T-TPW

La temperatura più alta favorisce maggiore umidità e quindi piogge più forti. Vero solo in parte

Franco Zavatti

Questo post è derivato direttamente da un post su WUWT, di Jim Steele, che all'inizio recita:
Their myth: “We know that warmer air can hold more moisture, and moisture is a key ingredient to heavy rainfall, so it stands to reason that a warmer environment overall is capable of generating more extreme rainfall.” (Il loro mito: "Sappiamo che aria più calda può contenere più umidità, e l'umidità è l'ingrediente chiave per le piogge pesanti, così è plausibile che un ambiente complessivamente più caldo sia in grado di generare piogge più estreme".)
Le prime due affermazioni di questa frase sono del tutto vere ma non è plausibile che un ambiente complessivamente più caldo generi piogge più forti.

In USA giornali come il Washington Post scrivono titoli come "uno studio trova che il cambiamento climatico sta portando piogge più intense in U.S." e spiegano che questo fatto si deve alla "capacità dell'aria più calda di contenere più acqua".
In Italia abbiamo qualcosa di simile, con "esperti" che trasmettono ad una sola voce lo stesso concetto, aggiungendo che la temperatura del Mediterraneo è molto alta e quindi ...

Ma, proprio perché una temperatura più alta aumenta il massimo teorico di vapore acqueo che l'aria può contenere, le piogge estreme non si correlano con le temperature, come i dati per alcune località americane mostrano nella tabella che segue.
Fig.1: Temperatura, TPW (Total Precipitable Water) e umidità relativa di tre stazioni negli Stati Uniti per il giorno 9 luglio 2023. Per la stazione di Montpelier sono riportati gli stessi dati anche per i due giorni successivi. Uso questa tabella del post su WUWT per comodità, ma tramite il portale NullSchool si possono ottenere gli stessi dati per qualsiasi località del mondo. La relazione tra le diverse quantità non cambia: temperatura e TPW o umidità relativa non sono correlate.

Ho fatto un piccolo esperimento tra le 2:40 e le 2:55 del 22 luglio 2023, utilizzando Null School; ho selezionato alcune località italiane (non riporto le coordinate ma, grosso modo, le città più vicine o il nome della zona) e una località nel Sahara algerino (48.14°N; 24.5°E) e ho ricavato, come nella tabella precedente, temperatura, acqua totale precipitabile (TPW, in Kg/m2(*)) e umidità relativa (RH, in %):

Tabella 1: Temp, TPW e RH alla superficie per alcune località italiane e una nel Sahara algerino. Dati letti tra le 2:40 e le 2:55 del 22 luglio 2023. Dal portale Null School.
LocalitàTemp.
°C
TPW
Kg/m2
RH
%
Sigla, Note
Alpi friulane7.915.32295Alp,confine trentino
Bologna20.726.19780BO
Reggio C.29.324.09536RC
Civitanova M.23.026.49569CM, Marche, sul mare
SM di Leuca28.029.21077SML
Tirreno29.230.03174TCS, al largo di Cosenza
Sahara35.118.30010S, Algeria
48.14°N; 24.5°E

In grafico, le relazioni temperatura-TPW e temperatura-RH sono:
Fig.1: Relazioni tra T e TPW e tra T e RH in forma grafica per le località di tabella 1. Sono indicate le sigle delle località. Si può osservare che non esiste una relazione certa tra temperatura e acqua totale precipitabile (TPW). Una relazione vagamente più stretta esiste tra temperatura e umidità relativa (RH).

Se si aggiungono le stazioni di figura 1 si conferma quanto trovato per le stazioni italiane e quella algerina
Fig.2: Relazioni tra T e TPW e tra T e RH in forma grafica per le località di tabella 1 e quelle di figura 1 (in rosso). Le sigle delle località USA sono: DV=Death Valley; S=Shreveport; M=Montpelier 1, 2, 3 dove M1 sta per la lettura del 9/7/23; M2 per quella del 10/7/23 ed M3 per quella dell'11/7/23.

