Meteoscienze

Questo è l'andamento termico della stratosfera nell'ultimo biennio, notate il massimo estivo fortemente sottomedia, questo potrebbe essere il maggior indizio del global cooling prossimo venturo. Fonte www.noaa.gov

Molti oggi cercano di intravvedere in troposfera dei segni che possano farci pensare a una inversione di tendenza sul Global Warming, in questo contesto è notizia di questi giorni quella che l'indice AMO per il secondo mese consecutivo ha segnato segno negativo, come già detto in altri articoli, altre volte in periodi di AMO positiva si sono verificati cambiamenti momentanei del segno dell' AMO, quindi dobbiamo ancora attendere per correlare questo indice con il minimo solare eccezionale di questi giorni. Invece, ed è questo l'argomento sul quale si incentrerà il mio articolo, esiste una zona del nostro globo che già da qualche anno risente in maniera sensibile di un raffreddamento che potrebbe essere decisamente correlato al minimo solare in atto. Partiamo da considerazioni totalmente climatiche: affinchè il fenomeno del minimo solare possa essere considerato realmente correlato con una inversione di tendenza nel GW, dobbiamo dimostrare che i cambiamenti in alcuni parametri climatologici siano di ordine globale. Ad oggi in troposfera non abbiamo alcun elemento che ci possa far pensare questo. Abbiamo alcuni indizi come appunto l'AMO virata al negativo, o l eccezionali piogge e nevicate in quota registratesi quest'anno in Europa, ma ancora non si evidenziano, di fatto, degli elementi indiscutibilmente globali che ci facciano pensare a una inversione di tendenza. E' vero le anomalie nelle temperature globali hanno subito un ridimensionamento portando la loro curva a raggiungere una sorta di plateau con crescenza ormai pari a 0; ma è presto per dire che il 2009 costituisca un massimo nella funzione delle anomalie termiche degli ultimi 129 anni. C' è invece un parametro dalle caratteristiche globali che segna una netta diminuzione effettivamente correlabile a questo minimo solare. Questo parametro riguarda la nostra stratosfera. Partiamo da un concetto fisico. Una delle caratteristiche sia della troposfera che degli oceani è quella di subire delle modficazioni termiche in qualche maniera ritardate rispetto agli imput fisici che le generano. Per esempio in troposfera pur arrivando il sole al picco della sua energia radiante nel mese di Giugno, gli effetti maggiori del riscaldamento si registrano storicamente nei primi giorni di Agosto, cioè quasi un mede e mezzo dopo, cosi anche in inverno, pur arrivando il sole alla minima declinazione nel mese di Dicembre, è Gennaio in assoluto il mese invernale con temperature più basse. Negli oceani poi, oltre a esserci questo ritardo nei cambiamenti termici, abbiamo anche una minor propensione sia al riscaldamento che al raffreddamento a causa dell'elevato calore specifico dell' acqua. Ora qualcuno potrà chiedersi del perchè di questa risposta ritardata di questi due sistemi fisici agli imput esterni. La risposta è sempice, più molecole di un quasiasi gas, o liquido vengono a esserci in un sistema, più sarà al tempo stesso difficile riscaldarlo o raffreddarlo, in quanto essendo la temperatura un indice dell'agitazione molecolare è evidente che maggiore sarà la quantità di molecole presenti in un determinato sistema, maggiori saranno i legami intermolecolari e maggiore sarà la resistenza che queste molecole offriranno al movimento e di conseguenza al riscaldamento, ecco perchè l'atmosfera impiega del tempo per riscaldarsi e di conseguenza anche a raffreddarsi. Vediamo invece che cosa accade in stratosfera. Sappiamo benissimo che la stratosfera è una zona dove la quantità di molecole diventa molto rarefatta, tanto che la pressione diminuisce drasticamente con l'aumentare dell'altezza dal suolo e pensate a 50 Km di altezza essa è di solo 1mbar, ciè 1000 volte minore di quella al livello del mare. Allora ho pensato: se ci fosse un cambiamento nel quantitativo di radiazione solare correlato a un minimo eccezionale dovre dovrei andare a rilevare un cambiamento repentino? Non certo in troposfera che semmai sarebbe l'ultimo strato atmosferico a subire gli effetti di un cambio nell'irragiamento vista la sua refrattarietà ai cambi termici repentini, ma certamente in stratosfera, e più precisamente nello strato più alto, dove la radiazione arriva prima di tutto quasi inalterata e poi la rarità delle molecole di cui è formata permette una risposta immediata agli imput esterni. Come è facilmente ricavabile dal grafico di apertura dell' articolo: la stratosfera raggiunge il picco più alto proprio alla fine di giugno dimostrando l'assoluta risposta immediata all'imput solare rispetto alla troposfera. Ecco che la stratosfera all'altezza di 1 mbar diventa la mia cartina di tornasole per identificare un possibile cambiamento globale. Bene adesso vediamo perchè ho scelto di analizzare la stratosfera polare. Ci sono due ordini di motivi che determinano questa scelta: il primo motivo è di ordnie metereologico, è in fatti in questa zona che si forma il Vortice Polare, motore climatologico del periodo invernale, quindi un cambiamento nelle condizioni stratosferiche in questa zona potrebbe determinare degli effetti sul VP invernale e quindi sull' intera disposizione barica della stagione fredda. Inoltre questa è la zona dove si concentra la maggior parte dell'ozono stratosferico, dunque un cambiamento della radiazione solare verrebbe subito a interagire con lo strato di ozono diminuendo o aumentando la temperatura, più precisamente, a una maggior irradiazione potrebbe scaturire un aumento della temperatura dovuto alla scissione dell' ozono, di contro una minore irradiazione otterrebbe l'effetto contrario. Concludiamo questa prima parte dell'articolo sottolineando come il periodo analizzato nella nostra ricerca sia quello del picco estivo, in quanto in questo periodo la stratosfera polare raggiunge il massimo di irradiazione solare paragonabile se non superiore addirittura alla irradiazione sull'equatore e di poco inferiore all'irradiazione sui tropici. Bene, grazie ai dati tratti dagli archivi del NOAA abbiamo potuto analizzare i diagrammi termici della stratosfera a 1 Mbar di altezza dal 1979 fino ad oggi. Abbiamo potuto così evidenziare come la stratosfera in questi utlimi 30 anni abbia avuto un comportamento alquanto instabile passando sotanzialmente tre fasi: la prima ricadente nel periodo dal 1980 fino al 1990 caratterizzato da temperature estive molto sopra la norma con valori record nel 1981 quando l'estate fu caratterizzata da valori termici che superarono i 10°C a 50 Km di altezza. 

