El Niño 2026-27

[UpTo11]

Già da alcuni mesi è chiaro che l’episodio attualmente in corso ha tutte le carte in regola per entrare nella categoria dei pesi massimi, con ottime probabilità di finire in vetta alla classifica.
El Niño, o meglio ENSO, come vedremo, è il fenomeno climatico più rilevante del nostro pianeta a scala temporale interannuale. La sua estensione spaziale, l’intensità, le conseguenze e gli impatti, che possono manifestarsi anche a distanze notevoli dalla regione d’origine, ne fanno uno dei fenomeni climatici più importanti e studiati a livello globale.
Avrei voluto aprire un thread già a Giugno, ma il tempo a disposizione è quello che è. In rete esistono già ottime risorse, sarebbe inutile replicarle, per cui mi limiterò a fornire informazioni di base, segnalare collegamenti interessanti e monitorare questo episodio, tempo permettendo.

[Coltr@ne]

Akla è stato informato?

[LeoCleo]

El cambiamentos climaticos!

[UpTo11]

 

El Niño

Gli abitanti delle coste del Perù e dell’Ecuador conoscono da generazioni le conseguenze di un riscaldamento anomalo dell’oceano che di tanto in tanto si presenta verso la fine dell’anno. Non tutti gli anni, e senza una periodicità precisa: a volte a tre anni di distanza dalla volta precedente, a volte quattro, cinque, persino sette. Puntuale però nel comparire a ridosso del Natale, tanto che proprio per questo lo chiamarono El Niño, in riferimento al Bambin Gesù. Il nome, in origine, apparteneva alla corrente calda costiera che si affacciava ogni anno attorno a Natale. Passò a designare l’anomalia solo in seguito, quando ci si accorse che in certi anni quella corrente era più forte, più calda e più duratura.

Avevano anche capito che quell’anomalia calda portava con sé tempi duri e mutamenti profondi. Le acque lungo la costa pacifica del Sud America sono normalmente fredde e pescose, grazie alla risalita di acque profonde e ricche di nutrienti (upwelling) causata dai venti prevalenti. Negli anni in cui arriva El Niño la pesca - principale fonte di sostentamento delle comunità costiere - collassa, e l’intero ecosistema marino viene sottoposto a un durissimo stress test. Il minore apporto di nutrienti non basta più a reggere la catena alimentare, e all’impoverimento si somma l’anomalia termica, che spinge a spostarsi tutte le specie in grado di farlo. Quelle che non possono, coralli, alghe, molluschi e altri organismi bentonici, restano lì a subire il colpo pesantissimo, a volte fatale.

Fuori dall’oceano le cose non vanno meglio, con le comunità costiere e le popolazioni di uccelli marini decimate dalla mancanza di pesce. Anche l’atmosfera sembra risentirne: nelle regioni normalmente aride della costa e dei versanti occidentali delle Ande si scatenano precipitazioni estreme e alluvioni. Al contrario, zone abitualmente umide sperimentano siccità inusuali.

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L’Oscillazione Meridionale

Nessuno sapeva perché El Niño si verificasse, e soprattutto nessuno immaginava che si trattasse di una sola tessera di un puzzle ben più grande e complicato. Per ricomporlo dobbiamo attraversare il Pacifico e arrivare in India.

Negli ultimi anni del XIX secolo la penisola indiana attraversò alcune delle carestie più gravi della sua storia, con milioni di morti per malnutrizione ed epidemie. All’origine di quelle sciagure c’erano anomalie eccezionali del monsone estivo indiano. Le precipitazioni insufficienti, dovute a un monsone debole o assente, compromettevano i raccolti e la sopravvivenza del bestiame, condannando a un lungo periodo di stenti le comunità che da essi dipendevano. In quegli anni non fallì soltanto il monsone: fallirono miseramente anche i tentativi di prevederlo. Ne seguì un avvicendamento ai vertici dell’India Meteorological Department, dove approdò il matematico britannico Gilbert Walker, fino ad allora a Cambridge, con il compito di rifondare la previsione del monsone su basi scientifiche più solide.

Walker perfezionò i metodi statistici dei predecessori, introducendo criteri per stabilire quali correlazioni fossero significative e quali frutto del caso, e si lanciò in una caccia sistematica a correlazioni e regressioni: non solo su tutti i dati meteorologici disponibili, da quelli locali a quelli globali, ma anche su grandezze in apparenza assai distanti dal problema, come le piene del Nilo o l’innevamento himalayano. L’obiettivo non fu comunque raggiunto, la previsione del monsone rimase una chimera, tuttavia gli sforzi non furono vani, perché Walker si imbatté in una tessera destinata a rivelarsi decisiva: l’Oscillazione Meridionale (Southern Oscillation).

Si tratta di un’oscillazione della pressione atmosferica a livello del mare tra il Pacifico tropicale occidentale e quello centro-orientale. Oggi sappiamo che quando la pressione è alta a Tahiti, nella Polinesia Francese, è bassa a Darwin, in Australia settentrionale, e viceversa. Non è una correlazione locale: coinvolge aree molto estese attorno a questi “centri d’azione”.

