Qualcosa di strano è successo negli oceani all'inizio del XX secolo. Il Nord Atlantico e il Pacifico nord-orientale sembravano riscaldarsi il doppio della media globale, mentre il Pacifico nord-occidentale si è raffreddato per diversi decenni.

I modelli atmosferici e oceanici hanno avuto difficoltà a tenere conto di queste differenze nei cambiamenti di temperatura, portando a un mistero nella scienza del clima:perché gli oceani si sono riscaldati e raffreddati a velocità così diverse all'inizio del XX secolo?

Ora, la ricerca dell'Università di Harvard e del National Oceanography Centre del Regno Unito indica una risposta sia banale come il troncamento del punto decimale, sia complicata come la politica globale. Storia parziale, scienze climatiche in parte, questa ricerca corregge decenni di dati e suggerisce che il riscaldamento degli oceani è avvenuto in modo molto più omogeneo.

La ricerca è pubblicata su Natura .

Da secoli gli esseri umani misurano e registrano la temperatura della superficie del mare. Le temperature della superficie del mare hanno aiutato i marinai a verificare la loro rotta, trovare l'orientamento, e prevedere il tempo tempestoso.

Fino agli anni Sessanta, la maggior parte delle misurazioni della temperatura della superficie del mare sono state effettuate facendo cadere un secchio nell'oceano e misurando la temperatura dell'acqua all'interno.

La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e il National Center for Atmospheric Research (NCAR) della National Science Foundation conservano una raccolta di letture della temperatura della superficie del mare risalenti all'inizio del XIX secolo. Il database contiene più di 155 milioni di osservazioni dalla pesca, mercante, navi da ricerca e da marina di tutto il mondo. Queste osservazioni sono fondamentali per comprendere i cambiamenti della temperatura superficiale dell'oceano nel tempo, sia naturali che antropiche.

Sono anche un incubo statistico.

Come si confronta, Per esempio, le misure di una nave da guerra britannica del 1820, di un peschereccio giapponese del 1920, di una nave della Marina degli Stati Uniti del 1950? Come fai a sapere che tipo di secchi sono stati utilizzati, e quanto sono stati riscaldati dal sole o raffreddati dall'evaporazione durante il campionamento?

Per esempio, un secchio di tela lasciato su un ponte per tre minuti in condizioni climatiche tipiche può raffreddarsi di 0,5 gradi Celsius in più rispetto a un secchio di legno misurato nelle stesse condizioni. Dato che il riscaldamento globale durante il XX secolo è stato di circa 1 grado Celsius, le distorsioni associate a diversi protocolli di misurazione richiedono un'attenta contabilità.

"Ci sono gigabyte di dati in questo database e ogni pezzo ha una storia bizzarra, " disse Peter Huybers, Professore di Scienze della Terra e del pianeta e di Scienze e ingegneria ambientale presso la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e autore senior del documento. "I dati sono pieni di particolarità."

Sono state fatte molte ricerche per identificare e adattare queste peculiarità. Nel 2008, Per esempio, i ricercatori hanno scoperto che un salto di 0,3 gradi Celsius nelle temperature della superficie del mare nel 1945 era il risultato di misurazioni effettuate dalle prese della sala macchine. Anche con queste correzioni, però, i dati sono tutt'altro che perfetti e ci sono ancora cambiamenti inspiegabili nella temperatura della superficie del mare.

In questa ricerca, Huybers e i suoi colleghi hanno proposto un approccio globale alla correzione dei dati, utilizzando una nuova tecnica statistica che confronta le misurazioni effettuate dalle navi vicine.

"Il nostro approccio esamina le differenze nelle misurazioni della temperatura della superficie del mare da gruppi distinti di navi quando passano nelle vicinanze, entro 300 chilometri e due giorni l'uno dall'altro, " ha detto Duo Chan, uno studente laureato alla Harvard Graduate School of Arts and Sciences e primo autore del documento. "Utilizzando questo approccio, abbiamo trovato 17,8 milioni vicino agli incroci e identificato alcuni grandi pregiudizi in alcuni gruppi".

