Autore: Admin
Data di pubblicazione: 05 Dicembre 2019
Fonte originale: http://www.climatemonitor.it/?p=51977
Alcune riflessioni sulla Figura 11.25 di IPCC AR5, di Luigi Mariani e Franco Zavatti
La figura 11.25a del report IPCC AR5 (WG1) riportata sotto come figura 1, è davvero di una pregnanza unica. Il report non indica chi ne sia l’autore, ma leggendo negli Acknowledgements in fondo al capitolo si trova una frase che restringe l’indagine a due persone: “The authors thank Ed Hawkins (U.Reading, UK) for his work on key sinthesis figures and Jan Sedlacek (ETH, Switzerland) for his outstanding work on the production of numerous figures“.
Fig.1: Figura 11.25 di AR5. Si riportano le previsioni al 2050 di più di 100 modelli con tutti gli RCP e le osservazioni. Da questa figura sono stati ricavati gli inviluppi di figura 2 e dai valori numerici il grafico di HC4
Più nello specifico, la figura 11.25 mostra l’andamento delle temperature globali dal 1986 al 2050, espresse come anomalia, rispetto alla media delle temperature globali misurate, per il periodo 1986-2005 (dati tratti da 4 dataset osservativi globali fra cui HadCrut4) per i seguenti casi:
- 41 run “storiche” e cioè riferite al periodo 1986-2005 (linee grigie).
- 137 run previsionali con modelli AOGCM riportate con colori diversi a seconda dello scenario emissivo considerato, da quello con meno CO2 (RCP 2.6) a quello con più CO2 (RCP 8.5).
- Andamenti termici globali dei 4 dataset osservativi per il periodo 1986-2012 (linea spessa nera) e cioè HadCrut4 (Hadley Center/Climate Research Unit gridded surface temperature data set, Morice et al., 2012); la Interim reanalysis delle temperature globali dell’aria in superfice (ERA-Interim) dello European Centre for Medium Range Weather Forescast (ECMWF), Simmons et al, 2010; il dataset GISTEMP (goddard Institute of Space Studies Surface Temperature Analysis), Hansen et al., 2010 e infine l’analisi dalla NOAA, Smith et al., 2008.
Non siamo gli unici ad aver riflettuto su questa figura, come potete vedere nell’articolo “Comparing CMIP5 & observations” pubblicato su Climate-lab e dove si aggiungono alla figura gli andamenti termici osservati per il periodo 2013-2019. Nella discussione che segue il post interviene anche il succitato Ed Hawkins offrendo alcune utili precisazioni e fornendo altresì per il periodo 2005-2050 i valori delle linee del 5 e 95% riferite alle run dei 137 modelli. Anche in base a questi dati abbiamo prodotto l’immagine di figura 2 che riporta i tratti essenziali della figura 11.25a., gli inviluppi superiore e inferiore degli oltre 100 modelli riportati, e lo abbiamo confrontato, in figura 2, con la temperatura globale HadCrut4 (d’ora in poi HC4).
Fig.2: Alcune linee essenziali dedotte dalla figura 11.25 di IPCC AR5, Inviluppi superiore e inferiore e la loro mediana, confrontate con le temperature globali HC4 aggiornate al 2019.
Da questa figura appare che
- l’inviluppo superiore rappresenta con difficoltà i dati reali (e vediamo in figura 1 come essi vengano rappresentati dalle singole run dei modelli) e che questi si collocano costantemente nello spazio compreso fra linea di inviluppo inferiore (linea rossa più bassa) e mediana (linea grigia centrale)
- la linea di inviluppo inferiore descrive in modo efficace la pausa tra il 2001 e il 2013, il periodo di mancata crescita delle temperature globali i cui limiti temporali sono definiti dai due forti El Nino del 1997-98 e del 2015-16 (eventi che come noto i modelli GCM non sono in grado di descrivere per mancanza di basi teoriche). Questa ci sembra un’informazione nuova: i modelli non sono in grado di descrivere la pausa tra il 2001 e il 2013 ma il loro inviluppo inferiore sì. Come mai?
Se proviamo a scalare verso il basso HC4 di 0.2°C otteniano la figura 3 che mostra in maggiore dettaglio come l’inviluppo inferiore ricostruisca la pausa.