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[Mappa di correlazione tra l’indice dell’Oscillazione Meridionale e la pressione a livello del mare. Le due grandi aree di segno opposto sono i “centri d’azione”: quando la pressione sale in una, scende nell’altra.]

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Walker aveva notato che venti e precipitazioni (quindi il monsone) cambiavano al ritmo di queste oscillazioni, e sperò di ricavarne la previsione che cercava. A torto: l’oscillazione seguiva le piogge monsoniche invece di precederle, e come predittore arrivava sistematicamente tardi.

I contemporanei, per parte loro, restavano scettici di fronte a quelle relazioni statistiche, e per una ragione che vale la pena tenere a mente: Walker non sapeva spiegare perché regioni lontanissime del pianeta dovessero essere collegate.

Normalmente la pressione è bassa a Darwin e alta a Tahiti. Quando arriva El Niño questo assetto si indebolisce, fino a invertirsi negli episodi più intensi.

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[L'indice dell'Oscillazione Meridionale si basa sulle anomalie di pressione a livello del mare tra Tahiti, nel Pacifico centrale, e Darwin, in quello occidentale.]

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[L’altalena barica tra Tahiti e Darwin (pannello inferiore), mediante la quale l’Oscillazione Meridionale viene misurata ancora oggi attraverso l'indice SOI (pannello superiore). El Niño corrisponde ai periodi con un indice SOI negativo.]

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Walker tuttavia non poteva sapere del legame tra Oscillazione Meridionale ed El Niño, perché aveva informazioni solamente sulla componente atmosferica e mancava del tutto di informazioni sull’oceano.

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ENSO: Un unico sistema accoppiato

Per capire che quella fluttuazione della pressione e il riscaldamento costiero erano due tessere dello stesso puzzle serviva la temperatura dell’oceano su un bacino che da solo copre un terzo del pianeta.

I dati arrivarono per accumulo nell’arco di alcuni decenni e in buona parte per ragioni estranee a El Niño: programmi di ricerca congiunti sulla pesca, l’installazione di strumenti di misura su navi di linea, campagne oceanografiche, l’Anno Geofisico Internazionale del 1957-58, che mobilitò 67 paesi, segnando anche la ripresa degli scambi scientifici tra Est e Ovest interrotti dalla guerra fredda. In quegli stessi mesi, per una coincidenza notevole, si sviluppò un intenso El Niño: il primo osservato da una rete abbastanza estesa da vederlo intero.

Tra la fine degli anni Cinquanta e gli anni Sessanta si cominciò a capire che il fenomeno non era confinato alle acque costiere. L’anomalia calda si estendeva verso ovest fino alla linea del cambiamento di data e si accompagnava a modificazioni degli alisei e delle precipitazioni sull’intero bacino.

La correlazione tra oscillazione della pressione e riscaldamento dell’oceano diventava difficile da ignorare. Ma le correlazioni hanno un tallone d’Achille: non dicono nulla sui processi che le sottendono, né quale delle due cose sia causa dell’altra.

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La risposta arrivò nella seconda metà degli anni Sessanta dal meteorologo Jacob Bjerknes, e fu un cambio di prospettiva più che un dato nuovo. Bjerknes propose di trattare oceano e atmosfera come un unico sistema accoppiato. El Niño non è soltanto un fenomeno oceanico con conseguenze atmosferiche, e l’Oscillazione Meridionale non è soltanto un fenomeno atmosferico con conseguenze oceaniche: sono le due facce della stessa medaglia. Di qui il nome composto con cui la chiamiamo oggi, ENSO, da El Niño-Southern Oscillation.

Il meccanismo proposto da Bjerknes è il seguente. Normalmente gli alisei spingono verso ovest l’acqua calda superficiale, che si accumula in una riserva nel Pacifico occidentale (warm pool), mentre nel Pacifico centro-orientale viene rimpiazzata da acqua più fredda che risale dagli strati sottostanti: ne risulta un gradiente di temperatura lungo l’equatore, caldo a ovest e freddo a est. A questo è associato anche un gradiente del livello del mare, più alto a ovest e più basso a est. Ma il contrasto termico non è solo una conseguenza del vento, ne è anche la causa. Sull’acqua calda a ovest l’aria riscaldata e umida sale per convezione e alimenta le precipitazioni, su quella fredda a est l’aria scende secca, tornando poi verso ovest a bassa quota sotto forma di venti alisei, il ramo che chiude il circuito. È una cella chiusa nel piano equatoriale che si alimenta da sola, la circolazione di Walker, in onore di chi ne aveva intravisto l’ombra statistica quarant’anni prima.

Una struttura del genere è stabile finché nulla la disturba, ed estremamente sensibile alle perturbazioni. Se gli alisei si indeboliscono, la risalita di acqua fredda si attenua riscaldando il Pacifico centro-orientale. Ma un Pacifico centro-orientale più caldo riduce il gradiente termico tra ovest ed est, cioè riduce il motore della circolazione, e gli alisei si indeboliscono ulteriormente. Il sistema amplifica la propria perturbazione invece di riassorbirla: è il feedback di Bjerknes, e funziona identico al contrario: alisei più forti raffreddano l’est, accentuano il contrasto termico, rinforzando gli alisei stessi. Lo stesso meccanismo genera quindi sia El Niño sia la fase fredda opposta, La Niña.

