Un nuovo articolo di Lon Hocker sul sito web  "Watts Up With That?" esamina la relazione tra temperatura globale e  CO₂ negli ultimi 30 anni. La conclusione dell’articolo è riassunta nel suo titolo: L’aumento della Temperatura ha provocato l’aumento della CO₂ e non viceversa”. Questa conclusione sarebbe sorprendente se fosse vera, dal momento che la opinione scientifica corrente è che la CO₂ agisce da “forcing” che riscalda l’atmosfera. Come ha potuto raggiungere questa conclusione Hocker, ed è ragionevole?

I dati usati nell’analisi di Hocker sono i valori medi mensili di CO₂ di Mauna Loa (ottenuti dalla NOAA) ed i valori di temperatura misurati da satellite per la bassa troposfera  (di Universita Alabama-Huntsville, apparentemente dei dati globali, solo il subset relativo a quelli sopra gli oceani). I dati di temperatura sono registrati come anomalie, cioè differenze tra i valori reali e quelli della media di lungo periodo).

I dati di CO₂ di Mauna Loa mostrano un incremento di lungo periodo della concentrazione di CO₂ e sono il record più lungo e di grande qualità a partire dal 1958. Si potrebbe ritenere che misurare la CO₂ sul versante di un vulcano non sia il posto migliore, ed in effetti a Mauna Loa sono state messe a punto delle procedure al fine di compensare la contaminazione dei gas di origine vulcanica. Come evidenziato in Figura 1, esiste una rete globale di stazioni dal 1980, e questi dati mostrano che il trend di Mauna Loa è perfettamente rappresentativo del trend globale della CO₂.

Figura 1: CO₂ atmosferica globale (NOAA) confrontata con la CO₂ misurata a Mauna Loa (NOAA).

Hocker inizia la sua analisi calcolando la derivata prima dei dati di CO₂ facendo la differenza tra la misura di 6 mesi prima il mese scelto e 6 mesi dopo. Calcolare la differenza sull’arco dei 12 mesi però si elimina l’andamento stagionale della concentrazione di CO₂. A questo punto un lettore attento comincia ad intravvedere un errore nel metodo di Hocker. Comunque seguiamo Hocker nel suo ragionamento.
Egli adotta un modello molto semplice per stimare la anomalia di temperatura in funzione della derivata della concentrazione di CO₂:
 Anomalia di Temperatura = (CO2[n+6] – CO2[n-6])/(12*0.22) – 0.58

 La figura 2 di Hocker mostra il confronto tra anomalie di temperatura osservate e anomalie di temperatura dell’oceano dedotte dal modello:

Sulla base di questo grafico, Hocker nota "Esiste una forte correlazione tra anomalia misurata e il modello derivativo.E’ evidente il forte El Niño del 1997-98 ed anche gli altri El Niño avvenuti durante il periodo plottato, come del resto risulta dai rilevamenti dei satelliti”  Egli non quantifica la correlazione tra le 2 grandezze ma l’indice di correlazione quadratico(r²) delle due serie è 0.36.

Fermiamoci qui per ora e consideriamo la vera efficacia del metodo di Hocker. Prendendo la derivata prima dei dati di CO₂ elimina il trend di lungo periodo della concentrazione di CO₂, e mostra l’effetto della variabilità di breve termine attorno al trend. Pertanto sarebbe stato corretto concludere da ciò che queste fluttuazioni di breve periodo nel trend generale crescente della CO₂ sono ben correlate con le temperature nella bassa troposfera sopra gli oceani, Hocker invece conclude in modo differente: “ usando due data set  correntemente impiegati, si può usare un modello per evidenziare che la crescita della CO₂ è conseguenza della anomalia di temperatura e non il contrario.Questo è l’esatto contrario del modello IPCC che afferma che l’aumento della CO₂ provoca la anomalia della temperatura”.

Questo è il punto dove i lettori attenti che dicevamo sopra avranno scosso il capo dicendo “Si! Lo sapevo” L’errore che fa Hocker – applicare la derivata ad una serie temporale per eliminare il trend di lungo periodo, poi correlarvi una secondo set di dati, ed infine sostenere che questo secondo set di dati spiega il trend di lungo periodo- è esattamente lo stesso errore che è stato scoperto in un importante articolo dello scettico Mc Lean 2009. McLean correlava un indice dell’ENSO con la derivata prima della temperatura, mentre Hocker correla la temperatura con la derivata prima della CO₂. Forse se Hocker fosse stato un lettore fedele di Skeptic Science avrebbe evitato di ripetere l’errore di McLean!

Che altro dire sull’argomento? Bene, è vero che la solubilità della CO₂ nell’acqua del mare è funzione della temperatura e, a parità di tutto il resto, quando l’oceano si scalda  immette CO₂ in atmosfera. E infatti questo è il meccanismo in base al quale il feedback della CO₂ amplificò le fluttuazioni della temperatura durante i cicli glaciale-interglaciale del Pleistocene. Ma nella situazione del mondo attuale, l’aumento della pressione parziale della CO₂ causato dalle emissioni dei combustibili fossili, provoca un flusso di CO₂ dalla atmosfera verso l’oceano. Ciò è noto da decenni attraverso le campagne oceanografiche che mostrano che gli oceani sono un “pozzo” anziché una fonte per l’atmosfera (Takahashi 2009, Sabine 2004).

E’ anche interessante notare che scienziati del Clima sapevano già da almeno 30 anni che le fluttuazioni di breve periodo della temperatura (per es. quelle associate ai cicli dell’ENSO), sono correlate con le fluttuazioni di breve periodo nel ritmo di incremento della CO₂ atmosferica (Bacastow and Keeling 1981).  La Sezione 7.3.2.4 del  IPCC AR4 Working Group 1 report discute in dettaglio questo aspetto..