita stimata dall’Eq. 2 utilizzando la serie temporale della SSR illustrata in Fig. 3. In media, la Terra ha assorbito tra 9,1 e 10,5 W m-2 in più di radiazione solare all’inizio degli anni ’60 rispetto al periodo di riferimento 1981-2010. Questo è stato molto probabilmente il risultato di una ridotta copertura nuvolosa/albedo durante gli anni ’60. Anche rispetto al 2019, i primi anni ’60 hanno visto un assorbimento planetario di radiazioni a onde corte di 8,5 W m -2 superiore rispetto a quello attuale. In termini di valori assoluti, questo ha misurato la forzatura solare è più di 2 volte maggiore della forzatura radiativa modellata (ma mai osservata) di 3,74 W m -2 attribuita al raddoppio della concentrazione di CO2 atmosferica (Gregory et al. 2004). Quindi, basandosi solo su questo fatto, è ragionevole aspettarsi che i primi anni ’60 siano stati globalmente molto più caldi del secondo decennio del 21° secolo e che negli anni ’70 si sia verificato un rapido e significativo raffreddamento. La Figura 6 mostra la dinamica della radiazione solare totale assorbita dal sistema Terra-atmosfera, che è stata ottenuta sommando le anomalie rappresentate in Fig. 5 all’assorbimento medio delle onde corte S a = 240,2 W m-2 nel periodo 1981–2010. Questo flusso solare medio è stato calcolato dai valori medi della TSI (S = 1.361,35 W m-2) e Earth’s Bond albedo ( α b = 0,2942) durante il periodo di riferimento utilizzando la formula:
Figura 5. Anomalie annuali globali della radiazione solare totale assorbita dal sistema Terra-atmosfera rispetto al periodo di riferimento 1981–2010 stimate dalle anomalie della SSR osservate (Yuan et al. 2021) in Fig. 3 utilizzando l’Eq. 2.
Figura 6. Radiazione solare totale annua assorbita dal sistema Terra-atmosfera calcolata dalle anomalie mostrate in Fig. 5 e un assorbimento medio stimato di 240,2 W m -2 nel periodo di riferimento 1981–2010.
Le anomalie annuali della radiazione a onde corte assorbita (Δs a) illustrate in Fig. 5 possono essere utilizzate per ricostruire la dinamica dell’albedo del legame terrestre implicata dalle misurazioni della SSR. A tal fine, si devono prima calcolare le anomalie dell’albedo (Δα) utilizzando la relazione dell’Eq. 17 in Nikolov e Zeller (2022):
Successivamente, le anomalie dell’albedo vengono sommate all’albedo medio dei Bond nel periodo di riferimento 1981–2010 α b = 0,2942. La figura 7 mostra la serie temporale risultante dell’albedo totale della Terra. Da questi dati, si può calcolare la radiazione solare riflessa dal sistema Terra-atmosfera e confrontare queste stime con misurazioni indipendenti di CERES, di cui parleremo nella Sezione 3.1.
Le serie temporali rappresentate in Fig. 5 sono state utilizzate con l’Eq. 1 per produrre stime superiori e inferiori di ΔT per ogni anomalia annuale della radiazione solare assorbita. I modelli della temperatura risultanti sono discussi nella Sezione 3.
Figura 7. Albedo Bond ricostruito della Terra basato sui dati della SSR mediati a livello globale sulla Terra riportati da Yuan et al. (2021).
3. Risultati
Poiché i processi fisici e biologici negli ecosistemi terrestri sono controllati da temperature assolute piuttosto che da anomalie della temperatura, abbiamo convertito le stime ΔT ottenute dall’Eq. 1 alle temperature Kelvin assolute aggiungendo la temperatura media assoluta del periodo di riferimento 1981–2010 T sb = 287,2 K (Jones & Harpham 2013) alla serie modellata delle anomalie di temperatura. Abbiamo utilizzato un approccio simile per convertire anche le anomalie della temperatura globale osservate nella troposfera inferiore e sulla superficie terrestre riportate da UAH e HadCRUT5 alle temperature assolute dell’aria superficiale. Pertanto, tutti i confronti delle serie di temperature in questa sezione utilizzano la scala Kelvin assoluta. Iniziamo con una discussione sulle temperature superficiali globali ricostruite dalle anomalie della SSR per il periodo 1982-2019.