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[ENSO nel Pacifico tropicale: condizioni neutre e El Niño. Sull'equatore è schematizzata la circolazione di Walker, che si inverte durante la fase di El Niño.]

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[Le tre configurazioni del Pacifico equatoriale: condizioni neutre, El Niño, La Niña. Si osservi come cambiano insieme l’inclinazione del termoclino, la posizione della regione di convezione atmosferica profonda e l’intensità degli alisei: è il sistema accoppiato di Bjerknes in un solo schema.]

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Era un punto di arrivo notevole: quella che per secoli era stata una stranezza locale della costa peruviana diventava l’instabilità intrinseca di un sistema accoppiato, capace di riorganizzare venti e precipitazioni su scala planetaria.

Restava però un buco, e Bjerknes fu il primo ad ammetterlo. Un feedback positivo, da solo, non produce un’oscillazione: produce una fuga. Una volta avviato il riscaldamento, ogni passo rende il successivo più facile, e nel meccanismo non c’è nulla che dica perché dovrebbe fermarsi, men che meno perché dovrebbe invertirsi e tornare indietro. Eppure El Niño non dura per sempre: dopo qualche stagione si esaurisce, e spesso lascia il posto a La Niña. “C’è ogni ragione per aspettarsi una successione senza fine di tendenze alternate”, scrisse Bjerknes, ma come avvenga l’inversione “non è del tutto chiaro”.

Quel “non è del tutto chiaro” è la domanda da cui parte tutto il resto. E la risposta, come vedremo, non sta nell’atmosfera: sta nella memoria dell’oceano.

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La memoria dell’oceano

La prima risposta seria arrivò a metà degli anni Settanta da uno strumento che nessuno definirebbe sofisticato: i mareografi. Per capire il perché, servono due nozioni.

La prima è il termoclino. Se si cala un termometro dalla superficie verso il fondo, la temperatura non cala in modo regolare. Nei primi metri o decine di metri resta pressoché costante, perché vento e onde rimescolano continuamente uno strato superficiale caldo e omogeneo. Poi, in uno spessore relativamente sottile, precipita rapidamente di parecchi gradi. Sotto, si arriva alle acque profonde, fredde e quiete. Quella zona di transizione brusca è il termoclino, e la sua profondità è il modo più compatto di riassumere quanta acqua calda c’è sopra un dato punto dell’oceano.

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[Profilo verticale tipico della temperatura oceanica. Lo strato superficiale rimescolato è pressoché isotermo. Sotto, in poche decine di metri, la temperatura crolla di parecchi gradi: è il termoclino. Più in basso si estende l’oceano profondo, freddo e stratificato.]

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Nel Pacifico equatoriale non è affatto uniforme: sta molto in basso a ovest, dove gli alisei hanno ammassato acqua calda, e risale fin quasi in superficie a est, dove l’upwelling porta su acqua fredda.

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[Sezione verticale della temperatura lungo l’equatore, dal Pacifico occidentale a quello orientale. Il termoclino è inclinato: profondo sotto la warm pool a ovest, quasi affiorante davanti al Sud America. È questa pendenza che El Niño abbatte.]

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La seconda è il legame tra termoclino e livello del mare. L’acqua calda è meno densa di quella fredda: a parità di massa occupa più volume. Dove lo strato caldo è spesso, quindi, la colonna d’acqua si dilata e la superficie del mare si solleva, mentre dove è sottile, si abbassa.

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[Schema della relazione tra profondità del termoclino e livello del mare.]

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La differenza non è trascurabile, attraverso il Pacifico equatoriale è dell’ordine di qualche decina di centimetri, con il livello più alto a occidente. Ne segue una conseguenza pratica: misurare il livello del mare equivale a misurare, indirettamente, la profondità del termoclino. E il livello del mare si misura da un molo, con un mareografo, a costo quasi nullo.

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[Mappa globale dell'altezza della superficie del mare. Lungo il Pacifico equatoriale il rilievo a ovest e la depressione a est sono la firma superficiale dell’inclinazione del termoclino: qualche decina di centimetri di dislivello lungo l’equatore.]

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Klaus Wyrtki, oceanografo alle Hawaii, capì che una rete di mareografi sparsi sulle isole del Pacifico era in realtà una rete di sonde puntate dentro l’oceano. E quei mareografi c’erano già, con registri lunghi decenni.

Quello che vide contraddiceva l’intuizione più naturale. El Niño non è causato da un indebolimento locale degli alisei al largo del Perù. Nei due anni che lo precedono gli alisei nel Pacifico centrale sono, al contrario, più forti del normale: accumulano acqua calda a occidente, approfondiscono là il termoclino e accentuano la pendenza del livello del mare tra ovest ed est. Quando la spinta del vento si allenta, l’acqua accumulata defluisce verso oriente, approfondendo il termoclino davanti a Ecuador e Perù, dove normalmente sfiora la superficie. L’upwelling continua, ma da quel momento pesca in uno strato caldo.

