I modelli climatici statici in un’atmosfera dinamica praticamente sconosciuta

La conoscenza del clima e la mancanza di dati sono serie limitazioni sulla comprensione del cambiamento climatico e la costruzione di modelli climatici.

L’atmosfera è tridimensionale e così per costruire un modello al computer che si avvicina, la realtà richiede molti più dati rispetto a quelli esistenti e bisogna avere una comprensione maggiore di un sistema estremamente turbolento e complesso.

La storia della comprensione  dell’atmosfera parte da Aristotele che sapeva che ci sono tre zone climatiche distinte, ai modelli del vento e di come essi cambiavano stagionalmente nel 18° secolo.

Nel 1735 George Hadley, utilizzò i modelli del vento registrati dai velieri inglesi, per creare il primo diagramma in 3D della circolazione. E’ stato limitato ai tropici e divenne noto come la cella di Hadley. Purtroppo, sappiamo poco di Hadley. Il gruppo di esperti intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) illustra il punto nel capitolo 8 del Rapporto 2007.

La risoluzione spaziale dei modelli accoppiati oceano-atmosfera utilizzati nella valutazione dell’IPCC non è generalmente sufficiente a risolvere i cicloni tropicali, e soprattutto per simulare la loro intensità.

Il problema della scienza del clima e chi redige i modelli è la rotazione terrestre. La sua rotazione intorno al sole crea le stagioni, ma la rotazione attorno agli assi crea problemi ancora più grandi. Perché semplicemente, è un sistema a singola cella (Figura 1), con l’aria riscaldata in aumento che da l’equatore si muove verso i poli e affondando e ritornando all’equatore…è incompleto.

Figura n°1

Nel 1850 William Ferrell, cercò di migliorare la comprensione e propose un sistema a tre celle, che appare ancora nella maggior parte dei libri di testo. Questo modello illustrato nella figura 2, era conveniente per l’insegnamento, ma non ha funzionato quando la ricerca, come il monitoraggio del fallout nucleare delle esplosioni atmosferiche, ha avuto inizio.

Figura n°2

La figura 2 è imprecisa, per una varietà di ragioni, ma soprattutto per la differenza dell’altezza delle celle. La figura 3, è una rappresentazione leggermente migliore. Poche persone conoscono la tropopausa, il confine tra la troposfera e la stratosfera, che è doppia all’equatore rispetto ai poli.

Figura n°3

L’altezza della tropopausa ai poli varia tra i 7 km in inverno e i 10 km in estate, all’equatore l’intervallo è di 17 e i 18 km. La differenza nel range stagionale è causa della differenza nel range di temperatura stagionale.

Come si fa a costruire anche queste semplici dinamiche in un modello al computer?

La cella di Ferrell è stata creata per colmare una lacuna, ma non esiste tutto l’anno. Stagionalmente l’aria fredda della cella polare è più densa e spinge l’aria calda fuori strada. Nella figura 3, il confine tra cella polare e la cella di Ferrell è a 55° N, una posizione media. L’intervallo è compreso tra 35° N in inverno a 65° N in estate.

La figura 4, mostra un tentativo più recente di approssimare quello che succede.

Figura n°4

La “Cella di Ferrell indiretta“, la “discontinuità nella tropopausa” e la “miscelazione stratosferica – troposferica” è una parte importante. Questo è importante perché il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC)  non include  il collegamento critico della stratosfera e questo è un meccanismo importante nella troposfera superiore, nei loro modelli.

A causa del costo computazionale associato, nella risoluzione, chiarimenti delle dinamiche stratosferiche, i modelli utilizzati per la valutazione corrente generalmente non includono la QBO.

Quali sono quindi ” I costi computazionali connessi con l’esigenza di chiarire i modelli stratosferici ? “ Questo significa che non sanno che cosa sta succedendo, ma questo è vero per la maggior parte della troposfera.

I modelli climatici sono costrutti matematici che dividono l’atmosfera a cubetti come mostrato in Figura 5.