3.1 Ricostruzione della dinamica della temperatura superficiale globale durante l’era satellitare (1982-2019)
La Figura 8 ritrae la dinamica ricostruita della temperatura superficiale globale sulla base dei dati della SSR dal 1982 ad oggi. Le stime della temperatura superiore e inferiore sono state ottenute dalle corrispondenti serie temporali superiore e inferiore delle anomalie delle radiazioni a onde corte assorbite mostrate in Fig. 5 utilizzando l’Eq. 1. La differenza tra le due stime è piuttosto piccola in questo periodo, il che si riflette anche nella tendenza al riscaldamento di 37 anni che va da 0,12 a 0,14 K/decennio.
Figura 8. Dinamica ricostruita della temperatura media globale dell’aria superficiale nel periodo 1982–2019 sulla base dei dati della SSR forniti da Yuan et al. (2021). Le stime superiori e inferiori sono calcolate dalle serie temporale delle anomalie della radiazione solare assorbita mostrate in Fig. 5 utilizzando l’Eq. 1 e quindi convertite nelle temperature assolute dell’aria superficiale come descritto nel testo.
La Figura 9 confronta le ricostruzioni della temperatura basate sui dati della SSR con le temperature dell’aria superficiale globali osservate dedotte dai record istituzionali ufficiali forniti da UAH (utilizzando una piattaforma di misurazione a microonde basata su satellite) e HadCRUT5 (utilizzando una rete di termometri a terra). La stima della temperatura superiore basata sulla SSR ha una tendenza di 0,14 K/decennio, che è identica all’andamento delle temperature UAH in questo periodo di tempo. Il record HadCRUT5 mostra un tasso di riscaldamento leggermente superiore di 0,2 K/decennio negli ultimi 37 anni. Si noti che il record UAH è dedotto dall’osservazione satellitare che copre uniformemente l’intero globo, mentre la serie HadCRUT5 si basa su stazioni di misurazione distribuite in modo non uniforme per lo più situate a terra con una copertura piuttosto scarsa dell’oceano, specialmente nell’emisfero australe. La tendenza al riscaldamento più ripida di HadCRUT5 sembra essere il risultato di molteplici aggiustamenti apportati ai dati della temperatura dopo il fatto. Ad esempio, il tasso di riscaldamento globale dal 1950 al secondo decennio del 21° secolo è aumentato del 28,2% tra le versioni 3 e 5 del set di dati HadCRUT. L’alterazione delle anomalie della temperatura del passato nel tentativo di generare più riscaldamento sembra essere una pratica di routine dell’Unità di Ricerca sul Clima (CRU) dell’Università dell’East Anglia. Questi “aggiustamenti” periodici hanno contribuito a produrre un record della temperatura globale “osservata” con una tendenza al riscaldamento che corrisponde a quella simulata dai modelli climatici basati sulla CO2. Tuttavia, un tasso di riscaldamento di 0,2 K/decennio negli ultimi 20 anni non è coerente sia con le misurazioni CERES della radiazione solare riflessa che con i dati della SSR terrestri.
Figura 9. Confronto delle tendenze della temperatura globale a 37 anni tra le ricostruzioni della SSR di questo studio e le registrazioni istituzionali ufficiali basate su osservazioni dirette. Pannello superiore : temperatura ricostruita dalla SSR e record del satellite UAH; Pannello inferiore : temperatura ricostruita della SSR e record di superficie HadCRUT5.