Sono due ingredienti nuovi, ed entrambi mancavano a Bjerknes. Il primo è che l’oceano accumula: conserva a ovest, sotto forma di acqua calda in eccesso, la traccia di ciò che il vento ha fatto nei mesi e negli anni precedenti. È una memoria, e l’atmosfera da sola non ne ha una paragonabile. Il secondo è che il rilascio non è istantaneo: l’acqua impiega mesi ad attraversare il bacino. Con quali modalità lo faccia è una storia che merita un post a parte. Memoria e ritardo sono esattamente ciò che un feedback positivo, da solo, non può offrire e rappresentano il meccanismo alla base di un’oscillazione.

Nel frattempo il fenomeno smetteva di essere una curiosità accademica. L’El Niño del 1972-73 contribuì al crollo della pesca dell’acciuga peruviana, allora una delle maggiori industrie ittiche del mondo, con ripercussioni sui mercati globali dei mangimi. Capire ENSO cominciava ad avere un valore misurabile.

Alla fine degli anni Settanta il quadro sembrava consolidarsi. Dai vari episodi passati si ricavò un El Niño “canonico”: un copione in cui il riscaldamento comincia lungo la costa peruviana all’inizio dell’anno e si propaga poi verso ovest. Quel copione venne pubblicato in un lavoro del 1982 da Rasmusson e Carpenter.

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1982-83, un Niño capriccioso

Nello stesso 1982 si sviluppò il più intenso El Niño del secolo fino a quel momento. E fece praticamente il contrario di tutto.

Non ci fu alcun accumulo preliminare del livello del mare nel Pacifico occidentale, che secondo Wyrtki era il precursore necessario. Non ci fu alcun riscaldamento al largo del Sud America all’inizio dell’anno, che secondo il copione canonico era il primo atto. Il riscaldamento comparve nel Pacifico centrale e si propagò verso est, cioè nella direzione opposta.

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[Evoluzione delle anomalie di temperatura superficiale durante l’episodio 1982-83. Il riscaldamento non parte dalla costa peruviana come prevedeva il copione canonico, ma compare nel Pacifico centrale e si propaga verso est.]

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Soprattutto, nessuno se ne accorse. Per buona parte del 1982 le analisi operative indicavano un Pacifico equatoriale normale, o addirittura leggermente più freddo del normale. Il motivo principale fu che l’eruzione del vulcano messicano El Chichón, tra marzo e aprile di quell’anno, aveva riempito la stratosfera di aerosol di solfati. Quelle particelle attenuavano la radiazione infrarossa terrestre in arrivo ai satelliti, e gli algoritmi che la convertivano in temperatura non ne tenevano conto: il satellite vedeva meno radiazione e concludeva che la superficie fosse più fredda. L’oceano si stava scaldando davvero. Era la misura a essere sbagliata, di oltre due gradi. A peggiorare le cose, le misure dirette in situ da nave, che avrebbero potuto smentire i satelliti, venivano scartate dal sistema di analisi che combinava le due fonti.

Quando l’evento venne finalmente riconosciuto, era già pienamente sviluppato. Un fenomeno enorme era passato inosservato perché lo strumento con cui lo si guardava era temporaneamente cieco, e perché ci si aspettava che seguisse un copione che quell’anno non seguì.

La lezione fu duplice. La teoria era troppo rigida: un solo copione non bastava a descrivere la varietà degli eventi reali. E il sistema di osservazione era inadeguato: navi di linea o mercantili sparse, qualche mareografo, pochissime boe ormeggiate, quasi nulla trasmesso in tempo reale. Alla seconda di queste due carenze si poteva rimediare in un solo modo.

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Sotto la superficie

Tra il 1985 e il 1994 un programma internazionale, TOGA (Tropical Ocean-Global Atmosphere), si diede l’obiettivo di sorvegliare il Pacifico tropicale in modo continuo. Il suo lascito più visibile è la rete TAO (Tropical Atmosphere Ocean): boe ormeggiate lungo l’equatore, ciascuna delle quali misura vento e le condizioni dell'aria sopra di sé, e la temperatura del mare dalla superficie fino a cinquecento metri di profondità, e trasmette a terra via satellite in tempo reale.

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[Schema delle boe ormeggiate nel Pacifico equatoriale.]

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[La rete di boe TAO/TRITON ormeggiate nel Pacifico equatoriale. Ogni punto è un ormeggio che misura in continuo l’atmosfera sopra di sé e l’oceano sotto di sé, e trasmette via satellite.]

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Costruirla e mantenerla ha richiesto uno sforzo e un investimento enormi, distribuiti su un decennio e su una collaborazione internazionale. È forse il più chiaro esempio di come un fallimento scientifico possa trasformarsi in infrastruttura. È anche in quegli anni che la fase fredda dell’oscillazione, fino ad allora priva di un nome proprio, viene battezzata La Niña.

Per la prima volta il Pacifico equatoriale era sotto osservazione permanente, e il grande El Niño successivo sarebbe stato il primo visto nascere, crescere e spegnersi in diretta.

Nella primavera del 1997 il Pacifico equatoriale cominciò a scaldarsi, e questa volta lo si vide accadere. Le boe trasmettevano ogni giorno il vento in superficie e la temperatura fino a mezzo chilometro di profondità, lungo tutto il bacino. Per la prima volta un El Niño, uno dei più intensi mai registrati, venne osservato dal principio, in tempo reale, dall’interno.