Ecco il picco stratosferico rilevato nell'estate del 1981, notate come la temperatura a 1 Hpa (45-50 km d'altezza) superi i 10°C. Fonte www.noaa.gov

La seconda fase può essere approssimativamente individuata negli anni fra il 1990 e il 2000, quando la temperatura stratosferica nel mese di giugno, cioè al suo picco rimase per lo più in media. Con  gli anni fra il 1994 e il 1997 caratterizzati da temperature addirittura inferiori alle medie trentennali, e un periodo dal 1998 al 2000 con temperature in media e con un leggero ritorno al sopramedia nel 2000.

Ecco una carta che può ben mostrare la sostanziale situazione di media climatica rilevata nelle temperature della stratosfera a 1 Hpa negli anni novanta. Fonte www.noaa.gov

Poi dal 2001 fino ad oggi abbiamo la svolta: inizia cioè un trend esattamente opposto a quello che caratterizzò i primi anni ottanta con un inanellamento deciso di picchi estivi decisamente sottomedia (2001-2002-2003-2004) con i record storici battuti nel 2005 con una temperatura estiva che non superò i 2-3 gradi. I record furono poi ancora battuti nel 2006 e nel 2007. Arriviamo ai giorni nostri rilevando nel 2008 ancora una volta un massimo termico a fine giugno non superiore ai 3 gradi. Insomma qui viaggiamo ormai da 8 anni sottomedia e addirittura dal 2004 (quindi da 4 anni) con valori che stabilmente non superano quelli storicamente ritenuti più bassi.

