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Modelli climatici
#1
Visto che ci lavoro, e visto che sto avendo un momento di masochismo, per un momento e con sommo dispiacere mi calo nei panni della persona seria (ma rimarrà un caso isolato non preoccupatevi) e provo a spiegare come si interpretano i modelli climatici...senza parlare della parte geochimica e fisica da cui partono i modellisti, ma andando direttamente a come si usano nella ricerca i risultati dei modelli, cosa c'è di meglio per capire che fare un bel parallelo con gli spaghi gfs che tutti conoscono?


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La differenza sostanziale sta nel fatto che gfs parte da condizioni al contorno ritenute errate (ricorrette ogni sei ore tramite le perturbazioni che vanno a creare i 20 spaghi sottili) ma condizioni iniziali sostanzialmente corrette (anche quelle possono contenere comunque piccoli errori, oppure ci sono stazioni che non trasmettono dati e via dicendo). Chi è esperto di modelli meteorologici può comunque correggermi se sbaglio, su quelli ho molta meno conoscenza. Il modello climatico invece parte sì da una condizione iniziale corretta, ma poi viene lasciato simulare come un modello meteorologico per n anni... questo non a partire da oggi, ma da minimo 50 anni nel passato (dipende dal modello, ma meno di 50 anni si perde di significatività). Partendo ad esempio dalle condizioni presenti nel 1900 e ripercorrendone le variazioni (come condizioni al contorno note), si lancia la simulazione (immaginate che centri di calcolo ci vogliano) e ci si ferma ad oggi... Questo è il primo step. Successivamente si passa all'analisi dei risultati: i 100 anni simulati hanno avuto un comportamento riconducibile a quello effettivamente riscontrato nella realtà? Se no, il modello è da cestinare, se si invece ci si pone altre domande:

- la circolazione generale dell'atmosfera è simulata correttamente ovunque?

- i regimi di precipitazione, temperatura, ecc sono rispettati correttamente? sono rispettati ovunque? la varianza dei risultati è quantificabile e rientrante in un determinato range di accettabilità?

- Ci sono zone dove il modello non risponde correttamente alle sollecitazioni? Se ci sono quali possono essere le cause della mancata corrispondenza? quali sono quelle che sicuramente non sono responsabili? qual'è l'effetto del negare queste possibili cause sul resto del sistema?

- Quali meccanismi di retroazione vengono o non vengono attivati?

- Il modello è idrostatico? Se sì, le precipitazioni convettive vengono comunque simulate o si perde questo dato? Se è non idrostatico, le precipitazioni convettive vengono generalmente stimate o sottostimate? questo avviene ovunque? c'è una relazione tra stima/sottostima e posizione geografica o quota?

- ...

Ci sono altre miliardi di considerazioni, ma per evitare di annoiare taglio.

Ora, alcuni modelli passano la verifica e diventano candidati per simulare anche il futuro, altri vengono cestinati, altri vanno rivisti più o meno completamente e devono ripetere l'iter. Tra quelli che hanno simulato correttamente il passato (ovviamente non stiamo parlando di ricalcare esattamente ora per ora le serie storiche) alcuni sono scelti tramite ulteriori re-analisi (ad esempio l'ERA-40 dell'ECMWF) per simulare le condizioni future sulla base delle famose story-lines socio-economiche dell'IPCC. Ci sono scenari pessimisti in termini di emissioni e altri ottimisti, oltre che uno scenario con le condizioni attuali mantenute costanti.

Dall'immagine si vede che l'andamento prima di oggi non è del tutto univoco, perchè appunto ogni modello ha una sua simulazione del passato, ma ha le stesse "medie" climatiche, nel futuro ovviamente la situazione diventa via via più caotica

Quindi non solo ci sono tantissimi modelli climatici, ma esistono diversi scenari futuri su cui ogni modello viene fatto girare. Quindi la forbice di possibilità che si apre da qui alla fine del secolo è di una ampiezza rilevante (da un aumento lieve delle temperature attuali nei prossimi 50 anni a un forno totale entro il 2100), ma a un articolo su repubblica.it letto da un appassionato di politica, calcio o di fai da te, questo cosa può interessare? nulla! per questo sui giornali si prendono solo le notizie che possano attrarre l'attenzione, ma mica stanno a dire di che modello e di quale scenario si sta parlando! Sarebbe come se si costruisse un articolo su una mega ondata di caldo sulla base di uno solo dei 20 spaghi, fregandosene del resto dell'ensemble.

