The Second Version

14/06/07

La Mazza da Hockey ed Altre Distorsioni

Di recente, all'ultimo G8 è stato raggiunto un accordo sul clima - che io non esito a definire auto-congratulatorio - che prevede la riduzione del 50% delle emissioni di gas serra entro il 2050 (rispetto ai livelli del 1990). Senza una politica energetica che faccia un massiccio uso di energia nucleare, non c'è modo di ottenere questa riduzione di emissioni - a meno che lo stato non assuma il potere di decidere quanta energia i singoli cittadini possono usare, e come usarla. E se questo non vi dà i brividi, non so cosa può farlo.

Ma andiamo alla radice della questione, seguendo la linea dell'articolo What is the ‘Hockey Stick’ Debate About?, R. McKitrick, APEC Study Group, Australia, April 2003 (disponibile online qui). L'idea che sia necessario ridurre drasticamente le emissioni antropiche di CO2 ed altri gas serra discende principalmente dal Terzo Rapporto di Valutazione (Third Assessment Report, TAR) dello IPCC, nel quale si afferma categoricamente che il recente riscaldamento globale è per la maggior parte antropogenico.

Questa conclusione è a sua volta basata quasi interamente sulla ricostruzione paleoclimatica di Mann e coautori (MBH99), che mostra una temperatura globale senza fluttuazioni di rilievo dall'anno 1000, seguita da un rapido incremento dal 1900 ad oggi - la "Mazza da Hockey". Il TAR dà un rilievo pressochè sproporzionato a questa ricostruzione, che viene ripetuta più volte in diverse sezioni del rapporto, ed in un egregio caso, viene presentata a colori e con dimensioni molto più grandi di un grafico delle temperature troposferiche, il quale dimostra un andamento assai meno allarmante.

Mentre nello IPCC-SAR del 1995 la ricostruzione paleoclimatica mostra chiaramente il Periodo Caldo Medievale (1000 - 1400) e la Piccola Era Glaciale del 1500 - 1900. Quindi, nel 1997 S. Huang pubblicò una ricostruzione della temperatura media globale dai profili di temperatura crostale che conferma le oscillazioni dell'ultimo millennio; questo grafico però non compare nel TAR, che invece predilige MBH99.

Per spiegare come si sia arrivati ad ottenere questa ricostruzione è necessario addentrarsi un po' nei mendri delle tecniche matematiche utilizzate per elaborare i dati grezzi, e come questi dati vengono ottenuti.

La possibilità di misurare le temperature superficiali con termometri ed altri sensori è relativamente recente: le stazioni meteo più longeve vantano circa 250 anni di misure, ma in un numero limitato di località - mentre le ricostruzioni paleoclimatiche hanno come obbiettivo quello di fornire l'andamento della temperatura media globale. E' quindi necessario impiegare indicatori indiretti (proxy indicators) di temperatura: fra gli indicatori più usati ci sono i profili di temperatura nella crosta terrestre (borehole temperatures) che si basano sulla variazione del flusso di calore crosta-atmosfera causata dalla temperatura di quest'ultima; quindi gli anelli di accrescimento degli alberi (tree rings), il cui spessore e morfologia sono correlati alla temperatura media nella stagione di crescita (ed altri fattori).

Mann et al. hanno usato 1082 serie di temperature e circa 400 fra serie e sotto-serie di indicatori indiretti: ridurre tutta questa mole di dati ad una singola linea (spaghetto, nel gergo tecnico) richiede un considerevole lavoro. Il lavoro inizia con l'analisi dei componenti principali (PC), che riduce diverse serie ad una loro media pesata in modo spiegare il più possibile della varianza (l'andamento, in parole semplici) delle serie originali. In questo modo, dalla matrice di dati originale si ottengono un vettore (PC1) detto componente dominante, ed una matrice dei residui più piccola; l'analisi si può ripetere sui residui ottenendo la componente secondaria PC2 e così via con PC3, PC4 ecc; un numero piuttosto piccolo di PC può bastare a riassumere un vasto numero di serie di dati.

Mann si è rivelato straordinariamente reticente nel fornire i suoi dati di partenza e gli esatti algoritimi di calcolo ai ricercatori interessati a replicare il suo lavoro; alcune manipolazioni dei dati non erano nemmeno spiegate nell'articolo pubblicato su Nature.