Un attento esame delle serie di dati in Fig. 9 rivela che le temperature globali osservate sono in ritardo rispetto alle ricostruzioni basate sulla SSR da 1 a 4 anni. Questo ha senso fisico, se la SSR è stata il motore del cambiamento climatico negli ultimi 40 anni, perché la superficie terrestre ha una significativa inerzia termica che ritarda la risposta della temperatura globale alle perturbazioni della radiazione solare in entrata. Maggiore è la perturbazione della SSR interannuale, maggiore è il ritardo previsto, poiché è effettivamente osservato. La Figura 10 illustra la corrispondenza delle variazioni della temperatura interannuali tra le registrazioni strumentali e la ricostruzione basata sulla SSR dopo che la serie ricostruita è stata spostata in avanti di 1-3 anni per tenere conto di un ritardo variabile.
Figura 10. Confronto delle variazioni interannuali tra i record strumentali della temperatura superficiale globale e le ricostruzioni della temperatura basate sulla SSR aggiustata per il ritardo. La serie della temperatura globale derivata dalla SSR è stata spostata in avanti di 1 anno tra il 1982 e il 1992 e di 3 anni tra il 1993 e il 2019 per rivelare il suo allineamento con le osservazioni. Pannello superiore: temperature ricostruite dalla SSR e il record del satellite UAH; Pannello inferiore: temperature ricostruite dalla SSR e il record di superficie HadCRUT5.
Nota come la ricostruzione della temperatura globale guidata dalla SSR descriva gli eventi di El Niño e La Niña negli ultimi 39 anni. Tuttavia, la sovrapposizione con i record della temperatura globale non è perfetta, perché questi record rappresentano medie che includono le temperature dell’aria sulla superficie dell’oceano, mentre la ricostruzione basata sulla SSR si basa solo sulle misurazioni delle radiazioni sulla terraferma. Le prove presentate nelle Figure 9 e 10 portano collettivamente alle seguenti conclusioni:
a) La tendenza generale al rialzo e la variabilità interannuale della temperatura superficiale globale negli ultimi 40 anni sono state causate dai cambiamenti dell’albedo delle nubi e dalle conseguenti variazioni della SSR. Ciò è in accordo con i risultati di una precedente analisi di Nikolov & Zeller (2022), che ha confrontato la variazione dell’albedo delle nuvole misurata da CERES con le variazioni della temperatura superficiale globale negli ultimi 20 anni;
b) I grandi eventi di El Niño sembrano essere indotti da cambiamenti sincroni della copertura nuvolosa e della SSR su diversi continenti contemporaneamente 3-4 anni prima che l’evento venga registrato dalle misurazioni della temperatura vicino alla superficie. Quindi, i cicli ENSO non sono innescati da flussi di calore periodicamente rilasciati dal Pacifico equatoriale come si crede attualmente (vedi questa pagina web della NASA per una spiegazione convenzionale dell’ENSO), ma sono il risultato di cambiamenti nella radiazione solare assorbita dal Pianeta a causa di fluttuazioni dell’albedo e dalle nubi globali.
La ricostruzione basata sulla SSR dell’albedo del legame terrestre illustrata in Fig. 7 può essere utilizzata per stimare la radiazione a onde corte riflessa dal Pianeta e i risultati confrontati con le misurazioni indipendenti di CERES per fornire ancora un altro test dell’ipotesi che ha osservato i cambiamenti nei flussi solari alla superficie sono causati dalle variazioni dell’albedo e dalle nubi. La radiazione riflessa a onde corte (S r, W m -2) è un prodotto dell’albedo (α) e dell’insolazione media del pianeta (S/4), ovvero:
La Figura 11 (Pannello superiore) illustra l’evoluzione modellata della radiazione solare riflessa tra il 1961 e il 2019 sulla base delle anomalie della SSR riportate. La curva rossa rappresenta le misurazioni indipendenti di CERES ottenute dopo l’anno 2000. Il pannello inferiore della Fig. 11 mostra un primo piano del moderno periodo di riscaldamento globale: 1985–2019. Abbiamo scelto il 1985 come inizio del periodo, perché quell’anno segna un punto di flesso sulla curva della SSR tra la discesa e la salita (vedi Fig. 3). Si noti che la tendenza 1985-2019 della radiazione solare riflessa derivata dai dati della SSR è abbastanza simile alla tendenza a 19 anni dei flussi riflessi a onde corte misurati da CERES nel 21° Secolo. Ciò significa che le osservazioni allo stato dell’arte di CERES sono pienamente compatibili e confermano la tendenza al ribasso dell’albedo delle nubi sulla Terra implicita nei dati della SSR. Inoltre, le stime basate della SSR sulla radiazione solare riflessa dopo l’anno 2000 rientrano nel 67% dell’incertezza delle misurazioni CERES (errore di calibrazione). Pertanto, il confronto tra i flussi di radiazione a onde corte riflessa dalla Terra dedotti dalla SSR e osservati da CERES indicano che le stime di albedo basate sulla SSR sono robuste e ci si dovrebbe fidare delle proiezioni del modello di un basso albedo planetario e di un elevato assorbimento di luce solare da parte della Terra durante il primi anni ’60 illustrati nelle figure 6 e 7.