I modelli in ogni caso non simulano per cattiveria un forte riscaldamento futuro, il fatto che uno o alcuni simulino sino a 4°C in più entro il 2050 fa sorridere anche me, ma da una parte mi fa anche preoccupare, perchè vuol dire che per quanto remota esiste anche questa possibilità. Se poi si vuole entrare nei discorsi politici poi la mia opinione vale come quella di qualsiasi altro, e sicuramente meno di quella di Cina e India a cui non fregherà mai nulla degli accordi sul clima fatti dall'occidente, che hanno la valenza delle varie conferenze per la pace nel mondo...

Se può interessare, a conclusione del megapippone, il modello che io ho utilizzato nel paper che mi è stato accettato pochi giorni fa prevede ad esempio con lo scenario B1 un aumento inferiore a 1°C della temperatura media sulla zona di interesse entro il 2050, con un contemporaneo forte aumento delle precipitazioni invernali. Trattandosi di una applicazione glaciologica ho usato un RCM, e ne avrei usati di più se la zona in questione fosse stata coperta da altri modelli... questo è stato un bel problema con uno dei 3 revisori che mi ha rotto (giustamente) le balle per un anno. In ogni caso ormai la tendenza nella ricerca sarà quella di utilizzare solo le ensemble di più modelli e più scenari, cercando poi di dare una valutazione dell'incertezza in termini statistici e numerici, questo è un discorso più noioso però.

Comunque non vedo l'ora che l'A.R.C.A.N.O. Global Model venga inserito nell'Ensemble e faccia vergognare tutti gli altri invidiosi meteoclimatici modelli caldisti.
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#2
abrakadabra Ha scritto:Visto che ci lavoro, e visto che sto avendo un momento di masochismo, per un momento e con sommo dispiacere mi calo nei panni della persona seria (ma rimarrà un caso isolato non preoccupatevi) e provo a spiegare come si interpretano i modelli climatici...senza parlare della parte geochimica e fisica da cui partono i modellisti, ma andando direttamente a come si usano nella ricerca i risultati dei modelli, cosa c'è di meglio per capire che fare un bel parallelo con gli spaghi gfs che tutti conoscono?


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La differenza sostanziale sta nel fatto che gfs parte da condizioni al contorno ritenute errate (ricorrette ogni sei ore tramite le perturbazioni che vanno a creare i 20 spaghi sottili) ma condizioni iniziali sostanzialmente corrette (anche quelle possono contenere comunque piccoli errori, oppure ci sono stazioni che non trasmettono dati e via dicendo). Chi è esperto di modelli meteorologici può comunque correggermi se sbaglio, su quelli ho molta meno conoscenza. Il modello climatico invece parte sì da una condizione iniziale corretta, ma poi viene lasciato simulare come un modello meteorologico per n anni... questo non a partire da oggi, ma da minimo 50 anni nel passato (dipende dal modello, ma meno di 50 anni si perde di significatività). Partendo ad esempio dalle condizioni presenti nel 1900 e ripercorrendone le variazioni (come condizioni al contorno note), si lancia la simulazione (immaginate che centri di calcolo ci vogliano) e ci si ferma ad oggi... Questo è il primo step. Successivamente si passa all'analisi dei risultati: i 100 anni simulati hanno avuto un comportamento riconducibile a quello effettivamente riscontrato nella realtà? Se no, il modello è da cestinare, se si invece ci si pone altre domande:

- la circolazione generale dell'atmosfera è simulata correttamente ovunque?

- i regimi di precipitazione, temperatura, ecc sono rispettati correttamente? sono rispettati ovunque? la varianza dei risultati è quantificabile e rientrante in un determinato range di accettabilità?

- Ci sono zone dove il modello non risponde correttamente alle sollecitazioni? Se ci sono quali possono essere le cause della mancata corrispondenza? quali sono quelle che sicuramente non sono responsabili? qual'è l'effetto del negare queste possibili cause sul resto del sistema?

- Quali meccanismi di retroazione vengono o non vengono attivati?

- Il modello è idrostatico? Se sì, le precipitazioni convettive vengono comunque simulate o si perde questo dato? Se è non idrostatico, le precipitazioni convettive vengono generalmente stimate o sottostimate? questo avviene ovunque? c'è una relazione tra stima/sottostima e posizione geografica o quota?