Figura n°5

Non importa quanti cubi si creano per la risoluzione più precisa possibile, perché i dati non sono semplicemente disponibili, soprattutto al di sopra della superficie. Consideriamo ora le dinamiche necessarie per i cambiamenti stagionali, annuali, decennali e millenari e ci rendiamo conto che i modelli dei computer non sono in grado neanche di approssimare la realtà. Ma i problemi non finiscono qui. I diagrammi sono sezioni trasversali di condizioni medie, ma non mostrano le complesse dinamiche. Figura 5 indica il componente tridimensionale. Come si fa a creare un modello che ha al suo interno anni con varie combinazioni di flusso zonale o flusso meridionale ? Figura 6

Figura n°6

Nessuno dei lavori delle indagini IPCC. Sono certi di quello che è e che accadrà in base a modelli dei computer che pretendono di replicare l’atmosfera. Questa è un’affermazione grave e ingiustificabile, ma è alla base delle politiche del governo in materia di energia, ambiente ed economie.

 

Fonte : http://drtimball.com/2012/static-climate-models-in-a-virtually-unknown-dynamic-atmosphere/

 

Simone

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12 pensieri su “I modelli climatici statici in un’atmosfera dinamica praticamente sconosciuta

  1. articolo bellissimo!
    finalmente essere ammalato serve a qualcosa, mi sono potuto leggere con calma il tutto senza impegni universitari 😉 😀

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  2. Gran bell’articolo, ottima idea Simone, spero che lo leggano in tanti 🙂

    In termini molto generali, le difficoltà di fare una buona previsione sono di tre tipi:
    1) limiti del modello meteorologico, che non costituisce un’approssimazione soddisfacente del sistema atmosfera+oceani;
    2) limiti del calcolo dei parametri atmosferici, ottenuti numericamente (integrazione numerica delle equazioni, di cui non esiste una soluzione analitica), introducendo quindi un certo grado di approssimazione;
    3) qualità e distribuzione dei dati da “dare in pasto” alle equazioni; spesso è insoddisfacente, ad esempio in alta atmosfera, oppure sulla superficie degli oceani. E non bastano i satelliti, non ancora.

    Ergo, chi si lamenta in continuazione dell’attendibilità delle previsioni (penso ad esempio a certi commenti su MTG) non sa letteralmente di che cosa sta parlando.

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  3. c’è un discorso riguardo il GW che ha preso piede negli anni 80 90, si è giocato troppo..
    non sono d’accordo i modelli matematici presi in considerazione sono macchine tu dai valori e loro ti danno risultati. in sintesi i modelli buoni ci sono..
    centri barici sballati di km. e vuol dire…. lo sappiamo sulla nostra pelle in Liguria e Toscana… e Sicilia..

    invece voi intendete linee preditive in generale e sono d’accordo. in quanto influenzano l’opinione pubblico sul GW. poi c’è la notizia da gossip come il caldo in Australia. poi vediamo il gp di Melbourne e c’è un diluvio universale in corso…. quando l’Australia logicamente parlando è agli antipodi del Sahara circa..
    meditiamo su ciò..

      (Quote)  (Reply)

  4. FBO :
    articolo bellissimo!
    finalmente essere ammalato serve a qualcosa, mi sono potuto leggere con calma il tutto senza impegni universitari

    si valido ! 🙂

    cito:
    ”Non importa quanti cubi si creano per la risoluzione più precisa possibile, perché i dati non sono semplicemente disponibili, soprattutto al di sopra della superficie. ”

    è questo il punto che intendevo anche… sul GW

      (Quote)  (Reply)

  5. sand-rio :

    Grande articolo che ho subito tradotto e pubblicato anche qui in Brasile.
    Un abbraccio a tutti e godetevi la Pasqua col freddo… brrrrr

    freddo proprio no, però domani potrebbero esserci le condizioni per l’ultima neve in Pianura

      (Quote)  (Reply)

  6. @FBO

    penultima neve forse… attorno l’8 di aprile …. quella sarà buona per il NW italiano ma anche il NE diciamo freddino il periodo sino l’8 d’aprile, quest’anno le risalite subtropicali nell’emisfero boreale, anziché attaccare il VP e destrutturarlo. subiscono raffreddate non da poco lungo i meridiani

      (Quote)  (Reply)

  7. sand-rio :

    Grande articolo che ho subito tradotto e pubblicato anche qui in Brasile.
    Un abbraccio a tutti e godetevi la Pasqua col freddo… brrrrr

    Ciao sand-rio felice di risentirti.
    E sìì ….un particolare grazie al nostro Simone che ci sta dando una grosso mano, nel portare avanti la piattaforma.

      (Quote)  (Reply)

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