C’era una volta a 500 e a 850 hPa …

Ave popolo di NIA.

In questo breve articolo  vorrei proporvi un analisi dell’andamento nel tempo della temperatura a 850 hpa e del geopotenziale a 500 hPa. Forse ricorderete il mio ultimo (e unico)  articolo pubblicato su NIA (http://daltonsminima.altervista.org/?p=21833), nel quale furono prese in esame le mappe di wetterzentrale.
Da quell’analisi emerse una distinta qualità di informazioni in esse racchiuse per anni pre e post 1950 (circa).
Riparto da quelle  mappe  per cercare di rispondere in primis  ad una curiosa domanda emersa in alcuni post proprio su questo blog: “ma un tempo, a parità di isoterma, faceva più fresco al suolo rispetto all’odierno ?”.
Se questa è la prima domanda, un’altra quasi naturalmente correlata è inerente all’andamento del geopotenziale.
Su questa faccenda probabilmente avrete già letto altri articoli, visto che già altri siti (es. Meteogiornale) hanno già trattato l’argomento.
Si intende che, data la sostanziale unica fonte dati a mia disposizione, l’operazione che mi accingo a sottoporre alla vostra attenzione risulta delicata.
Per questo, nell’intendo di ridurre l’aleatorietà, utilizzerò le sole mappe a partire dal 1950 e nel capitolo che segue vi propongo un’analisi della qualità del parco dati da cui discenderanno i capitoli successivi.
In verità il capitolo in questione (il numero 1), seppur a mio avviso di grande importanza, potrebbe risultare tedioso.
In virtù di ciò, sappiate che potrete passare ai capitoli successivi leggendo le  sole ultime quattro righe in esso riportate.

Chiudo questa  introduzione  ringraziando ancora una volta Riccardo per avermi pazientemente seguito come referee.

 

1) Caratteristiche  dei dati

Ritengo, come già sottolineato,  questo capitolo davvero importante, poiché, date le contenute variazioni dei due parametri atmosferici che andremo ad analizzare, viene qui dimostrato come i dati di base risultino  affidabili e stabili nel corso del tempo.
Capirete che ciò rappresenta una condizione chiave per la validità dell’intero castello d’argomentazioni proposto.
L’analisi del campione l’ho pensata per indici di posizione, dispersione e forma.
Di questi ne darò poi una mia interpretazione e spero cha altri contributi vengano proprio da voi.
Per annoiarvi il meno possibile proporrò una serie di grafici che meglio ci aiuteranno ad interpretare il tutto.
Senza dilungarmi oltre,  parto dagli indici di posizione.


Si evidenzia (senza sorpresa) che essendo la media, la moda e la mediana tra loro piuttosto coincidenti, le distribuzioni mensili possono essere rappresentate da una curva Gaussiana. Valutiamo ora l’asimmetria delle distribuzioni.

Mentre per la temperatura la simmetria è sostanzialmente ben conservata, per ciò che riguarda il geopotenziale si nota una moderata deriva verso sinistra.A questo punto vale la pena capire il grado di dispersione dei dati.

E’ innegabile che esiste un certo grado di dispersione. Specialmente nel campo termico. Ma valutiamo meglio il peso delle code.

In ambedue i casi (temperatura e geopotenziale) si tratta di distribuzioni tendenzialmente  platicurtiche, ossia con picco più arrotondato (rispetto alla distribuzione normale) e code non troppo significative. Con un ultimo sforzo valutiamo quanto la media tenda a rappresentare il campioni, ossia calcoliamo il coefficiente di variazione.

Dunque rimanendo sotto 0.5 in ambedue i casi (geopotenziale e temperatura) questa è ben rappresentativa del campione.
Per il geopotenziale possiamo dire che si tratta di una rappresentazione quasi perfetta. Per quanto sin qui visto, possiamo concludere, come appena detto,  che il dato medio è sufficentemente garante del campione da cui è ottenuto e che, nel corso degli anni, non è si evidenziano derive particolari nei dati.
Dunque stiamo parlando di un parco dati sostanzialmente “stabile”.
Teniamo bene a mente ciò che sin qui è stato messo in luce, poiché tornerà utile nelle prossime trattazioni.