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Ci sono altre miliardi di considerazioni, ma per evitare di annoiare taglio.

Ora, alcuni modelli passano la verifica e diventano candidati per simulare anche il futuro, altri vengono cestinati, altri vanno rivisti più o meno completamente e devono ripetere l'iter. Tra quelli che hanno simulato correttamente il passato (ovviamente non stiamo parlando di ricalcare esattamente ora per ora le serie storiche) alcuni sono scelti tramite ulteriori re-analisi (ad esempio l'ERA-40 dell'ECMWF) per simulare le condizioni future sulla base delle famose story-lines socio-economiche dell'IPCC. Ci sono scenari pessimisti in termini di emissioni e altri ottimisti, oltre che uno scenario con le condizioni attuali mantenute costanti.

Dall'immagine si vede che l'andamento prima di oggi non è del tutto univoco, perchè appunto ogni modello ha una sua simulazione del passato, ma ha le stesse "medie" climatiche, nel futuro ovviamente la situazione diventa via via più caotica

Quindi non solo ci sono tantissimi modelli climatici, ma esistono diversi scenari futuri su cui ogni modello viene fatto girare. Quindi la forbice di possibilità che si apre da qui alla fine del secolo è di una ampiezza rilevante (da un aumento lieve delle temperature attuali nei prossimi 50 anni a un forno totale entro il 2100), ma a un articolo su repubblica.it letto da un appassionato di politica, calcio o di fai da te, questo cosa può interessare? nulla! per questo sui giornali si prendono solo le notizie che possano attrarre l'attenzione, ma mica stanno a dire di che modello e di quale scenario si sta parlando! Sarebbe come se si costruisse un articolo su una mega ondata di caldo sulla base di uno solo dei 20 spaghi, fregandosene del resto dell'ensemble.

I modelli in ogni caso non simulano per cattiveria un forte riscaldamento futuro, il fatto che uno o alcuni simulino sino a 4°C in più entro il 2050 fa sorridere anche me, ma da una parte mi fa anche preoccupare, perchè vuol dire che per quanto remota esiste anche questa possibilità. Se poi si vuole entrare nei discorsi politici poi la mia opinione vale come quella di qualsiasi altro, e sicuramente meno di quella di Cina e India a cui non fregherà mai nulla degli accordi sul clima fatti dall'occidente, che hanno la valenza delle varie conferenze per la pace nel mondo...

Se può interessare, a conclusione del megapippone, il modello che io ho utilizzato nel paper che mi è stato accettato pochi giorni fa prevede ad esempio con lo scenario B1 un aumento inferiore a 1°C della temperatura media sulla zona di interesse entro il 2050, con un contemporaneo forte aumento delle precipitazioni invernali. Trattandosi di una applicazione glaciologica ho usato un RCM, e ne avrei usati di più se la zona in questione fosse stata coperta da altri modelli... questo è stato un bel problema con uno dei 3 revisori che mi ha rotto (giustamente) le balle per un anno. In ogni caso ormai la tendenza nella ricerca sarà quella di utilizzare solo le ensemble di più modelli e più scenari, cercando poi di dare una valutazione dell'incertezza in termini statistici e numerici, questo è un discorso più noioso però.

Comunque non vedo l'ora che l'A.R.C.A.N.O. Global Model venga inserito nell'Ensemble e faccia vergognare tutti gli altri invidiosi meteoclimatici modelli caldisti.

Certo che ci può interessare, e se magari potessimo leggere questo paper sarebbe meglio Big Grin
"La Sardegna. Questa terra non somiglia a nessun altro luogo"D.H. Lawrence

"QUI VIGE L'UGUAGLIANZA: NON CONTA UN CAZZO NESSUNO!" cit.

"Quando l'ingiustizia diventa legge, la resistenza diventa un dovere"
Bertolt Brecht
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#3
Davvero molto interessante il tuo intervento, anzi sono altamente benvenuti "pipponi" come questo! dovrebbero impararselo a memoria quelli che screditano i modelli climatologici senza neppure sapere di cosa stanno parlando Rolleyes
"Nel tempo dell'inganno universale, dire la verità è un atto rivoluzionario" (G. Orwell).