Proseguendo nelle loro ricerche, McKitrick ed S. McIntyre hanno poi scoperto cosa effettivamente genera la Mazza da Hockey: l'algoritmo di Mann aumenta artificiosamente il peso delle serie di dati che presentano una tendenza all'aumento dal 1900 in poi. Questo viene ottenuto in un modo sottile: il suo programma standardizza le serie rispetto alla media e deviazione standard della loro porzione successiva al 1900 - non, come è prassi, rispetto alla media e SD dell'intera serie. Quando poi si applica l'algoritmo per l'estrazione delle PC, il peso esagerato delle serie con incremento recente viene caricato sulla PC1.

In altre parole, il metodo di Mann cerca ed enfatizza le "mazze da hockey (MdA)" fra tutte le serie di dati disponibili.

Se i dati di Mann vengono elaborati con le tecniche standard invece del suo algoritmo personale, il recente incremento di temperatura scompare. E d'altra parte, il metodo di Mann estrae MdA anche da serie di dati generate appositamente per contenere solo fluttuazioni casuali e nessuna tendenza a lungo termine.

Ma non è finita qui. McKitrick e McIntyre hanno pure mostrato che il maggiore contributo alla MdA viene da un piccolo numero di serie cronologiche ottenute dagli anelli di una particolare specie di pino californiano, il Foxtail Pine. Il problema è che, secondo quanto affermato dagli (Graybill ed Idso, G-I) autori dell'articolo con i dati su questi pini, la loro vigorosa crescita durante il 20esimo secolo è stata spiegata solo in parte, e non può essere considerata un indicatore affidabile di temperatura. Escludendo le serie G-I dai dati grezzi, anche impiegando l'algoritmo di Mann, la MdA scompare di nuovo.

Quindi, rimuovendo i dati grezzi sospetti (ed un'altra serie usata da Mann che si basa su pochi alberi e riempie un periodo privo di misure per estrapolazione) ed applicando algoritmi standard, la ricostruzione climatica dal 1400 al 1990 cambia radicalmente, mostrando periodi più caldi dell'attuale ed in tempi recenti quello che appare più di tutto il recupero dalla Piccola Era Glaciale.

C'è poi un ultimo fattore da considerare. Lo spaghetto del grafico MBH99 è ottenuto con la smussatura delle serie di temperatura (le PC discusse sopra) su base 40ennale per escludere il rumore ad alta frequenza - le fluttuazioni da un anno all'altro - e mostrare solo le tendenze a lungo termine. Queste tecniche di smussatura non sono ovviamente applicabili vicino agli estremi della serie, dove non si può operare su un intervallo intero. Ci sono diversi metodi per risolvere il problema, ma l'applicazione di un metodo al posto di un altro (diverse condizioni al contorno) può cambiare drammaticamente la pendenza (addirittura il segno della pendenza) dello spaghetto smussato. In particolare, la smussatura di Mann fa passare lo spaghetto per l'ultimo dato della serie.

Per finire, c'è ben poca distribuzione di opinioni fra gli scienziati dello IPCC; secondo le ammissioni dei presidenti Watson e Houghton, lo 80 - 90% di questi scienziati sono convinti che i cambiamenti climatici siano di origine antropica. E' chiaro che in queste condizioni c'è un forte rischio di auto-selezione (cioè, gli scienziati con idee diverse della maggioranza sono poco interessati a prendere parte od entrare nel gruppo) e di "pensiero di gruppo" (groupthink), ovvero una forte pressione ad adottare l'opinione della maggioranza.

Se queste sono le basi per prendere decisioni politiche che causeranno grandi cambiamenti socio-economici a livello globale, c'è un forte rischio di andare incontro ad errori colossali. L'informazione verso il pubblico poi è fortemente orientata verso l'ipotesi del riscaldamento globale antropogenico, che è stata adottata in modo pressochè acritico dai maggiori media. Le voci fuori dal coro sono spesso relegate vicino ai margini.

E' necessario arrestare il processo di decisione politica basato su informazioni incomplete e distorte, per ripartire sulla base di valutazioni serene basate su tutte le informazioni disponibili, che in molti casi gettano pesanti dubbi - se non contraddicono apertamente - l'ipotesi di riscaldamento globale antropogenico.

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