 

2) Il geopotenziale

L’analisi del geopotenziale è stata piuttosto semplice.
Una volta recuperati i dati dalle mappe, ho dato vita al grafico che segue (valori medi annuali del periodo estivo) e da subito è emersa la tendenza all’umento nel corso degli anni.

Ma per rendere l’andamento ancor più di semplice lettura, ho aggregato i dati per decennio (dunque nel grafico, ad esempio, 1950 indica il periodo tra il 1950 e 1959).
Vengono inoltre evidenziati i valori medi ed anche le barre d’errore.

 

3) La temperatura

La trattazione di questo parametro è stata più complicata rispetto al geopotenziale.
Nel primo paragrafo abbiamo apprezzato  come, nel campo termico, la dispersione  fosse  presente e dunque i risultati hanno risentito di quel problema.
Inoltre la variabilità interannuale  non ha semplificato le cose, poiché ogni estate ha un po’ le sue caratteristiche.
Per cercare di dare un senso a questa ricerca, ho tentato di incrociare il parco d’informazioni a 850 hPa derivante da Telemappa, coi dati rilevati al suolo dall’Osservatorio Geofisico di Modena.
In buona sostanza, e con un po’ di pazienza, ho analizzato i mesi estivi ( dal 1950 al 2006) con analoga temperatura media  al suolo e di essi ho calcolato il valor medio dell’isoterma a 850 hpa (nonché il suo scarto quadratico medio).
Il compromesso tra intervallo termico considerato, in relazione  alla numerosità del campione, ha dato vita ad un insieme di 11 mesi nell’intervallo di temperatura media mensile al suolo  compreso tra 25.7 e 26.2 °C. Il risultato è il grafico che segue :

Non soddisfatto di quanto ottenuto, ho provato a battere un’altra strada.
Ho cercato di capire quale fosse lo scarto termico tra 850 hPa ed il suolo, selezionando i mesi estivi con medesima media rilevata (sempre al suolo).
La segmentazione delle temperature ( al suolo)  l’ho fatta  per decimo di grado  tra i 24.5 e i 29.4°C. Una volta ottenuti i valori sui singoli mesi, ne ho poi computato la media sulla decade in cui questi si presentavano (logica analoga a quella espressa per il geopotenziale; es. 1950 significa dal 1950 al 1959).
Il risultato può essere sintetizzatizato  nella tabellina e nel grafico seguenti.

 

Apparentemente questo risultato è più nitido rispetto al precedente, ossia alla valutazione diretta degli 850 hPa, ma in verità l’aumento di scarto termico non è sufficiente per fugare chiaramente il dubbio introdotto dalla dispersione presente a 850 hPa.

 

4) Conclusioni

Mentre sul geopotenziale ho pochi dubbi (e si potrebbe  tentare anche una grossolana quantificazione), per ciò che riguarda la temperatura il risultato rimane più  fumoso. Tuttavia la risposta alla domanda iniziale, ossia se a parità di isoterma a 850 hPa oggi faccia più caldo di un tempo, non inverosimilmente può essere affermativa. I motivi di questo aumentato scarto termico tra il suolo e 850 hPa possono essere svariati: tra questi ricordiamo il processo di urbanizzazione, l’aumento degli inquinanti gas serra (almeno nella loro frazione più  pesante), nonché l’incremento del geopotenziale a 500 hPa. Pur non essendo possibile definirne l’entità, è credibile che la frazione più significativa del riscaldamento supposto derivi proprio dall’aumento del geopotenziale. Pertanto, seppur con  l’incertezza del caso, è ragionevole supporre che tutto ciò ora acquisisca una sua oggettività, uscendo finalmente dal mondo delle favole.

 

Grazie per l’attenzione.


