Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Traduttore: Elena Locatelli Revisore: Alessandra Tadiotto

We live in a very complex environment:

Viviamo in un ambiente molto complesso:

complexity and dynamism

complessità, dinamismo

and patterns of evidence

e modelli dimostrativi

from satellite photographs, from videos.

provenienti da foto satellitari, da video.

You can even see it outside your window.

Potete rendervene conto anche guardando fuori della finestra.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

È una cosa infinitamente complessa, ma in qualche modo familiare:

but the patterns kind of repeat,

i modelli tendono a ripetersi

but they never repeat exactly.

ma mai in modo identico.

It's a huge challenge to understand.

Comprenderli è una sfida enorme.

The patterns that you see

I modelli che vedete

are there at all of the different scales,

si presentano in tutte le diverse scale,

but you can't chop it into one little bit and say,

ma non si può tagliarne un pezzo e dire

"Oh, well let me just make a smaller climate."

"Oh, beh adesso faccio un clima più piccolo."

I can't use the normal products of reductionism

Non posso usare i normali prodotti di riduzione

to get a smaller and smaller thing that I can study

per ottenere un oggetto più piccolo da poter studiare

in a laboratory and say, "Oh,

in laboratorio e poi dire:

now that's something I now understand."

"Ah, adesso sì che ho capito."

It's the whole or it's nothing.

È la visione completa o niente.

The different scales that give you

Le diverse scale che ci forniscono

these kinds of patterns

questi diversi modelli

range over an enormous range of magnitude,

spaziano in un enorme ordine di grandezze,

roughly 14 orders of magnitude,

circa 14 ordini di grandezza,

from the small microscopic particles

dalle piccole particelle microscopiche

that seed clouds

che costituiscono le nubi

to the size of the planet itself,

fino alle dimensioni di un pianeta,

from 10 to the minus six

da 10 alla -6

to 10 to the eight,

a 10 all'ottava,

14 orders of spatial magnitude.

14 ordini di grandezza spaziale.

In time, from milliseconds to millennia,

In termini di tempo, da millisecondi a millenni,

again around 14 orders of magnitude.

ancora circa 14 ordini di grandezza.

What does that mean?

Che cosa significa?

Okay, well if you think about how

Ok, se pensate a come

you can calculate these things,

potreste calcolare queste cose,

you can take what you can see,

potreste prendere ciò che vedete,

okay, I'm going to chop it up

ok, cercherò di inquadrare tutto questo

into lots of little boxes,

in piccole sezioni,

and that's the result of physics, right?

e questo è il risultato della fisica, giusto?

And if I think about a weather model,

E se penso ad un modello meteorologico,

that spans about five orders of magnitude,

che attraversa circa cinque ordini di grandezza,

from the planet to a few kilometers,

dalle dimensioni del pianeta a pochi chilometri,

and the time scale

e la scala temporale

from a few minutes to 10 days, maybe a month.

da pochi minuti a 10 giorni, magari un mese.

We're interested in more than that.

Siamo interessati a più di questo.

We're interested in the climate.

Siamo interessati al clima.

That's years, that's millennia,

Che significa anni, millenni,

and we need to go to even smaller scales.

e dobbiamo scendere a scale ancora più piccole.

The stuff that we can't resolve,

Ciò che non possiamo risolvere,

the sub-scale processes,

i processi di scala inferiore,

we need to approximate in some way.

dobbiamo approssimarli in qualche modo.

That is a huge challenge.

Ed è decisamente una grande sfida.

Climate models in the 1990s

I modelli climatici degli anni '90

took an even smaller chunk of that,

prendevano in considerazione un pezzo ancora più piccolo,

only about three orders of magnitude.

soltanto tre ordini di grandezza circa.

Climate models in the 2010s,

I modelli climatici del decennio del 2010,

kind of what we're working with now,

più o meno quelli che stiamo utilizzando oggi,

four orders of magnitude.

quattro ordini di grandezza.