I ricercatori si sono concentrati sui dati dal 1908 al 1941, suddivisi per paese di origine della nave e per "ponti, " un termine che deriva dal fatto che le osservazioni marine sono state memorizzate utilizzando mazzi di schede perforate. Un mazzo include le osservazioni dei viaggi in Antartide di Robert Falcon Scott ed Ernest Shackleton.

"Questi dati hanno fatto un lungo viaggio dai giornali di bordo originali all'archivio moderno e sono state fatte scelte difficili per adattare le informazioni disponibili su schede perforate o su un numero gestibile di bobine di nastro magnetico, " ha detto Elizabeth Kent, un coautore del National Oceanography Centre del Regno Unito. "Ora abbiamo sia i metodi che la potenza del computer per rivelare come quelle scelte hanno influenzato i dati, e anche individuare i pregiudizi dovuti alle variazioni nella pratica di osservazione da diverse nazioni, avvicinandoci alle reali temperature storiche".

I ricercatori hanno scoperto due nuove cause chiave delle discrepanze di riscaldamento nel Pacifico settentrionale e nell'Atlantico settentrionale.

Il primo aveva a che fare con i cambiamenti nei dischi giapponesi. Prima del 1932, la maggior parte delle registrazioni della temperatura della superficie del mare dalle navi giapponesi nel Pacifico settentrionale proveniva dai pescherecci. Questo dato, distribuiti su diversi mazzi, è stato originariamente registrato in gradi Fahrenheit interi, poi convertito in Celsius, e infine arrotondato ai decimi di grado.

Però, in vista della seconda guerra mondiale, sempre più letture giapponesi provenivano dalle navi militari. Questi dati sono stati archiviati in un mazzo diverso e quando l'aeronautica americana ha digitalizzato la raccolta, hanno troncato i dati, tagliando le cifre dei decimi di grado e registrando le informazioni in gradi Celsius interi.

Gli effetti non riconosciuti del troncamento spiegano in gran parte il rapido raffreddamento apparente nella precedente stima delle temperature della superficie del mare del Pacifico tra il 1935 e il 1941, disse Huybers. Dopo aver corretto il bias introdotto dal troncamento, il riscaldamento nel Pacifico è molto più uniforme.

Mentre i dati giapponesi sono la chiave del riscaldamento nel Pacifico all'inizio del XX secolo, sono i dati tedeschi che giocano il ruolo più importante nella comprensione delle temperature della superficie del mare nel Nord Atlantico durante lo stesso periodo.

Alla fine degli anni '20, Le navi tedesche hanno iniziato a fornire la maggior parte dei dati nel Nord Atlantico. La maggior parte di queste misurazioni sono raccolte in un mazzo, quale, rispetto a misurazioni vicine, è notevolmente più caldo. Quando regolato, il riscaldamento nell'Atlantico settentrionale diventa più graduale.

Con questi aggiustamenti, i ricercatori hanno scoperto che i tassi di riscaldamento nel Pacifico settentrionale e nell'Atlantico settentrionale diventano molto più simili e hanno un modello di riscaldamento più vicino a quello che ci si aspetterebbe dall'aumento delle concentrazioni di gas serra. Però, permangono ancora discrepanze e il tasso complessivo di riscaldamento riscontrato nelle misurazioni è ancora più veloce di quanto previsto dalle simulazioni del modello.

"I disallineamenti rimanenti evidenziano l'importanza di continuare a esplorare come il clima è stato forzato radiativamente, la sensibilità del clima, e la sua intrinseca variabilità. Allo stesso tempo, dobbiamo continuare a esaminare i dati, attraverso la scienza dei dati, indagini storiche, e una buona comprensione fisica del problema, Scommetto che verranno scoperte ulteriori caratteristiche interessanti, ", ha detto Huybers.