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Evoluzione annuale di tre mesi di temperatura globale

Franco Zavatti

Dal novembre 2011 raccolgo ogni mese l'anomalia di temperatura globale (terra+oceano e solo oceano) prodotta da NOAA-GHCN (Global Historical Climatology Network). Questi dati, a passo mensile dal 1880, sono disponibili, con le loro elaborazioni, nel sito http://www.zafzaf.it/clima/noaa/noaahome.html e un esempio di come appare la serie (in questo caso riferita ad agosto 2021) è in http://www.zafzaf.it/clima/noaa/2108t.png .

Soprattutto nel periodo estivo, però, leggiamo e ascoltiamo frasi come "luglio (agosto o settembre) è stato il più caldo di sempre", come se questo fatto fosse una prova (inconfutabile) del fatto che l'attività umana provoca un riscaldamento del pianeta, tramite l'"inquinante" CO2, sottinteso. Ho quindi raccolto dal sito NOAA le serie annuali di temperatura media mensile di dicembre, settembre e marzo, dal 1880 al 2020 con lo scopo di osservare i comportamenti dell'anomalia di temperatura in questi tre mesi.
È chiaro che si possono studiare tutti i dodici mesi dell'anno, ma ho preferito selezionarne tre con queste caratteristiche

  1. settembre è il periodo in cui El Nino mostra i primi sintomi di ciò che sarà
  2. dicembre è il mese di El Nino/La Nina
  3. marzo (dell'anno successivo) è il mese in cui dovrebbe essere più evidente un ritorno alla fase di neutralità.
L'insieme delle serie selezionate è mostrato in figura 1, ma i grafici di temperatura e spettro presi singolarmente sono disponibili nel sito di supporto.
Fig.1: Serie annuali di NOAA-GHCN relative a dicembre, settembre e marzo dal 1880 al 2020.

Dalla figura deriviamo che i singoli mesi differiscono poco tra loro, in media, ma alcune volte una delle serie si discosta nettament dalle altre due, sia con picchi positivi che negativi. A colpo d'occhio, a me sembra che sia dicembre a discostarsi più spesso (1905, 1912, 1925, 1930, 1939, 1945, 1978, 1984, 2005-2012), ma noto almeno un picco in diminuzione per settembre (nel 1992 circa) e alcuni picchi in entrambe le direzioni per marzo (1898, 1974, 2010, 2016). Il grafico delle differenze dicembre-settembre e dicembre-marzo mette in evidenza che le oscillazioni maggiori si hanno con i dati di marzo.
Fig.2: Differenze dicembre-settembre (verde) e dicembre-marzo (rosa) con i rispettivi (marrone e rosso) filtri su 10 anni. Notare, in questi ultimi, i periodi in fase (es. 1940 circa) e in opposizione (es. 1895 e 1990).

Le differenze filtrate con una finestra di 10 anni mostrano sia concordanza che opposizione di fase e confermano le similitudini, con elementi di diversità, tra le serie.

Gli spettri sono in figura 3 e confermano le differenze (e le somiglianze) evidenziate nelle analisi precedenti. In particolare si nota

  1. una maggiore potenza nei massimi di dicembre e solo rarament (6.4, 5.2, 4.8 anni) i massimi degli altri due mesi hanno potenze uguali o superiori a quelli di dicembre; in due casi (7.5 e 9.2 anni) il massimo di dicembre non coincide con il corrispondente di marzo e settembre e
  2. la presenza dell'intera gamma dei massimi spettrali ENSO-like, con periodi da 2 a 10 anni e con potenze molto diverse.

Fig.3: Spettri MEM delle tre serie di anomalia di temperatura globale. I numeri in colore si riferiscono ai periodi (in anni) dei massimi spettrali delle singole serie.