Figura 11. Radiazione solare riflessa dal sistema Terra-atmosfera stimata dai dati della SSR e misurata da CERES. Pannello Superiore: nel periodo 1961–2019; Riquadro inferiore: durante il recente periodo di riscaldamento globale (1985–2019).
3.2 Ricostruzione della dinamica della temperatura superficiale globale nel periodo 1962-2022
La capacità del modello di albedo-temperatura neozelandese (Equazioni da 1 a 3) di riprodurre l’andamento generale e la variabilità interannuale della temperatura globale dell’aria superficiale della Terra dalle anomalie della SSR misurate a terra durante l’era satellitare (Fig. 9 e 10) porta a due conclusioni: (a) il riscaldamento osservato negli ultimi quattro decenni è stato molto probabilmente causato da una diminuzione dell’albedo delle nubi e da un relativo aumento della radiazione solare superficiale, e non dall’aumento delle concentrazioni di gas serra nell’atmosfera; e (b) la dinamica della temperatura globale ricostruita dai dati della SSR tra il 1961 e il 1985 è molto probabilmente corretta e dovrebbe essere presa sul serio.
La figura 12 illustra la dinamica ricostruita della temperatura assoluta dell’aria superficiale globale dal 1962 al 2022 sulla base dei dati della SSR. La discontinuità nelle serie storiche tra il 1993 e il 1995 è il risultato di aggiustamenti effettuati per tenere conto di un intervallo temporale variabile (si veda la didascalia di Fig. 12 per i dettagli). Si noti che la differenza tra le stime inferiori e superiori è piuttosto piccola rispetto alle variazioni di temperatura interannuali e decennali. Le misurazioni della SSR suggeriscono che la Terra si sia raffreddata di circa 3,0 K tra il 1963 e il 1985 e si sia riscaldata di circa 0,6 K dal 1985 ad oggi. Pertanto, i primi anni ’60 erano globalmente 2,4 K più caldi di oggi! Questo è un modello drasticamente diverso di cambiamento climatico planetario da quello rappresentato in Fig. 1 e promosso dall’IPCC.
Figura 12. Dinamica ricostruita della temperatura media globale dell’aria superficiale durante il periodo 1962-2022 sulla base dei dati della SSR forniti da Yuan et al. (2021). Le stime superiori e inferiori sono calcolate dalle due serie di anomalie della radiazione solare assorbita mostrate in Fig. 5 utilizzando l’Eq. 1. Segue una conversione delle risultanti anomalie delle temperature assolute dell’aria superficiale come descritto nel testo. Le serie della temperatura ricostruite sono state quindi spostate in avanti di 1 anno tra il 1961 e il 1992 e di 3 anni tra il 1993 e il 2019 per tenere conto di un ritardo variabile osservato discusso nella Sezione 3.1. Ciò ha creato una piccola discontinuità nei dati tra il 1993 e il 1995.