We have 14 to go,

Ne abbiamo 14

and we're increasing our capability

e stiamo aumentando la nostra capacità

of simulating those at about

di simulazione di circa

one extra order of magnitude every decade.

un ordine di grandezza in più ogni decennio.

One extra order of magnitude in space

Un ordine di grandezza in più nello spazio

is 10,000 times more calculations.

consiste in 10 000 calcoli in più.

And we keep adding more things,

E continuiamo ad aggiungere cose,

more questions to these different models.

più domande a modelli differenti.

So what does a climate model look like?

Perciò, che aspetto ha un modello climatico?

This is an old climate model, admittedly,

A dir la verità, questo è un modello vecchio,

a punch card, a single line of Fortran code.

una scheda perforata, una singola linea di codice Fortran.

We no longer use punch cards.

Non usiamo più schede perforate.

We do still use Fortran.

Ma continuiamo ad usare il codice Fortran.

New-fangled ideas like C

Nuove idee come C

really haven't had a big impact

in realtà non hanno un grosso impatto

on the climate modeling community.

nella comunità dei modellamenti climatici.

But how do we go about doing it?

Quindi come facciamo tutto questo?

How do we go from that complexity that you saw

Come districhiamo tutta quella complessità che avete visto

to a line of code?

in una singola linea di codice?

We do it one piece at a time.

Facciamo un pezzo alla volta.

This is a picture of sea ice

Questa è una foto dell'oceano ghiacciato

taken flying over the Arctic.

scattata nell'Artico.

We can look at all of the different equations

Possiamo vedere tutte le diverse equazioni

that go into making the ice grow

che portano il ghiaccio ad aumentare

or melt or change shape.

o a sciogliersi o cambiare forma.

We can look at the fluxes.

Possiamo vedere i flussi.

We can look at the rate at which

Possiamo osservare i livelli a cui

snow turns to ice, and we can code that.

la neve si ghiaccia, e possiamo codificarlo.

We can encapsulate that in code.

Possiamo incapsularlo in un codice.

These models are around

Questi modelli sono fatti da circa

a million lines of code at this point,

un milione di linee di codici,

and growing by tens of thousands of lines of code

e crescono di più di dieci migliaia di linee di codici

every year.

ogni anno.

So you can look at that piece,

Quindi potete osservare questo pezzetto,

but you can look at the other pieces too.

ma potete osservarne anche gli altri.

What happens when you have clouds?

Cosa succede quando ci sono nubi?

What happens when clouds form,

Cosa succede quando si formano nubi,

when they dissipate, when they rain out?

quando si dissolvono, quando scorrono via?

That's another piece.

Si tratta di un altro pezzo.

What happens when we have radiation

Cosa succede quando ricevono radiazioni

coming from the sun, going through the atmosphere,

solari, che passano attraverso l'atmosfera

being absorbed and reflected?

e vengono assorbite e riflesse?

We can code each of those very small pieces as well.

Possiamo codificare tutto ciò in piccole sezioni.

There are other pieces:

Questi sono altri segmenti:

the winds changing the ocean currents.

i venti che cambiano le correnti degli oceani.

We can talk about the role of vegetation

Possiamo parlare del ruolo della vegetazione

in transporting water from the soils

nel trasporto dell'acqua dal suolo

back into the atmosphere.

di nuovo nell'atmosfera.

And each of these different elements

E ciascuno di questi diversi elementi

we can encapsulate and put into a system.

possiamo sintetizzarlo e metterlo in un sistema.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Ognuno di questi segmenti finisce per aggiungersi al quadro globale.

And you get something like this.

Ed ottenete una cosa come questa.

You get a beautiful representation

Ottenete una rappresentazione stupenda

of what's going on in the climate system,

di ciò che sta accadendo nel sistema climatico,

where each and every one of those

dove ognuno di questi

emergent patterns that you can see,

schemi che potete vedere,

the swirls in the Southern Ocean,

il mulinare degli oceani meridionali,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

il ciclone tropicale nel golfo del Messico,

and there's two more that are going to pop up

e ce ne sono altri due sul punto di manifestarsi

in the Pacific at any point now,

in questo momento nel Pacifico,

those rivers of atmospheric water,

quei fiumi di acqua atmosferica,

all of those are emergent properties

sono tutte proprietà in divenire

that come from the interactions

che derivano dall'interazione

of all of those small-scale processes I mentioned.

di tutti quei processi su scala ridotta che dicevo.