Fig.3: Come figura 2, con soltanto gli inviluppi (superiore, Tn: rosso ; inferiore Tx: rosa) e con HC4 scalata verso il basso di 0.2°C rispetto alla figura 2.
Fatta questa constatazione, è necessario capire se gli inviluppi hanno un senso e se la loro esistenza può essere associata a qualcosa di fisico, di reale. Gli inviluppi sono i valori estremi, massimo e minimo, della figura 1 indipendentemente dal modello che ha generato gli estremi.
Il valore minimo di ogni modello dipende dall’RCP, dal modo di trattare aspetti specifici e meno noti della macchina climatica e dal set di parametri iniziali (da ricordare un esperimento condotto da NCAR/UCAR e descritto in https://judithcurry.com/2016/10/05/lorenz-validated/, dove 30 modifiche inferiori ad un trilionesimo di grado nella temperatura atmosferica globale hannno prodotto, nei modelli, 30 risultati molto diversi tra loro).
Per tentare un confronto tra le osservazioni e i singoli modelli, proponiamo i modelli, ottenibili da KNMI, BNU-ESM e CSSM4 per gli RCP 8.5 e 2.6, confrontati con HC4, …
Fig.4: Due modelli CMIP5, ognuno calcolato per due RCP, confrontati con HC4 (linea blu).
…oppure il modello ACCESS 1.3 con RCP 4.5, confrontato sempre con HC4 solo nel periodo delle osservazioni.
Fig.5: Il modello ACCESS1.3, RCP 4.5, confrontato con HC4 (linea blu).
Come si vede chiaramente, il confronto con le osservazioni non fa certo ben sperare per la qualità delle previsioni. Anche il modello di figura 5, che complessivamente sembra compatibile con i dati iniziali, mostra importanti differenze e, dal 2000, l’inizio della divergenza già evidente in altri modelli, e l’abituale mancanza della pausa.
Al contrario, l’inviluppo inferiore (figura 3) rappresenta bene i dati osservati; ma l’insieme dei parametri, della gestione delle situazioni specifiche, degli RCP come può gestire e giustificare l’inviluppo? Intanto notiamo che se è vero che i minimi di ogni modello dipendono da vari fattori, difficilmente questi valori derivano dagli RCP più elevati (questa situazione è teoricamente possibile, ma in un numero molto piccolo di casi, tale da non modificare sostanzialmente l’aspetto dell’inviluppo). Allora, la migliore ricostruzione dei dati osservati si ha con i valori più bassi di RCP, e quindi con previsioni al 2100 per nulla catastrofiche (in figura 3 abbiamo i dati fino al 2050, ma nulla lascia pensare ad un improvviso rialzo nei restanti 50 anni).
Per verificare il comportamento dei modelli su tutta l’estensione di HC4 abbiamo calcolato il minimo dei 4 modelli scaricati da KNMI (ACCESS1.3, BNU-ESM, CSSM4 e INMCM4) e lo abbiamo confrontato con gli inviluppi di figura 1 e con HC4 (ove necessario, le serie sono spostate arbitrariamente per ottenere la migliore sovrapposizione). Il risultato è mostrato in figura 6, dove si vede che ancora l’insieme dei valori più bassi dei modelli e l’inviluppo inferiore descrivono i dati in modo ragionevole.
Fig.6: Confronto tra gli inviluppi di figura 3, HC4 e il minimo dei 4 modelli usati. Tx e HC4 sono spostati arbitrariamente, come indicato nel grafico.
Conclusioni
I modelli sembrano rappresentare al meglio i dati ossrvati dal 1986 al 2018 quando si utilizza il loro inviluppo inferiore, anche se non è chiaro il significato di tale inviluppo.
L’inviluppo inferiore, esempio unico tra tutti i casi che abbiamo potuto verificare, ricostruisce anche la pausa, cioè la stasi della temperatura globale tra il 2001-02 e il 2013 (prima che El Nino 2015-16 potesse prendere il sopravvento).
Non siamo in grado di fornire una spiegazione del perché l’inviluppo inferiore fornisca la migliore rappresentazione delle osservazioni. Offriamo questo aspetto dell’analisi del clima come contributo ad eventuali, ulteriori discussioni.
I dati di questo post sono disponibili nel sito di supporto. |