La Figura 13 confronta la dinamica della temperatura globale ricostruita dai dati della SSR ai record ufficiali della temperatura di HadCRUT5 e UAH per il periodo 1962-2022. La serie delle temperature derivate dalla SSR concorda abbastanza bene con le temperature superficiali globali osservate dal 1983 ad oggi, cioè negli ultimi 39 anni. Tuttavia, prima del 1983, le stime derivate dalla SSR divergono notevolmente dal record HadCRUT5. Particolarmente degno di nota è il rapido raffreddamento evidente nella ricostruzione basata sulla SSR tra la fine degli anni ’60 e l’inizio degli anni ’80, che è in netto contrasto con un lieve riscaldamento rivendicato dal record di HadCRUT5 per lo stesso periodo. I dati della SSR suggeriscono un calo di 1,3 K della temperatura globale in un solo decennio, il che dà credito allo “spavento dell’era glaciale” documentato in numerosi rapporti di mezzi di informazione e agenzie governative nel corso degli anni ’70.
Figura 13. Dinamica della temperatura globale ricostruita dai dati della SSR e riportata dai set di dati UAH e HadCRUT5 durante il periodo 1962-2022. Evidenziato in azzurro è il periodo della “paura dell’era glaciale“, quando i media, le istituzioni accademiche e le agenzie governative hanno discusso intensamente di un rapido raffreddamento in corso.
4. Discussione
L’analisi dei dati della SSR globali forniti da Yuan et al. (2021) suggerisce fortemente che gli anni ’60 sono stati significativamente più caldi del secondo decennio del 21° secolo e che un forte raffreddamento mondiale di -1,3 K/decennio ha avuto luogo durante gli anni ’70 e primi anni ’80, che non è presente in nessun attuale set di dati ufficiale della temperatura globale (vedi Fig. 1). Ciò solleva le seguenti domande: ci sono prove al di fuori della serie dei dati della SSR che corroborano questo raffreddamento? Se un tale raffreddamento si è verificato, come possiamo spiegare la sua totale assenza dalle moderne registrazioni istituzionali della temperatura? Le sezioni seguenti affrontano questi problemi.
4.1 Prove di un rapido raffreddamento globale dalla fine degli anni 1960 al 1982
Ci sono due linee di prova a sostegno del verificarsi di un importante raffreddamento climatico tra il 1960 e il 1982: (a) discussioni nella “pubblica piazza” sull’impatto di un raffreddamento in corso sulla produzione agricola e sull’economia, e (b) ricostruzioni della temperatura degli anelli degli alberi.
Durante il decennio del 1970, più di 115 rapporti sono stati pubblicati su giornali, riviste scientifiche popolari e da agenzie governative che discutevano del clima in rapido raffreddamento della Terra e di una possibile discesa in una nuova era glaciale (vedi anche questo elenco di pubblicazioni). Questi rapporti citavano eminenti scienziati del clima dell’epoca, che avvertivano la società occidentale delle terribili conseguenze di un prolungato raffreddamento per l’approvvigionamento alimentare mondiale. Nei primi anni del 1970, il raffreddamento è stato attribuito all’inquinamento atmosferico indotto dall’uomo (come le emissioni industriali di particolato) che bloccava i raggi del Sole. Sulla base di questa convinzione, alcuni esperti hanno chiesto la messa al bando del motore a combustione interna per i veicoli e un controllo rigoroso su tutte le forme di combustione di combustibili fossili al fine di impedire alla Terra di precipitare in un’era glaciale (ad esempio The Owosso, 26 gennaio 1970). Ironia della sorte, i governi occidentali ora spingono per limitare severamente la combustione di combustibili fossili nel tentativo di “salvare il pianeta” dal surriscaldamento (vedi il rapporto speciale dell’IPCC sul riscaldamento di 1,5°C 2018)! Tuttavia, nel 1975, gli scienziati ammisero di non sapere cosa stesse guidando il raffreddamento osservato. Ecco due importanti rapporti di quel tempo che hanno lanciato l’allarme su un mondo che si raffredda.