  Ecco gli anni duemila con il raffreddamento stratosferico artico, i valori record stabiliti nel 2005 e un sottomedia che si mantiene sorprendentemente stabile ormai da otto anni. Fonte www.noaa.gov

La situazione sarebbe già interessante di per sè se non si affiancasse a due ulteriori elementi che ne fanno non più solo una curiosità statistica ma la punta di un iceberg di cambiamento dai connotati ancora imprevedibili. Il primo di questi due fattori riguarda l'emisfero sud. Ho confrontato i dati infatti del polo nord con quelli del polo sud naturalmente riferiti al mese di giugno e ho rilevato una interessantissima correlazione. Il 1980 al polo sud parte con un picco raggiunto nel mese di gennaio fortemente superiore alle medie proprio come il 1980 al polo nord, il 1981 ripete e amplifica il picco fortemente sopra media dell'anno precedente con una temperatura raggiunta nel gennaio del 1981 di 15°, limiti che vengono di nuovo raggiunti anche nel 1982. E' però il 1983 l'anno in cui si raggiungono picchi straordinari di riscaldamento stratosferico estivo, pensate che nel gennaio del 1983, si toccano a 1 Hpa di altezza gli apici mai più ragiunti dei 20°C. La fase di riscaldamento sud polare raggiunge quindi l'apice nel 1983, l'anno successivo si assiste infatti a un picco estivo in perfetta media, mentre il 1985 si riconferma anno sopra media come la maggior parte dei precedenti, anche il 1986 si conferma sopra media come anche il 1987. Il 1988 e il 1989 sembrano costituire una pausa nel trend di riscaldamento della stratosfera sud polare con picchi in media o leggeremente sotto.

Ecco lo stratwarming estivo della fascia antartica a 1 Hpa degli anni ottanta, guardate come essa possa essere correlata benissimo con quella artica, il fenomeno sembra dunque essere globale. Fonte www.noaa.gov

Anche il 1990 si conferma in media, aprendo la fase degli anni novanta, che come per le temperature stratosferiche nord polari costituisce anche per il polo sud un periodo di temperature stratosferiche al picco estivo in generale media. In questo contesto di generale media termica si discostano alquanto gli anni 1995-1996-1997 con temperature leggeremente sotto media. Si ritorna poi sopra media nel 1998 e nel 1999.

 Anche per il polo sud l'anomalia stratosferica rientra negli anni novanta, la correlazione dunque continua. Fonte www.noaa.gov

Ecco che con il 2000 si chiude il decennio delle temperature stratosferiche in media anche nel polo sud. Dal 2001 poi,  come nel polo nord ,avviene un fenomeno che ancora non ha spiegazioni e che noi tenteremo di spiegare in questo articolo.

Guardate che sequenza dal 2000 fino ai giorni nostri, lo stratcooling estivo in antartico come nell'artide arriva all'improvviso e raggiunge in pochi anni picchi storici stabilizzandosi su valori fortemente sottomedia ancora oggi. Fonte www.noaa.gov

Nel 2001 inizia il periodo di raffreddamento; che continua nel 2002 e che in maniera progressiva porta la stratosfera a raggiungere picchi negativi mai registrati nei trenta anni precedenti nel 2003, raggiungendo il minimo storico, pensate un pò, nel 2004 proprio in corrispondenza del minimo raggiunto anche dal polo nord, anzi, direi anticipando in qualche maniera il picco negativo dei record dell'estate 2005 nel polo nord. E' impressionante come la correlazione fra i due poli sia assoluta in alta stratosfera. Signori abbiamo dimostrato che in alta stratosfera il comportamento dei due poli, per quanto riguarda il parametro della temperatura, risponde in maniera sorpendentemente simile. Soprattutto risponde ugualmente nei momenti di anomalia sia positiva che negativa. Il 2005 così come i precedenti due fa registrare un picco negativo ancora storico chiudendo una triade di estati in cui la temperatura estiva del polo sud non supera i 5°. Pensate rispetto agli anni ottanta una differenza di 15°. Anche nel 2006 non si superano in estate i 5 gradi così come nel 2007 e nel 2008. Insomma il decennio 2000 fa registrare nella stratosfera antartica una serie impressionante di record negativi, in perfetta correlazione con quelli artici. Incredibili sono poi due dati: il primo dato è che entrambi i riscaldamenti stratosferici estivi dei due emisferi seguono una estate, quella del 1979, in stratosfera fredda, paragonabile sia a nord che a sud alle estati dal 2003 in poi. Il secondo dato invece è che entrambi i raffreddamenti, così come i riscaldamenti sono alquanto repentini e si concentrano in entrambi gli emisferi e con magnitudine straordinariamente simile attorno agli anni 2003-2004-2005.