"L'inferno dei viventi non è qualcosa che sarà; se ce n'è uno, è quello che è già qui, l'inferno che abitiamo tutti i giorni, che formiamo stando insieme. Due modi ci sono per non soffrirne. Il primo riesce facile a molti: accettare l'inferno e diventarne parte fino al punto di non vederlo più. Il secondo è rischioso ed esige attenzione e apprendimento continui: cercare e saper riconoscere chi e cosa, in mezzo all'inferno, non è inferno, e farlo durare, e dargli spazio." (Italo Calvino, Le Città Invisibili)
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#4
OOOOOOH! Sono proprio contento che una persona del settore abbia approfondito quello che io avevo brutalmente sintetizzato qua http://www.unimeteo.net/meteorologia-e-c...post200363

grazie per il contributo! :wink:
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#5
Denver22 Ha scritto:OOOOOOH! Sono proprio contento che una persona del settore abbia approfondito quello che io avevo brutalmente sintetizzato qua http://www.unimeteo.net/meteorologia-e-c...post200363

grazie per il contributo! :wink:

azz se lo avessi letto mi risparmiavo metà testo, caspita pure lo stesso esempio, almeno avrei preso gli spaghi ECMWF! :lolA: Hai sintetizzato benissimo, e la sintesi è un dono fondamentale, più uno per spiegare un concetto la fa lunga e più è debole la spiegazione.
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#6
Ho voluto fare questo accenno ai modelli climatici di previsione futura in quanto ritengo opportuno mettere dei punti fissi sui quali poi eventualmente discutere. Almeno per comprendere a grandi linee come funzionano certi modelli.
Spero inoltre che una persona del settore come [MENTION=2156]abrakadabra[/MENTION] possa correggermi e puntualizzare certi aspetti!

Prendiamo come esempio gli scenari SRES ( Special Report on Emission Scenarios).
Questi possibili scenari si basano essenzialmente sulla concentrazione di gas serra in atmosfera e quindi sul loro aumento.
Non solo, gli scenari attuano praticamente una simulazione economica del mondo futuro, cioè ad ogni scenario sarà associato uno stile economico mondiale sempre diverso.
Gli scenari SRES sono raggruppati in quattro famiglie: A1, A2, B1 e B2, questi esplorano linee di sviluppo alternative e vanno a coprire una gamma di forzanti demografici, economici, tecnologici e di conseguenza le emissioni di gas serra ad essi associati.

[ATTACH=CONFIG]14006[/ATTACH]

Analizziamoli nel dettaglio:

A1: questo scenario ipotizza un mondo in rapida crescite economica, con una popolazione che aumenta fino ad un massimo alla metà del secolo e una rapida introduzione di nuove e più efficienti tecnologie.
Lo scenario è diviso a sua volta in tre sotto-scenari per descrivere meglio le direzioni alternative di cambiamento tecnologico:
A1F1: uso intensivo di combustibili fossili.
A1T: fonti energetiche non fossili.
A1B: equilibrio tra le due fonti.

B1: Questo scenario descrive un mondo convergente, con medesima popolazione di A1, ma con cambiamenti più veloci della struttura economica verso un'economia di servizi e informazione. Un mondo di "dematerializzazione" con intoduzione di tecnologie più pulite e meno inquinanti.

B2: Lo scenario B2 descrive invece un mondo con crescita economica e di popolazione moderate. Enfatizza soluzioni locali per la sostenibilità economica, sociale ed ambientale.

A2: Come ultimo, lo scenario A2 descrive un mondo molto eterogeneo con grande crescita della popolazione, ma lento sviluppo economico e tecnologico. Particolare attenzione verso la famiglia e le tradizioni locali.

Proiezione per ogni scenario valori di CO2:

[ATTACH=CONFIG]14007[/ATTACH]

Proiezione aumento di Temperatura. Lo scenario IS92a è un singolo scenario utilizzato da IPCC nel 1992.

[ATTACH=CONFIG]14008[/ATTACH]

Proiezione aumento livello medio marino

[ATTACH=CONFIG]14009[/ATTACH]
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#7
[MENTION=2156]abrakadabra[/MENTION] [MENTION=2040]Denver22[/MENTION] :applausi: :birra:
[Immagine: xzCrUL7.gif]
Mike:"You know what happened. The question is, can you live with it?”

"Quando il sole della cultura è basso, i nani hanno l'aspetto di giganti"
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