Nel 1975, Newsweek pubblicò un articolo di Peter Gwynne, laureato a Oxford e pluripremiato scrittore scientifico, intitolato “The Cooling World” (vedi Fig. 14 per il testo completo dell’articolo). In esso, Gwynne cita scienziati del clima della NOAA, della Columbia University e dell’Università del Wisconsin, nonché rapporti della National Academy of Sciences che confermano una significativa tendenza al raffreddamento che ha sostituito 75 anni di precedenti “condizioni miti straordinarie“. Afferma che le foto satellitari hanno mostrato un improvviso, quanto grande aumento della copertura nevosa invernale nell’emisfero settentrionale e che uno studio NOAA ha rilevato una riduzione dell’1,3% della quantità dell’irradiazione solare che raggiunge la superficie degli Stati Uniti continentali tra il 1964 e il 1972. Questa riduzione relativa del Sole corrisponde a una diminuzione di circa 3,25 W m-2 della media annuale della SSR. Per confronto, il set di dati di Yuan et al. (2021) mostra un calo della SSR di 4,25 W m-2 sul continente nordamericano tra il 1964 e il 1972. Gwynne scrive che, sebbene i meteorologi possano non essere d’accordo sulla causa e l’entità del tasso di raffreddamento, sono “quasi unanimi nel ritenere che la tendenza al raffreddamento ridurrà la produttività agricola per il resto del secolo“. Queste sono affermazioni insolitamente forti, se non ci fosse stato alcun raffreddamento durante gli anni 1960 e 1970, come sostenuto dai moderni record climatici (Fig. 1).
Figura 14. “The Cooling World“, un articolo di Peter Gwynne, un premiato scrittore scientifico ed ex redattore scientifico di Newsweek, pubblicato su Newsweek il 28 aprile 1975.
Nel 1974, il raffreddamento del clima globale ebbe un impatto così forte sull’economia mondiale che divenne un problema di sicurezza nazionale e fu affrontato da uno speciale rapporto classificato della Central Intelligence Agency (CIA) degli Stati Uniti intitolato “Uno studio della ricerca climatologica per quanto riguarda i problemi di intelligence“. Il rapporto è attualmente disponibile presso la Digital Library del Dipartimento della Sicurezza Nazionale degli Stati Uniti. Secondo questo documento, una crisi globale in corso nella catena di approvvigionamento alimentare innescata da un rapido raffreddamento del clima terrestre dal 1965 ha reso urgente sviluppare metodologie in grado di prevedere i futuri cambiamenti climatici. Tali tecniche erano carenti all’epoca, sottolinea il rapporto, perché prima del 1960 il pianeta era così caldo e le condizioni meteorologiche così favorevoli per la crescita delle colture che i meteorologi consideravano il clima solo come un fattore minore nelle loro proiezioni agricole. Il rapporto CIA di 36 pagine riassume lo stato della scienza del clima come esisteva nei primi anni 1970 descrivendo 3 principali scuole di pensiero (approcci) per comprendere e prevedere i cambiamenti climatici. In particolare, nessuna di queste scuole considerava i gas serra atmosferici come motori del clima terrestre! In effetti, il Rapporto non menziona nemmeno termini come “anidride carbonica” (CO2) o “emissioni di gas serra“. Ciò implica che la scienza del clima mainstream degli anni ’70 non era sotto l’influenza della teoria della serra del 19° secolo, che ora domina la ricerca accademica in questo settore. Il rapporto sottolinea inoltre che il rapido raffreddamento durante la fine del 1960 e l’inizio del 1970 ha innescato la preparazione di un piano climatico nazionale come sforzo congiunto di diverse agenzie statunitensi. Il piano prevedeva l’assegnazione di finanziamenti da parte dell’Ufficio di gestione e bilancio degli Stati Uniti per istituire un Centro per la valutazione del clima e dell’ambiente presso la NOAA, che sarà supportato dalla National Science Foundation e dalla National Academy of Sciences degli Stati Uniti. Altri paesi avevano anche lanciato programmi di ricerca sul clima in risposta al rapido deterioramento delle condizioni meteorologiche da un anno all’altro, afferma il rapporto. Pertanto, il moderno budget annuale di 2,5 miliardi di dollari per la ricerca sul clima degli Stati Uniti, ora per lo più speso per studiare il riscaldamento globale antropogenico, ha avuto origine da un episodio di raffreddamento insolitamente grave durante gli anni 1960 e 1970. Fa riflettere rendersi conto che, se non fosse stato per la minaccia rappresentata da un clima di raffreddamento sulla produzione agricola globale circa 50 anni fa, ora non avremmo una scienza del clima generosamente finanziata!