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[Evoluzione delle anomalie di temperatura superficiale durante l’episodio 1997-98, il primo seguito dall’inizio alla fine mentre accadeva.]

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[Evoluzione della temperatura e del livello del mare nel Pacifico equatoriale durante l'episodio del 1997-98. È visibile lo spostamento dell'acqua calda da ovest verso est e lo sprofondamento del termoclino nel Pacifico orientale.]

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Era anche il primo evento per cui esistevano previsioni emesse con mesi di anticipo da modelli dinamici, cioè da modelli che simulano esplicitamente l’oceano e l’atmosfera accoppiati invece di estrapolare statistiche. Gli esiti furono contrastanti, e proprio le discrepanze si rivelarono istruttive quanto le conferme.

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Un serbatoio di calore

Il dato nuovo che le boe resero disponibile con continuità non era la temperatura superficiale che già si misurava, ma la struttura termica in profondità lungo tutto l’equatore. Da lì si ricava una quantità che si è dimostrata sorprendentemente utile: il calore complessivamente immagazzinato nello strato superficiale della fascia equatoriale, sull’intero bacino. In pratica lo si misura come volume di acqua più calda di una certa soglia, ma il concetto è quello del contenuto di calore: quanta energia il Pacifico equatoriale ha in serbo sopra il termoclino. Quel contenuto di calore non segue El Niño: lo precede. Comincia a crescere mesi prima che la temperatura superficiale dia segnali (con l’eccezione, ancora oggi discussa, del 1982) e comincia a calare mentre l’evento è ancora in pieno sviluppo.

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[Anomalia del contenuto di calore dello strato superficiale equatoriale (curva blu), confrontata con l’anomalia di temperatura superficiale (curva rossa). La prima curva anticipa la seconda di alcuni mesi: è la memoria dell’oceano che si carica prima dell’evento e si scarica durante.]

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È l’intuizione di Wyrtki, resa misurabile in tempo reale e su tutto il bacino invece che dedotta dal livello del mare su qualche isola.

Ed è la risposta alla domanda lasciata aperta da Bjerknes. Durante El Niño il Pacifico equatoriale non si limita a scaldarsi: si svuota. L’acqua calda accumulata viene redistribuita verso latitudini leggermente più alte, fuori dalla fascia equatoriale, e il serbatoio si scarica. A quel punto il sistema non ha più il combustibile per sostenere l’anomalia, a est il termoclino risale, l’upwelling torna a pescare acqua fredda e il feedback di Bjerknes si inverte. La fuga si arresta perché il sistema consuma la propria riserva.

Poi il serbatoio ricomincia lentamente a riempirsi, e dopo qualche anno le condizioni per un nuovo evento sono di nuovo presenti.

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Modelli concettuali

Attorno a questa idea si sono formati diversi modelli concettuali, tutti nati prima del 1997 ma confermati e raffinati dai dati delle boe. Ne sono stati proposti almeno quattro, ciascuno con un diverso meccanismo di spegnimento, e un modello successivo li ha inglobati in uno schema unificato in cui possono agire insieme, con pesi variabili nel tempo. Due però sono quelli su cui si è concentrato il dibattito.

Il primo è l’oscillatore ritardato (delayed oscillator). Le anomalie di vento nel Pacifico centrale non generano un solo disturbo, ma due che viaggiano in direzioni opposte: uno verso est, che approfondisce il termoclino e alimenta l’evento; uno verso ovest, che fa l’opposto. Quest’ultimo raggiunge il bordo occidentale del bacino, vi rimbalza e torna indietro verso est. Quando mesi dopo arriva, porta con sé il segno contrario e spegne l’evento che l’aveva generato. Il ritardo del ritorno fissa la durata del ciclo.

Il secondo è l’oscillatore a ricarica (recharge oscillator), che è essenzialmente la storia del serbatoio raccontata sopra: scarica durante l’evento, ricarica lenta dopo, e l’alternanza tra le due fasi che genera l’oscillazione.

Per anni si è discusso quale delle due fosse quella giusta. La risposta emersa è che descrivono due aspetti distinti dello stesso sistema, e che i modelli concettuali più recenti li combinano. L’oscillatore a ricarica è oggi quello di riferimento, non perché sia più vero, ma perché riesce a riprodurre con due sole equazioni un numero sorprendente di proprietà osservate: l’ampiezza tipica degli eventi, la loro durata, il fatto che culminino quasi sempre attorno a Natale, e l’asimmetria per cui gli El Niño forti sono più estremi delle La Niña forti.

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Il problema dell’irregolarità

Resta però una difficoltà che nessuno dei due schemi risolve da solo. Un oscillatore, per definizione, oscilla con regolarità. ENSO no: gli intervalli variano da due a sette anni, alcuni eventi sono enormi e altri appena percettibili, a volte si saltano completamente dei cicli.

Su come interpretare questa irregolarità esistono due letture, e il dibattito non è chiuso.