There's no code that says,

Non esiste nessun codice in grado di dire,

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Genera un'onda nell'oceano".

There's no code that says, "Have two

Non esiste nessun codice che dica,

tropical cyclones that spin around each other."

"Genera due cicloni tropicali che ruotino uno attorno all'altro".

All of those things are emergent properties.

Tutte queste sono proprietà emergenti.

This is all very good. This is all great.

Tutto ciò è fantastico. È grandioso.

But what we really want to know

Ma ciò che vogliamo davvero sapere

is what happens to these emergent properties

è che cosa succede a queste proprietà emergenti

when we kick the system?

quando diamo una botta al sistema.

When something changes, what happens to those properties?

Quando qualcosa cambia, che cosa succede a queste proprietà?

And there's lots of different ways to kick the system.

E ci sono molti modi diversi per dare una botta al sistema.

There are wobbles in the Earth's orbit

Esistono oscillazioni nell'orbita della Terra

over hundreds of thousands of years

da più di centinaia di migliaia di anni

that change the climate.

in grado di cambiare il clima.

There are changes in the solar cycles,

Esistono cambiamenti nei cicli solari,

every 11 years and longer, that change the climate.

ogni 11 anni e più, in grado di cambiare il clima.

Big volcanoes go off and change the climate.

L'eruzione di grandi vulcani cambia il clima.

Changes in biomass burning, in smoke,

Cambiamenti nella combustione delle biomasse, nei fumi,

in aerosol particles, all of those things

nelle polveri, tutte queste cose

change the climate.

cambiano il clima.

The ozone hole changed the climate.

Il buco nell'ozono cambia il clima.

Deforestation changes the climate

La deforestazione cambia il clima

by changing the surface properties

cambiando le proprietà della superficie

and how water is evaporated

e l'acqua calda evapora

and moved around in the system.

e si immette nel sistema.

Contrails change the climate

Le scie di condensazione cambiano il clima

by creating clouds where there were none before,

creando nubi dove non ce ne erano mai state prima,

and of course greenhouse gases change the system.

e i gas serra certamente cambiano il clima.

Each of these different kicks

Ognuno di questi diversi elementi

provides us with a target

ci fornisce un obiettivo

to evaluate whether we understand

per valutare se abbiamo capito

something about this system.

il sistema.

So we can go to look at

Perciò possiamo osservare

what model skill is.

quale sia la capacità del modello.

Now I use the word "skill" advisedly:

Adesso uso il termine "capacità" deliberatamente:

Models are not right or wrong; they're always wrong.

i modelli non sono giusti o sbagliati; sono sempre sbagliati.

They're always approximations.

Sono sempre approssimazioni.

The question you have to ask

La domanda che dovete farvi

is whether a model tells you more information

è se un modello sia in grado di dare più informazioni

than you would have had otherwise.

rispetto ad altri.

If it does, it's skillful.

Se lo fa, è capace.

This is the impact of the ozone hole

Questo è l'impatto del buco nell'ozono

on sea level pressure, so low pressure, high pressures,

sulla pressione del livello dei mari, bassa pressione, alta pressione,

around the southern oceans, around Antarctica.

attorno agli oceani meridionali, attorno all'Antartide.

This is observed data.

Questi sono i dati raccolti.

This is modeled data.

Questo è il modello dei dati.

There's a good match

Corrispondono abbastanza

because we understand the physics

perché conosciamo la fisica

that controls the temperatures in the stratosphere

che controlla le temperature nella stratosfera

and what that does to the winds

e che cosa tutto ciò causa ai venti

around the southern oceans.

che soffiano sugli oceani meridionali.

We can look at other examples.

