La Verità 23 Aprile 2024
Per misurare la temperatura del pianeta servirebbero 4.320 registrazioni al giorno. In realtà ci si limita a due
di Franco Battaglia
Formulare l’essenza del metodo scientifico è semplice. 1) Da osservazioni si avanza una deduzione, inizialmente rubricata come congettura; 2) si cerca di smentire in tutti i modi la congettura, anche progettando, allo scopo, specifici esperimenti. Basta una sola smentita per cestinare la congettura, anche se sembra evidente. Viceversa se, pur se ardita e controintuitiva, resiste ad ogni attacco, essa acquisisce sempre più titoli per far parte di ciò che si chiama teoria scientifica.
Una congettura da prendere in considerazione sulla scia della «Giornata della Terra» celebrata ieri, è la seguente: siccome la CO2 è un gas-serra, immetterne in atmosfera (come fa l’umanità da quasi 2 secoli usando carbone, petrolio e gas naturale) fa aumentare l’effetto-serra riscaldando il pianeta, quindi alterando il clima.
In aggiunta a ciò – ripeto ragionevole – c’è chi assume che l’alterazione sia necessariamente un danno ed esclude che possa essere anche un beneficio: quest’ultimo è un passaggio arbitrario e ingiustificato. Ma torniamo alla parte giustificata della congettura. E’ compito del metodo scientifico cercare di demolirla, e la cosa non si fa per spirito di contraddizione ma perché si desidera che quella congettura abbia, se del caso, più solide basi.
Quando quasi 25 anni fa mi esposero la parte della congettura che recita: «la CO2 che immettiamo fa aumentare l’effetto-serra», la mia reazione fu: «impossibile». Naturalmente io mi riferivo alla parte di scienza che conosco, la chimica-fisica. Scambiando poi idee con i colleghi di altri campi – geologi, geofisici, astrofisici, storici, statistici, etc. – ognuno avanza fatti propri della sua disciplina che rendono la congettura iniziale vieppiù impossibile.
Oggi voglio raccontarvi l’obiezione di Giuliano Panza, pluridecorato professore di geofisica, Linceo, membro delle Accademie delle Scienze della Russia e della Cina. Il professore ha trascorso la propria vita studiando i segnali sismici, cosicchè egli è un esperto di quella branca della scienza che si chiama Teoria dei segnali, ove per «segnale» si intende una grandezza fisica che varia con continuità nel tempo.
Panza obietta che i climatologi di serie C studiano male il segnale temperatura perché violano un noto teorema della Teoria dei segnali, il teorema del campionamento (Tdc) di Harry Nyquist e Claude Shannon. Vediamo in breve di che si tratta.
Un segnale varia con continuità nel tempo, ma la relativa grandezza viene misurata a intervalli definiti di tempo, cosicchè è legittimo porsi la domanda: quante misurazioni sono necessarie per ricostruire il segnale?
La rilevanza della domanda potete assaporarla con due esempi. Se uno corre lungo una pista circolare completano ogni giro in 100 secondi e voi osservate una sequenza di fotogrammi scattati uno ogni 100 secondi, quel corridore vi appare fermo.
Un altro esempio è la circostanza per cui in un film, la ruota di una carrozza in corsa vi sembra procedere in direzione opposta al senso di marcia della vettura: il film è una sequenza di fotogrammi sufficientemente rapida da farvi percepire il moto continuo, ma la ruota gira più velocemente dei fotogrammi col risultato che essi non riproducono fedelmente il moto della ruota. Insomma, in entrambi gli esempi servirebbe un campionamento migliore.
Orbene, posto che un segnale è tipicamente composto da molte componenti con frequenza diverse, il Tdc afferma che per ricostruire il segnale senza perdere informazioni bisogna campionarlo con una frequenza almeno doppia della frequenza massima che compone il segnale. Misurazioni della grandezza in questione eseguite con frequenza inferiore comportano una errata ricostruzione del segnale. I tecnici li chiamano «errori di aliasing», ma noi possiamo chiamarli «prese di fischi per fiaschi» (il corridore appare fermo, la ruota appare girare in direzione opposta, etc.).
Il segnale della temperatura media globale è ricostruito dalle misurazioni eseguite giornalmente da migliaia di stazioni meteo sparse nel mondo. I fenomeni periodici che governano la temperatura del pianeta sono moltissimi, con periodi millenari, secolari, decennali, fino al periodo annuale e giornaliero dei moti di rivoluzione e rotazione della Terra.
Ma anche all’interno di un singolo giorno il segnale mostra fluttuazioni dell’ordine di 10 gradi: il segnale reale contiene frequenza dell’ordine di centinaia o anche migliaia di cicli al giorno (variazione dei venti, di umidità, etc.). Orbene, qual è la frequenza di registrazione di temperature tale da non violare il Tdc?
A questa domanda risponde il National Oceanic Athmospheric Administration): se si vuole ricostruire il segnale «temperatura» ogni termometro dovrebbe registrare 4.320 temperature al giorno.
Grazie alle tecnologie odierne un tale automatico campionamento è possibile ma la ricostruzione delle temperature del passato viola in nostro teorema, e perciò quando ascoltate che la temperatura del pianeta di ieri è stata la più alta di «sempre», la pretenziosa parola può significare, al massimo, «degli ultimi pochi devenni». Il bello (o il brutto, se volete) è che non significa neanche questo.
Perché, chi anche oggi studia le sequenze di temperature tiene conto solo di 2 (due!) valori al giorno: il valore minimo e il valore massimo di quel giorno, e fa ciò per essere coerente con le registrazioni da quando ci sono i termometri, quando effettivamente le stazioni meteo registravano solo questi valori.
C’è chi ha confrontato l’analisi del segnale eseguita sui dati registrati, in due dozzine di stazioni, in modo automatizzato e quasi in continuo, in ottemperanza al teorema, con l’analisi limitata ai valori delle due temperature minima e massima giornaliera di quelle stazioni, e ha scoperto una discrepanza di valutazione del riscaldamento globale dell’ordine di 0.060 gradi/decennio.
Senonchè il valore «ufficiale» del riscaldamento globale occorso negli anni 1880-2012 è di 0.064 gradi/decennio. Detto diversamente, è come se i climatologi di serie C di cui sopra avessero valutato la distanza Milano-Roma con una incertezza di 600 km.
Quando penso al denaro riversato sulla climatologia e sottratto, che so, all’oncologia, mi vien da piangere.
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