La prima è che il sistema sia intrinsecamente caotico, ipotesi naturale per un sistema quasi-periodico come ENSO. L’oscillazione accoppiata ha un suo ritmo naturale, il ciclo stagionale ne ha un altro, e quando due oscillatori con periodi incommensurabili interagiscono in modo non lineare il risultato può essere deterministico ma imprevedibile a lungo termine, come accade in molti sistemi dinamici. L’ipotesi fu avanzata da Geoffrey Vallis già nel 1986 e sviluppata negli anni Novanta.

La seconda è che l’oscillazione sia in realtà smorzata, cioè tenderebbe a spegnersi da sola, e venga continuamente riattivata da disturbi esterni. I candidati principali sono le raffiche di vento (wind burst) da ovest che si scatenano nel Pacifico occidentale su scale di giorni o settimane, spesso associate a fenomeni atmosferici tropicali più rapidi. In questa lettura ENSO è un sistema che risuona: ha una frequenza preferita, ma senza qualcuno che lo perturbi non suonerebbe.

La distinzione non è solamente accademica. Se il sistema è un oscillatore auto-sostenuto, in linea di principio è prevedibile con largo anticipo. Se è un risuonatore eccitato dal rumore, la sua prevedibilità è limitata da quanto sono prevedibili le raffiche, cioè poco, perché durano giorni. La verità sembra stare nel mezzo, e questo spiega perché le previsioni di ENSO funzionino ragionevolmente bene fino a sei mesi prima e diventino incerte oltre, soprattutto nei mesi primaverili.

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C'è El Niño e El Niño

Il secondo grande insegnamento degli ultimi vent’anni è che il copione canonico, quello già smentito nel 1982, non andava sostituito con un altro copione ma con un ventaglio.

Alcuni eventi hanno il massimo riscaldamento addossato alla costa sudamericana: sono i più intensi, quelli che restano nella memoria popolare, come il 1982-83 e il 1997-98. Altri hanno il massimo nel Pacifico centrale, vicino alla linea del cambiamento di data, e lasciano l’estremo orientale relativamente freddo. Questi ultimi sono stati riconosciuti come categoria a sé solo a partire dalla metà degli anni Duemila, e hanno ricevuto nomi diversi da gruppi diversi (El Niño centrale, El Niño della warm pool, El Niño della date line) che è un buon indizio di quanto il riconoscimento sia stato recente e dibattuto. Il nome che ha avuto più fortuna è probabilmente quello proposto da un gruppo giapponese: El Niño Modoki, dove modoki è un termine che indica qualcosa che somiglia a un’altra cosa senza esserlo. Un El Niño per modo di dire.

La distinzione conta perché le conseguenze su aree remote, lontane dal Pacifico, dipendono da dove si trova il riscaldamento, non solo da quanto è forte. Spostare di qualche migliaio di chilometri la regione in cui l’aria sale e la pioggia si concentra significa spostare il punto da cui la perturbazione si irradia verso le medie latitudini, e quindi cambiare quali regioni del pianeta avranno un inverno più secco o più piovoso. Due El Niño di uguale intensità possono avere effetti diversi in Nord America o in Europa. Con quale meccanismo un’anomalia equatoriale riesca a farsi sentire a diecimila chilometri di distanza è una storia che merita un post a parte.

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Dove siamo oggi?

Un secolo e mezzo dopo i pescatori peruviani, ENSO è il fenomeno di variabilità climatica meglio osservato e meglio compreso del pianeta, e resta imprevedibile oltre pochi mesi.

Sappiamo perché comincia, sappiamo perché finisce, abbiamo modelli concettuali che con due equazioni riproducono le proprietà statistiche di un secolo di eventi. Non sappiamo, e forse non sapremo mai con precisione, quando arriverà il prossimo e di che tipo sarà, perché una parte di quella risposta dipende da fenomeni di breve durata (wind burst), che nessuno può prevedere con largo anticipo.

 

[claravox]

22 minuti fa, LeoCleo ha scritto:

El cambiamentos climaticos!

Interessante che un ciclo naturale abbia una forte influenza sul clima globale, chi lo avrebbe mai detto …..

[ar3461]

Alla fine questo calore quando finisce ? 🥴🫤 si puo fare una previsione attendibile ?

[aldofranci]

Un 3ad informativo senza il sabotaggio dei soliti trogloditi sciochimicari e orfani di Byoblu è possibile?

[UpTo11]

1 ora fa, ar3461 ha scritto:

Alla fine questo calore quando finisce ? 🥴🫤 si puo fare una previsione attendibile ?

Ottima domanda. Tra l’altro mi fa capire di aver utilizzato un paragone (quando parlo di combustibile o di riserva che si esaurisce) che può essere fuorviante e di aver dimenticato di specificare la durata tipica di un evento.
Per quanto riguarda il calore, in realtà non viene “consumato”, viene in parte spostato e in parte trasferito all’atmosfera. Lo spostamento a sua volta è in parte interno alla fascia equatoriale, l’avanti e indietro dell’acqua calda che solitamente stazione sul continente marittimo, e in parte è trasferito dalla zona equatoriale a latitudini più alte. Il trasferimento all’atmosfera è il motivo per cui gli anni di El Niño intensi sono anche anni di temperature medie globali record.
Per quanto riguarda la durata, un evento tipico dura circa un anno, inizia tra la tarda primavera e l’estate e termina circa un anno dopo. Ricordiamo però che un evento “canonico” è una semplificazione e a volte è disatteso. Mi rifaccio a questa figura, che mostra la serie temporale di uno dei tanti indici utilizzati per caratterizzare ENSO. Occhio che va “a capo”, si parte dal 1950 nel pannello in alto e si arriva ad oggi in quello in basso.