Scelte soggettive
Sappiamo tutti che la crescita delle temperature globali è continua dall'inizio delle misure (1880 per NOAA-GHCN) ma sappiamo anche che questa crescita è il risultato di una serie di aumenti (trend positivi) inframezzati da periodi di stasi, diminuzione o crescita a ritmi inferiori rispetto ai precedenti intervalli. È un concetto comune a tutti noi che la scelta dei tratti -intervalli temporali- sui quali calcolare la pendenza è un'operazione difficile che presta il fianco a critiche, anche feroci. D'altra parte l'occhio, che pure molto spesso tradisce, ci dice che la "salita a tratti" c'è e in qualche caso è anche molto evidente.
Per cercare di quantificare l'andamento misto delle temperature (di tutte le serie globali disponibili) è necessario fare scelte soggettive e arbitrarie (o cherry picking in inglese), si spera in buona fede.
Ho selezionato, per tentare di rendere meno arbiraria la scelta, tre gruppi di intervalli -il terzo con elementi contigui- comuni alle tre serie ed elencati in tabella 1, per i quali ho calcolato le pendenze di dicembre, settembre e marzo, i cui valori numerici sono disponibili nel sito di supporto (file .app).

Table 1: Linear fits of selected time ranges (yr) for the 3 months: in any month the same choice of ranges. Cherry picking (for 1, 2 & 3), of course.
#Range1PointsRange2PointsRange3Points
11880-19076-331880-19086-341880-19106-36
21910-194536-711909-194335-691910-194736-73
31950-197576-1011950-197576-1011947-197773-103
41980-2000106-1261977-2000103-1261977-2000103-126
52000-2012126-1382002-2013128-1392000-2013126-139
62015-2020141-1462014-2020140-1462013-2020139-146

Le figure che seguono mostrano tre possibili rappresentazioni della "struittura fine" della crescita delle temperature globali, con l'avvertenza che l'ultimo tratto è ancora in fieri e non sappiamo come evolverà, anche se più di qualcuno -me compreso- ha qualche sospetto.
In ogni caso, dai dati mensili NOAA-GHCN, il fit tra marzo 2014 e agosto 2021 (8 anni e 5 mesi) ha una pendenza di 0.05°C/decennio, del tutto confrontabile con lo 0.04°C/decennio del periodo della "pausa" pre-El Nino 2015-16.
Fig.4: Fit a tratti delle tre serie di temperatura. Sono indicati il colore della serie e il colore della retta interpolante (es., in marzo, serie marrone e fit viola). La sigla CP significa cherry picking; qui si usa lo schema numero 1 di tabella 1 (CP 1).

Fig.5: Fit a tratti delle tre serie di temperatura. Sono indicati il colore della serie e il colore della retta interpolante (es., in marzo, serie marrone e fit viola). La sigla CP significa cherry picking; qui si usa lo schema numero 2 di tabella 1 (CP 2).

Fig.6: Fit a tratti delle tre serie di temperatura. Sono indicati il colore della serie e il colore della retta interpolante (es., in marzo, serie marrone e fit viola). La sigla CP significa cherry picking; qui si usa lo schema numero 3 di tabella 1 (CP 3). Questo è l'unico schema in cui i tratti sono contigui nel senso che l'ultimo punto di una sezione coincide con il primo di quella seguente.

La figura successiva è riferita ai dati mensili e mostra l'evoluzione, mese dopo mese da gennaio 2018 ad agosto 2021, della pendenza (°C/decennio; nella scritta in rosso le unità sono sbagliate) della serie NOAA dal 2001 all'(aamm) indicato in ascissa. Ad aprile 2020 (2004 in ascissa) la pendenza ha raggiunto un massimo e da quel momento è iniziata una discesa; cioè, pur essendo condizionata da El Nino 2015-2016 e dalle successive oscillazioni, la temperatura globale sta diminuendo progressivamente la sua pendenza, che resta positiva. Come abbiamo visto sopra, se si esclude El Nino l'andamento è praticamente piatto.
Fig.7: Andamento mensile della pendenza del fit lineare di NOAA-GHCN mensile, calcolata da gennaio 2001 al anno/mese indicato sull'asse delle ascisse (da 2018/1 a 2021/8).

Dalle figure 4÷6, nell'ultimo periodo i singoli mesi hanno comportamenti diversi, dalla crescita di marzo alla diminuzione di dicembre e settembre, ma la figura 7 indica che la tendenza generale è verso una pendenza minore.

In conclusione, senza che io capisca bene a quale "Scienza" si riferiscano le persone che dicono "noi seguiamo la scienza", i dati, anche quelli di una serie tanto discussa come la NOAA-GHCN, ci mostrano una situazione meno "pulita", certa e lineare di quanto la narrativa cerca di accreditare.

Tutti i dati e i grafici sono disponibi nel sito di supporto

15.10.21