Possiamo vedere altri esempi.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

L'eruzione del monte Pinatubo nel 1991

put an enormous amount of aerosols, small particles,

riversò enormi quantità di polveri, piccole particelle,

into the stratosphere.

nella stratosfera.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Ciò ha causato un cambiamento nell'equilibrio delle radiazioni del pianeta.

There was less energy coming in than there was before,

Penetrava minore energia rispetto a prima,

so that cooled the planet,

causando un raffreddamento del pianeta,

and those red lines and those green lines,

e queste linee rosse e queste verdi,

those are the differences between what we expected

quelle sono la differenza tra quello che ci aspettavamo

and what actually happened.

e quello che è successo realmente.

The models are skillful,

La capacità dei modelli è reale,

not just in the global mean,

non sono in termini globali,

but also in the regional patterns.

ma anche a livello regionale.

I could go through a dozen more examples:

Potrei fare un sacco di altri esempi:

the skill associated with solar cycles,

le capacità associate ai cicli solari,

changing the ozone in the stratosphere;

che cambiano il livello di ozono nella stratosfera;

the skill associated with orbital changes

le capacità associate ai cambiamenti orbitali

over 6,000 years.

da più di 6000 anni.

We can look at that too, and the models are skillful.

Possiamo considerare anche quello, e i modelli sono capaci.

The models are skillful in response to the ice sheets

Questi modelli sono utili nell'analisi delle lastre di ghiaccio

20,000 years ago.

di 20 000 anni fa.

The models are skillful

Questi modelli sono capaci

when it comes to the 20th-century trends

quando si tratta delle tendenze del 20° secolo

over the decades.

nel corso dei decenni.

Models are successful at modeling

I modelli sono efficaci nel modellare

lake outbursts into the North Atlantic

la formazione dei laghi nel nord dell'oceano Atlantico

8,000 years ago.

8000 anni fa.

And we can get a good match to the data.

E possiamo ottenere una buona stima dai dati.

Each of these different targets,

Ognuno di questi diversi obiettivi,

each of these different evaluations,

ognuna di queste diverse valutazioni,

leads us to add more scope

ci portano a migliorare la portata

to these models,

di questi modelli,

and leads us to more and more

e ci portano a situazioni

complex situations that we can ask

sempre più complesse in cui possiamo farci

more and more interesting questions,

domande sempre più interessanti,

like, how does dust from the Sahara,

ad esempio, come fa la sabbia del Sahara,

that you can see in the orange,

che vedete in arancione,

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

a interagire con i cicloni tropicali nell'Atlantico?

How do organic aerosols from biomass burning,

Come possono le polveri derivanti dalla combustione delle biomasse,

which you can see in the red dots,

che vedete nei punti rossi,

intersect with clouds and rainfall patterns?

interferire con le nubi e i modelli delle piogge?

How does pollution, which you can see

Come fa l'inquinamento, che vedete

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

nelle righe bianche di inquinamento da solfato in Europa,

how does that affect the temperatures at the surface

a influenzare le temperature sulla superficie

and the sunlight that you get at the surface?

e la luce del sole in superficie?

We can look at this across the world.

Lo si nota in tutto il mondo.

We can look at the pollution from China.

Possiamo osservare l'inquinamento in Cina.

We can look at the impacts of storms

Possiamo osservare l'impatto delle tempeste

on sea salt particles in the atmosphere.

dalle particelle di sale marino nell'atmosfera.

We can see the combination

Possiamo osservare la combinazione

of all of these different things

di tutti questi vari fattori

happening all at once,

che si verificano tutti insieme

and we can ask much more interesting questions.

e possiamo porci molte altre interessanti domande.

How do air pollution and climate coexist?

Come può l'inquinamento atmosferico coesistere con il clima?

Can we change things

Possiamo cambiare le cose

that affect air pollution and climate at the same time?

che riguardano l'inquinamento atmosferico e il clima allo stesso tempo?

The answer is yes.

La risposta è sì.

So this is a history of the 20th century.