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Per farla semplice, la curva positiva (arancio) sono gli El Niño quando superano la linea rossa, quella negativa (azzurra) la fase fredda opposta, La Niña, quando superano la linea blu. Come si può vedere gli episodi più intensi (65-66, 72-73, 82-83, 97-98, 2015-16) durano circa un anno. Tuttavia l’episodio intenso 91-92 (purtroppo è dove la serie temporale va “a capo”) persiste in zona El Niño, seppur debole, fino al 95. In modo simile i 57-58 e 76-77.
Venendo invece alla possibilità di previsione, come ho scritto nel post, si può fare entro certi limiti. Attualmente le previsioni sono affidabili fino a circa sei mesi, dopodiché l’affidabilità si riduce rapidamente. Sostanzialmente di sfrutta la memoria dell’oceano. Se nell’oceano c’è un precondizionamento favorevole a El Niño (o La Niña), i modelli sono in grado di “riconoscerlo” e la previsione è fattibile. Da qui l’importanza di monitorare l’oceano globale, anche al suo interno, per fornire ai modelli la conoscenza migliore possibile dello stato del sistema. Ad esempio, già all’inizio dell’anno il consenso dei modelli era per un El Niño, anche se l’intensità era ancora incerta. Attualmente danno un picco attorno a Novembre e poi un ritorno verso condizioni neutre per l'inizio estate 2027. Resta però il limite intrinseco dovuto al ruolo delle raffiche di venti occidentali, episodi brevi e in pratica casuali, che non è possibile prevedere con largo anticipo. Questo è il motivo per il quale non è possibile sapere se ci sarà un El Niño fra 2 o 3 anni.
Nella previsione a lungo termine ci sono stati passi avanti attraverso l’AI negli ultimi 4-5 anni. Ma non vorrei mettere troppa carne al fuoco.

[audio2]

tanto siccome un giorno morirete tutti, meglio al caldo che al freddo senza gas e riscaldamento.

[dariosch]

 

 

[widemediaphotography]

3 ore fa, claravox ha scritto:

Interessante che un ciclo naturale abbia una forte influenza sul clima globale, chi lo avrebbe mai detto …..

Un'analisi rigorosa non può prescindere dal distinguere nettamente la meteorologia dalla climatologia e dalle forzanti globali poiché confondere, come spesso accade, il tempo atmosferico a breve termine con le tendenze climatiche secolari genera soltanto confusione, indipendentemente dagli allarmismi o dal negazionismo. Il celebre caso dell'Europa nel 2003 dimostra chiaramente come un'estate eccezionalmente calda e lunga sia dipesa da dinamiche differenti rispetto ai grandi cicli globali, visto che l'indice ENSO era sostanzialmente neutrale e conferma che le oscillazioni oceaniche non dettano necessariamente legge in modo lineare su scala locale. Sebbene la componente antropica del riscaldamento globale sia un dato di fatto scientificamente solidissimo fondato sulla più elementare stechiometria di base, bisogna tuttavia riconoscere onestamente che pensare di poter fare qualcosa di veramente efficace con effetti a breve periodo non è utopia, ma di più, data la massiccia inerzia del sistema climatico ed economico globale che lascia ben poche possibilità di passare alle emissioni negative immediate.
In altre parole, non è certo bloccando le autostrade o la TAV che si risolve il problema, mentre al momento e nell'immediato la partita si gioca inevitabilmente sugli effetti piuttosto che sulle cause. L'anziano che muore dal caldo non può certo attendere che la comunità globale inverta la rotta... 

[wow]

 

L'inerzia del sistema climatico è un fattore con il quale occorre fare comunque i conti. Anche applicando oggi le misure su cui la comunità scientifica concorda, i benefici non saranno immediati, ma questo argomento non può essere una giustificazione dell'inazione.

Insomma si sta passando dal negazionismo a una sorta di rassegnazione rinunciataria. L'inerzia non è una costante immutabile, ma dipende da quanto continuiamo a caricare il sistema. Ogni anno di ritardo non si limita a "posticipare" la soluzione, ma aumenta la quantità di calore accumulata negli oceani e la permanenza di CO2 in atmosfera.

Se non si agisce subito, non si sta semplicemente accettando il clima di domani, ma si sta incrementando l'inerzia del sistema, accelerando il rischio di superare ulteriori punti di non ritorno.

L'impossibilità di fermare subito l'auto in corsa, non è un motivo non solo per non frenare ma addirittura per accelerare verso il muro.

 

[UpTo11]

Cercherei di restare in topic. Ci sono altre discussioni sui cambiamenti climatici, gli impatti, le possibili soluzione, ecc... e al limite se ne possono aprire di nuove su aspetti non ancora discussi.