Anche in questo caso si osserva che non esiste una relazione certa tra temperatura e acqua totale precipitabile (TPW) mentre una relazione più stretta esiste tra temperatura e umidità relativa (RH); l'aggiunta delle stazioni americane rafforza questa relazione che mostra come, anche in un insieme poco numeroso ed eterogeneo come questo, all'aumentare della temperatura diminuisca l'umidità relativa. Il valore di TPW dipende essenzialmente dal trasporto del vapore acqueo da parte della circolazione atmosferica

Un commento al post pone una questione interessante, legata a quanto appena detto:
I feel like ‘heavy rainfall’ is the opposite of ‘holds more water’. Isn’t rainfall caused by the cooling and condensation of water vapor? If heat causes the air to hold more water vapor, and water vapor is by far the dominant greenhouse gas, and greenhouse gases cause more heat, then there should be an infinite feedback loop that would turn the globe into a sauna in no time. Obviously that isn’t happening. Something basic is being left out of the equation.
Per me "pioggia pesante" è l'opposto di "contiene più acqua". La pioggia non è causata dal raffreddamento e dalla condensazione del vapore acqueo? Se il calore fa sì che l'aria contenga più vapore acqueo e il vapore acqueo è di gran lunga il gas serra dominante, e i gas serra generano più calore, allora dovrebbe esserci un loop infinito di retroazioni che trasforma il pianeta in una sauna, istantaneamente. Ovviamente questo non succede per cui nell'equazione [più calore ==> più acqua, ndt] è rimasto fuori qualcosa di fondamentale.

In un altro commento, un lettore riporta un brano di William Gray, del 2012, che fa riferimento a problemi sia nella comprensione che nella "traduzione" nei modelli climatici del ciclo idrologico globale, brano che a me sembra ben inserito in questo contesto.
“The main problem with the Anthropogenic Global Warming (AGW) theory is the false treatment of the global hydrologic cycle which is not adequately understood by any of the AGW advocates. The water vapor, cloud, and condensation-evaporation assumptions within the conventional AGW theory and the (GCM) simulations are incorrectly designed to block too much infrared (IR) radiation to space. They also do not reflect-scatter enough short wave (albedo) energy to space. These two misrepresentations result in a large artificial warming that is not realistic.”
Il problema principale con l'AGW è il falso trattamento del ciclo idrologico globale che non è adeguatamente compreso da alcuno dei promotori dell'AGW. Le assunzioni sul vapore acqueo, le nubi e la condensazione-evaporazione entro la teoria convenzionale dell'AGW e le simulazioni dei modelli (GCM) sono progettate in maniera erronea e bloccano troppa radiazione infrarossa diretta verso lo spazio. Ancora, non riflettono-diffondono abbastanza energia ad onde corte (albedo) verso lo spazio. Queste due rappresentazioni sbagliate producono un ampio riscaldamento artificiale che non è realistico.

Conclusioni
Bisogna concludere che, anche se è vero che una maggiore temperatura può teoricamente permettere un maggiore accumulo di acqua nell'aria, l'umidità effettiva contenuta in un volume di aria dipende anche dal trasporto di vapore acqueo da parte delle correnti aeree, cioè dalla circolazione atmosferica.

Tutto il materiale è disponibile nel sito di supporto

(*) Nel caso si pensi che TPW debba essere misurato in Kg/m3, questa è la spiegazione che l'autore del post fornisce nei commenti: Total precipitable water (TPW) in the atmosphere is the amount of water that can be obtained from the surface to the “top” of the atmosphere if all of the water and water vapor were condensed to a liquid phase. Since the ‘top” of the atmosphere varies with latitude, TPW is ALWAYS measured kg/m2, presenting how much water is available above a meter square of surface when total water vapor is integrated over the entire altitude.


23.7.23