Questa è una storia del 20° secolo.

The first one is the model.

Il primo è il modello.

The weather is a little bit different

Il clima è piuttosto diverso

to what actually happened.

da quello che è realmente successo.

The second one are the observations.

Il secondo sono le osservazioni.

And we're going through the 1930s.

E torniamo agli anni 30.

There's variability, there are things going on,

C'è variabilità, le cose mutano,

but it's all kind of in the noise.

ma fa tutto parte del gioco.

As you get towards the 1970s,

E ci avviciniamo agli anni 70,

things are going to start to change.

le cose iniziano a cambiare.

They're going to start to look more similar,

Iniziano ad apparire più simili,

and by the time you get to the 2000s,

e avvicinandoci agli anni 2000,

you're already seeing the patterns of global warming,

vediamo ancora le conseguenze del surriscaldamento globale,

both in the observations and in the model.

sia nelle osservazioni sia nel modello.

We know what happened over the 20th century.

Sappiamo cosa è accaduto nel 20° secolo.

Right? We know that it's gotten warmer.

Giusto? Sappiamo che è diventato più caldo.

We know where it's gotten warmer.

Sappiamo dove è diventato più caldo.

And if you ask the models why did that happen,

E se chiediamo ai modelli perché è accaduto,

and you say, okay, well, yes,

e rispondete, ok, beh, sì,

basically it's because of the carbon dioxide

in sostanza è a causa dell'anidride carbonica

we put into the atmosphere.

che immettiamo nell'atmosfera.

We have a very good match

Abbiamo una buona approssimazione

up until the present day.

fino ad oggi.

But there's one key reason why we look at models,

Ma c'è una ragione fondamentale del motivo per il quale guardiamo ai modelli

and that's because of this phrase here.

ed è a causa di questa frase.

Because if we had observations of the future,

Perché se avessimo scorci del futuro,

we obviously would trust them more than models,

ci fideremmo sicuramente di più che dei modelli,

But unfortunately,

ma sfortunatamente,

observations of the future are not available at this time.

non possiamo beneficiare di questi scorci di futuro, oggi.

So when we go out into the future, there's a difference.

Quindi, quando osserviamo il futuro, c'è una differenza.

The future is unknown, the future is uncertain,

Il futuro è sconosciuto, è incerto

and there are choices.

e ci sono scelte.

Here are the choices that we have.

Ecco le scelte che abbiamo.

We can do some work to mitigate

Possiamo fare qualcosa per mitigare

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

le emissioni di CO2 nell'atmosfera.

That's the top one.

È la prima in alto.

We can do more work

Possiamo fare ancora meglio

to really bring it down

per diminuirla,

so that by the end of the century,

in modo tale che alla fine del secolo,

it's not much more than there is now.

non sarà molto di più di quella che abbiamo oggi.

Or we can just leave it to fate

Oppure potremmo lasciare il tutto al proprio destino

and continue on

e continuare così

with a business-as-usual type of attitude.

con un atteggiamento che lascia correre.

The differences between these choices

La differenza tra queste scelte

can't be answered by looking at models.

non può essere risolta semplicemente guardando i modelli.

There's a great phrase

C'è una grande citazione

that Sherwood Rowland,

di Sherwood Rowland,

who won the Nobel Prize for the chemistry

vincitore del premio Nobel per la chimica

that led to ozone depletion,

che portò alla scoperta della riduzione dell'ozono,

when he was accepting his Nobel Prize,

quando ottenne il suo premio Nobel,

he asked this question:

fece una domanda:

"What is the use of having developed a science

"Qual è lo scopo di aver sviluppato una scienza

well enough to make predictions if, in the end,

capace di fare previsioni se, alla fine,

all we're willing to do is stand around

ciò che siamo tutti disposti a fare è fermarci

and wait for them to come true?"

ed aspettare che accada?"

The models are skillful,

I modelli sono capaci,

but what we do with the information from those models

ma quello che facciamo con le informazioni di questi modelli

is totally up to you.

dipende totalmente da voi.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)