Qui vorrei provare a seguire l'evento in corso, cercando di fornire informazioni. Se non interessa si può tranquillamente passare oltre.

[UpTo11]

 

Prima di vedere come si sta evolvendo l’evento in corso è bene chiarire un paio di concetti, quello di climatologia e quello di anomalia, perché saranno le basi per capire cosa sta succedendo e per poter fare confronti con eventi precedenti.
Ogni serie temporale di dati climatici, che riguardi l’atmosfera, l’oceano, il ghiaccio marino o gli altri componenti del sistema climatico, contiene generalmente un intreccio di segnali frammisti a rumore. Trovandoci tra audiofili, non è molto diverso da un segnale audio. Non tutti i segnali presenti ci interessano, perché possono non avere un collegamento con il fenomeno che vogliamo osservare. Dobbiamo quindi trovare il modo di estrarre ciò che è rilevante.
Una componente che sappiamo essere spesso presente è la risposta del sistema climatico al ciclo stagionale, un segnale periodico legato alla variazione dell’insolazione nel corso dell’anno, determinata principalmente dall’inclinazione dell’asse terrestre nel suo moto di rivoluzione attorno al Sole. Nel caso di fenomeni come El Niño, siamo interessati alla variabilità interannuale del sistema climatico. In altre parole, non siamo interessati a sapere quanto caldo sia il Pacifico equatoriale in assoluto, ma quanto la sua temperatura si discosti da quella tipica di un certo periodo dell’anno. Per questo andremo a sottrarre dal segnale il ciclo stagionale medio, ciò che si definisce la climatologia.
Quello che resta è l’anomalia: la deviazione del segnale rispetto al ciclo stagionale medio. L’anomalia contiene, tra le altre cose, la variabilità interna del sistema climatico, cioè una parte di ciò che rende un gennaio diverso da ogni altro, un’estate diversa dalle altre estati e così via.

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Come si fa in pratica? Supponiamo di avere 46 anni di temperature medie mensili, dal 1980 al 2025, quindi 46 valori per ogni mese dell’anno. Si sceglie un periodo di riferimento, possibilmente di almeno 30 anni, ad esempio 1990-2019 (l’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO) raccomanda 30 anni per definire le “climate normals”, concetto molto simile a quello di climatologia). Si calcola il gennaio medio (climatologico) come media dei 30 mesi di gennaio su questo periodo di riferimento. Il febbraio medio allo stesso modo, media dei 30 mesi di febbraio, e così via. Costruiamo quindi un “anno medio” sul periodo scelto: la climatologia. Infine si sottrae la climatologia dal segnale originale per ottenere l’anomalia. Ad ognuno dei 46 mesi di gennaio sottraggo il gennaio medio calcolato sul periodo della climatologia. Stesso discorso per febbraio, marzo e così via.
L'anomalia si può calcolare anche con dati a frequenza diversa da quella mensile, ad esempio giornaliera, settimanale, su 5 giorni consecutivi (pentade), sulle stagioni, ecc... Il concetto resta lo stesso. Ad ogni campione sottraggo il campione stagionale medio medio. A frequenza giornaliera, ad ogni 1 gennaio sottraggo la media climatologica dei 1 gennaio e così via. A frequenza pentadale, ad ogni ventitreesima pentade dell'anno sottraggo la media climatologica delle ventitreesime pentadi dell'anno, ecc.... L'unico accorgimento è quello di stabilire un criterio col quale trattare gli anni bisestili e mantenerlo uguale nell'analisi.

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Un'ultima complicazione, ma non meno importante, riguarda la possibile presenza di un segnale a bassa frequenza, cioè che varia su scale temporali molto più lunghe di quella interannuale che ci interessa. Può trattarsi di un trend più o meno costante sul periodo considerato, oppure di un'oscillazione lenta ma nota, con periodo di qualche decennio. Indipendentemente da quale sia la causa, se non la rimuoviamo, l'anomalia calcolata rispetto a un'unica climatologia fissa conterrà, oltre alla variabilità interannuale che ci interessa, anche una parte di questo segnale a bassa frequenza.
Questo diventa un problema soprattutto quando si vogliono confrontare tra loro eventi lontani nel tempo, ad esempio un El Niño degli anni '80 con uno recente: un'anomalia calcolata oggi potrebbe apparire più intensa (o meno intensa, a seconda del segno e della fase della componente di fondo) non perché il fenomeno stesso sia cambiato, ma semplicemente perché lo stato di fondo del sistema climatico si è spostato nel frattempo. Per rendere possibile i confronti è quindi spesso necessario un detrending o un filtraggio, cioè la rimozione della componente di bassa frequenza, prima o dopo aver calcolato l'anomalia rispetto alla climatologia.
Il modo più semplice per farlo è stimare un trend lineare sull'intera serie di dati (o su un periodo scelto) e sottrarlo. Se il trend o la componente a bassa frequenza non sono ben approssimati da una retta, ad esempio perché accelera, decelera, o è essa stessa oscillante, si può ricorrere a metodi più elaborati. Non esiste un'unica scelta universalmente corretta: il metodo di detrending va scelto e motivato caso per caso, a seconda del problema specifico.

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