A.R.A. – Associazione Reggiana di Astronomia
www.astroara.org
Zambo – Settembre 2012

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27 pensieri su “C’era una volta a 500 e a 850 hPa …

  1. tornando alla differenza di T tra quota e suolo, oltre a quanto già ho scritto sopra, concordo con chi dice che una parte di questo sia attribuibile alla cementificazione ed urbanizzazione, in particolare della PP, infatti penso che la forte diminuzione della nebbia in inverno, in particolare nelle zone a ridosso delle prealpi, come la zona di Milano e la Brianza sia dovuto proprio all’urbanizzazione fortissima dell’ultimo trentennio che ha portato ad un maggiore riscaldamento del suolo, vanificando in parte le escursioni termiche e contribuendo a temperature massime più elevate per la maggiore insolazione durante i mesi invernali. d’altro canto non dimentichiamoci che abbiamo appena lasciato alle spalle 3 cicli solari consecutivi molto forti che hanno contribuito, a mio avviso ad un surplus di accumulo di calore al suolo che è stato immagazzinato in gran quantità a fronte di una minore dispersione verso l’alto (complice anche in questo l’effetto urbanizzazione). Quindi penso che, in caso di prossimi cicli più deboli come questo, con una diminuzione dei geopotenziali e un minor immagazzinamento di calore al suolo si potrà tornare ad una differenza più bassa.

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  2. se riuscissimo ad evitare i commenti completamente OT e magari evitare di tirare in ballo persone che non possono “difendersi” dalle accuse qui lanciate.

    grazie 😉

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  3. dario :

    tornando alla differenza di T tra quota e suolo, oltre a quanto già ho scritto sopra, concordo con chi dice che una parte di questo sia attribuibile alla cementificazione ed urbanizzazione, in particolare della PP, infatti penso che la forte diminuzione della nebbia in inverno, in particolare nelle zone a ridosso delle prealpi, come la zona di Milano e la Brianza sia dovuto proprio all’urbanizzazione fortissima dell’ultimo trentennio che ha portato ad un maggiore riscaldamento del suolo, vanificando in parte le escursioni termiche e contribuendo a temperature massime più elevate per la maggiore insolazione durante i mesi invernali. d’altro canto non dimentichiamoci che abbiamo appena lasciato alle spalle 3 cicli solari consecutivi molto forti che hanno contribuito, a mio avviso ad un surplus di accumulo di calore al suolo che è stato immagazzinato in gran quantità a fronte di una minore dispersione verso l’alto (complice anche in questo l’effetto urbanizzazione). Quindi penso che, in caso di prossimi cicli più deboli come questo, con una diminuzione dei geopotenziali e un minor immagazzinamento di calore al suolo si potrà tornare ad una differenza più bassa.

    il caso delle nebbie però è molto probabilmente dovuto al miglioramento dell’inquinamento da particelle della pianura padana rispetto agli anni 70 e 80
    la formazione della nebbia è favorita dalla presenza di impurità nell’aria, più ce ne è più è probabile la sua formazione

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  4. @Fabio Nintendo

    in realtà sono i nostri nonni che si ricordano delle nebbie dove non ci si vedeva per strada da un marciapiede all’altro. E’ un ricordo comune di tutti gli anziani con cui ho parlato nella mia zona(Crema-Cremona) quindi stiamo parlando di anni 30-40-50

      (Quote)  (Reply)

  5. dipende dalle zone
    considerando i valori medi massimi invernali le nebbie negli anni 30-40-50 a Ravenna non erano affatto così comuni

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  6. paolo :
    @Fabio Nintendo
    in realtà sono i nostri nonni che si ricordano delle nebbie dove non ci si vedeva per strada da un marciapiede all’altro. E’ un ricordo comune di tutti gli anziani con cui ho parlato nella mia zona(Crema-Cremona) quindi stiamo parlando di anni 30-40-50

    io ho abitato per tanti anni, a partire dal ’62 fino ai primi anni ’80, nella Lomellina (in provincia di Pavia) e ti posso assicurare che quando venivano giù i”nebbioni” il sole non si vedeva per settimane, e quando calava la sera la nebbia era così fitta che girando a piedi per le vie a malapena riuscivo a vedere la punta delle scarpe.

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