Ecco la solita immagine nota a chi segue le mie ricerche sulle correlazioni climatiche dei minimi solari, guardate gli ultimi tre picchi: mostranti i cicli 21-22-23

Guardiamo adesso il solito diagramma dei cicli solari: partiamo proprio dal massimo solare del ciclo numero 21. Esso porta la data del settembre 1979, bene ricordatevi questa data perchè incredibilmente il periodo di riscaldamento progressivo della stratosfera inizia sia a nord che a sud proprio fra il Gennaio (emisfero sud) e il Giugno (emisfero nord) del 1980 proprio l'anno successivo al massimo solare numero 21. Attenzione, guardando il massimo solare 21 è evidente come esso costituisca dopo il ciclo numero 19 il più forte massimo del secolo. Bene è possibile, mi chiedo, che esista una relazione fra questo massimo e il riscaldamento stratosferico degli anni ottanta? I punti a favore di questa ipotesi sono:

1- Il fenomeo di riscaldamento-raffreddamento stratosferico è globale, avviene contemporaneamente sia a sud che a nord

2- Il fenomeno è ciclico con un ampiezza che oscilla fra periodi di 10 anni caldi, periodi di 10 anni stabili, peirodi di 10 anni di raffreddamento.

3- L'ampiezza contraddistinta dal numero 10 è simile al periodo del ciclo solare, che fra parentesi negli ultimi 6 cicli non ha mai superato i dieci anni appunto.

4- L'anomalia è registrata a 1 Hpa l'altezza più sensibile all'irradiazione solare perchè più alta e maggiormente risente degli effetti delle radiazioni solari rispetto agli strati sottostanti.

Inoltre guardando gli anni dal 2003 in poi caratterizzati dal raffreddamento, si potrebbe correlare questo abbassamento termico, non solo al massimo solare 2000-2002 molto meno forte dei precedenti, ma soprattutto all'inizio della discesa nel numero degli sun spot registrata intorno proprio al 2003 e che oggi porta il minimo del ciclo 23 a segnare ormai la storia dei cicli solari per il suo minimo eccezionale.

C' è solo un punto a sfavore di questa ipotesi: l'anomalia degli anni novanta. Infatti come detto, gli anni novanta sono stati anni con stratosfera in media termica nei mesi estivi, eppure nel giugno del 1989 abbiamo registrato il massimo solare di uno dei cicli più forti insieme al precedente, anche se di minor lunghezza. Pensate il ciclo 21 fece contare 165 sunspot, mentre il successivo, quello con massimo nel 1989 159, solo 6 in meno. Bene qui entriamo nelle ipotesi. Ci sono due possibili spiegazioni: la prima è che la stratosfera abbia negli anni novanta subito gli effetti dell'eruzione esplosiva del Pinatubo con un raffreddamento successivo non solo della troposfera, ma soprattutto della stratosfera. Ma questa spiegazione potrebbe valere per i primi anni successivi al 1991 e non per tutto il decennio. La seconda, invece è molto più affascinante e anche dalle conseguenze più incisive per i prossimi anni sul nostro globo. La stratosfera potrebbe comportarsi come un enorme accumulatore di energia, quando questa energia supera un certo limite essa non si riscalda più anzi diminuisce la sua temperatura perchè in qualche maniera cede il suo calore agli strati sottostanti riscladandoli.  Pensate al Global Warming, per esempio, quando ha subito il maggior incremento? Proprio dalla metà degli anni novanta in poi, cioè quando la stratosfera pur essendo riscaldata da un sole più caldo, visto il massimo solare intenso dei primi anni novanta, non si riscalda ancora ma rimane in media termica. Questo surplus dove finisce? Io dico in troposfera, ed ecco l'incremento nel GW degli anni novanta e del 2000. E' evidente che se questa ipotesi fosse suffragata dai fatti il periodo attuale anche se, come detto riporta una relativa frenata nel GW potrebbe costituire ancora un periodo di latenza verso il vero e proprio Global cooling. Tenendo presente i dieci anni di latenza prima del grande riscaldamento degli anni novanta, e datando il 2001 come anno di inzio di questa nuova fase, potrebbe essere il 2011 l'anno di inizio del grande Global Cooling del nuovo millennio. Insomma un altro tassello a suffragio di un processo forse già in corso da quasi dieci anni sulle nostre teste ma forse "troppo in alto" per poter essere apprezzato.