Se la temperatura globale della Terra ha seguito una traiettoria rivendicata dal set di dati HadCRUT, che mostra un riscaldamento di 0,4 K tra il 1965 e il 1980, perché i governi occidentali e la nostra società nel suo complesso si sono impegnati in ampie discussioni su un raffreddamento globale per ben 10 anni durante gli 1970? Tali discussioni hanno senso solo se la temperatura globale fosse stata su una traiettoria indicata dalle ricostruzioni basate sulla SSR mostrate in Fig. 13.
La seconda linea di prova di un forte raffreddamento globale durante il periodo 1962-1985 proviene da temperature proxy dedotte dalle cronologie degli anelli degli alberi. Questa prova è articolata negli scambi di e-mail tra i migliori scienziati dell’Unità di ricerca sul clima (CRU) dell’Università dell’East Anglia e ricercatori statunitensi che sono diventati pubblici attraverso la perdita del Climate Gate del 2009. Nel 1999, il direttore del CRU Phil Jones inviò un’e-mail descrivendo un “trucco” che aveva eseguito su una serie di proxy ad anello appartenente al vice direttore del CRU Keith Briffa che mostrava una forte diminuzione della temperatura ambiente dopo il 1961. Al fine di nascondere il declino indesiderato, Jones decise di troncare la problematica serie di temperature proxy al 1961 e di unire i record strumentali della temperatura che mostravano un riscaldamento continuo. Questa è la famigerata e-mail “nascondi il declino” inviata da Phil Jones a diversi importanti scienziati del clima il 16 novembre 1999. In una e-mail del 2005, il Prof. Jonathan Overpeck, uno scienziato interdisciplinare del clima presso l’Università del Michigan, ha dichiarato che “c’è un vero problema” nel “mostrare alcuni dei dati degli anelli degli alberi per il periodo successivo al 1950” presumibilmente riferendosi al fatto che i dati proxy degli anelli degli alberi spesso mostrano un raffreddamento prolungato dopo il 1950, che non può essere spiegato dal presunto aumento continuo di CO2 atmosferica. concentrazione negli ultimi 70 anni. Per maggiori dettagli su questi e altri scambi di e-mail, consulta questi articoli del blog: Nascondi il declino; McIntyre (2011a); McIntyre (2011b);
4.2 Perché il raffreddamento degli anni 1970 è assente dai moderni record di temperatura globale?
Le analisi numeriche e i fatti presentati sopra suggeriscono che il raffreddamento globale del 1960-1983 si è verificato ma è stato rimosso dai record ufficiali della temperatura superficiale. Tale rimozione è stata probabilmente notevolmente facilitata dall’uso deliberato di anomalie della temperatura al posto delle temperature assolute in tutti i set di dati globali (Fig. 1). La figura 15 illustra la possibile ragione di questo atto: il pronunciato raffreddamento multidecennale è incompatibile con l’aumento regolare e continuo della CO2 atmosferica riportato da Charles Keeling e presumibilmente basato su misurazioni effettuate a Mauna Loa HI a partire dal marzo del 1958. Al fine di sostenere il cambiamento climatico antropogenico approvato dalla risoluzione 43/53 dell’Assemblea generale delle Nazioni Unite nel 1988, la CO2 atmosferica e la temperatura globale dovevano seguire la stessa traiettoria ed essere altamente correlate tra loro. Un episodio di raffreddamento ripido in tutto il mondo di 22 anni durante la seconda metà del 20° secolo mina criticamente la teoria dei gas “serra”, che è al centro del concetto di riscaldamento globale causato dall’uomo promosso dalle Nazioni Unite; Quindi, un tale raffreddamento è stato probabilmente visto come politicamente “inaccettabile”.
Si noti quanto da vicino il record della temperatura superficiale HadCRUT5 segua la curva di Keeling CO2 in Fig. 15. Questa aderenza è il risultato di numerosi “aggiustamenti” successivi apportati al set di dati HadCRUT negli ultimi 25 anni. Sembra che il raffreddamento degli anni ’70 sia stato rimosso dai registri prima del rilascio di HadCRUT1 nel 1994 (Parker et al. 1994). Secondo Wikipedia, il lavoro iniziale sull’assemblaggio di un set di dati a griglia delle anomalie della temperatura superficiale è iniziato al CRU nel 1978, ma nulla è stato pubblicato fino a 6 anni dopo la risoluzione delle Nazioni Unite che enfatizza il riscaldamento globale antropogenico e 4 anni dopo la pubblicazione del primo rapporto di valutazione dell’IPCC (FAR). Pertanto, HadCRUT1 è stato rilasciato molto tempo dopo che i venti politici si spostassero verso la colpevolezza delle emissioni industriali di gas serra per il cambiamento climatico.
Figura 15. Dinamica della temperatura globale ricostruita dai dati della SSR e riportata da HadCRUT5 rispetto alla curva Keeling CO2 derivata dalle misurazioni effettuate a Mauna Loa, HI.
Lo scenario seguente è ipotetico ma abbastanza plausibile. Dalla risoluzione delle Nazioni Unite del 1988 sui cambiamenti climatici e in particolare dopo l’istituzione dell’IPCC nel 1990, i finanziamenti governativi per la ricerca sul clima in tutti i paesi occidentali sono diventati sempre più orientati verso programmi che studiano l’effetto della CO2 atmosferica sulla temperatura globale. Questa nuova tendenza della ricerca non avrebbe potuto passare inosservata agli scienziati dell’Unità di ricerca sul clima dell’Università dell’East Anglia, che sono stati incaricati dello sviluppo del primo set di dati a griglia globale sulla temperatura superficiale del pianeta. È concepibile che questi ricercatori (ora ben finanziati nell’ambito della nuova agenda delle Nazioni Unite) si resero presto conto che il rapido raffreddamento degli anni ’60 e ’70 avrebbe creato un grave problema scientifico e politico se incluso nel record della temperatura globale e giustapposto alla curva ascendente di Keeling della CO2 atmosferica a partire dal 1958. Tale inclusione avrebbe invalidato la teoria dei “gas serra” del cambiamento climatico e compromesso l’agenda delle Nazioni Unite fin dall’inizio. Pertanto, gli scienziati del CRU hanno affrontato la questione “in modo appropriato” semplicemente rimuovendo l’episodio di raffreddamento dalla serie globale di anomalie di temperatura.
5. Conclusione
Un nuovo set di dati globale della radiazione solare di superficie (SSR) pubblicato da Yuan et al. (2021) mostra una grande diminuzione del flusso solare medio che raggiunge le masse terrestri della Terra tra il 1960 e oggi. Ciò ha indotto una rivalutazione del noto modello di cambiamento climatico durante il 20° secolo. L’analisi dei dati della SSR medi globali ha rivelato un episodio di raffreddamento ripido lungo 22 anni tra il 1962 e l’inizio del 1980 che è assente dagli attuali record istituzionali della temperatura globale (Fig. 1), ma è stato un argomento di intense discussioni pubbliche durante gli anni ’70. Questi risultati hanno serie implicazioni per la teoria del clima dei “gas serra” e l’ipotesi che le emissioni industriali di anidride carbonica e altri gas traccia “che intrappolano il calore” siano state responsabili del riscaldamento osservato negli ultimi decenni. I risultati ottenuti nel nostro studio richiedono un’indagine indipendente dei metodi e delle procedure impiegate nello sviluppo di set di dati sulla temperatura globale ritratti in Fig. 1. Tale indagine potrebbe anche far luce sul fatto che il recente riscaldamento costituisca o meno una “crisi climatica“.
