martedì 13 maggio 2008

Discussione su apparenti incongruenze tra osservazioni di scie e dati atmosferici il 19 aprile 2008 a Milano

Ultima revisione dell'autore: 12 ottobre 2008.

E' possibile verificare se una scia di aereo prodotta a 10mila metri sia normale o meno? E se è possibile, esistono casi in cui siano state osservate scie anomale ad alta quota?
Nel post odierno rispondo a queste domande riportando i risultati delle mie osservazioni.

Introduzione

Appurato che non ci sono evidenze di scie di aereo a bassa quota su Milano [1] così come su Vicenza (Darkskies, in una comunicazione personale, conferma che a Vicenza le quote di volo degli aerei con scia sono stimate intorno ai 10-11mila metri), le mie analisi atte a verificare l'eventuale esistenza di anomalie nei nostri cieli si sono indirizzate (già ormai da molto tempo) verso quote più alte, le quote tipiche di volo per gli aerei di linea, dagli 8 agli 11mila metri.
Ma come è possibile verificare se una scia a 8-11mila metri sia normale o anomala? Lo si può fare attraverso il confronto tra quanto abbiamo osservato in cielo e quanto ci saremmo dovuti aspettare in base ai dati atmosferici della giornata. Sappiamo infatti che affinché una scia si formi e affinché una scia persista sono necessarie ben determinate condizioni atmosferiche [2]. Se io osservo la formazione di una scia senza le condizioni atmosferiche necessarie per la sua formazione mi trovo di fronte a una possibile anomalia. Allo stesso modo, se osservo una scia persistere o espandersi senza le determinate condizioni di umidità necessarie ho davanti a me un'altra possibile anomalia.
Mi è capitato di verificare negli ultimi mesi delle apparenti incongruenze tra quanto osservato e quanto mi sarei dovuto aspettare in base ai dati atmosferici {si veda a tal proposito l'analisi della giornata del 26 marzo 2008 [3,4]}.
In questo post descrivo in dettaglio alcune apparenti incongruenze registrate in una giornata di scie a Milano, il 19 aprile 2008. Oltre che presentare i risultati delle mie analisi questo articolo ha come obiettivo quello di mostrare la strategia di verifica di eventuali anomalie nei nostri cieli attraverso il confronto osservazione/previsione.

Metodi


Ho osservato e fotografato le scie il 19 aprile intorno all'ora dei radiosondaggi (12Z, le 14 in Italia) in modo da poter comparare il dato osservato ai dati atmosferici raccolti dalla radiosonda. Le osservazioni sono state effettuate a Milano centro. I radiosondaggi considerati sono quelli di Milano Linate. I dati delle radiosonde sono disponibili presso questo link:

Sounding Map.

Per determinare se esistevano le condizioni per la formazione delle scie ho utilizzato il diagramma di Appleman [5].
Per determinare se esistevano condizioni di umidità sopra saturazione su ghiaccio mi sono basato sui dati della Cornell University [6].

Risultati

Sabato 19 aprile mi recai a Mestre per partecipare alla conferenza sulle scie chimiche organizzata da Salute & Ambiente. Partivo nel primo pomeriggio e così dopo pranzo, come sono solito fare all'ora dei radiosondaggi, ho scattato un po' di foto al cielo della nostra città. Ho potuto così osservare la presenza di scie persistenti ed espanse. Qui di seguito riporto due fotografie del cielo di Milano intorno all'ora dei radiosondaggi.

Milano 19 aprile 2008, ore 13:34. Una scia espansa.



Ore 13:52. Un'altra scia espansa.



Si tratta di scie persistenti e in espansione, la cui formazione prevede criterio di Appleman positivo e umidità relativa rigorosamente sopra saturazione su ghiaccio. Vediamo dunque se in base ai dati raccolti dalle radiosonde ci potevamo aspettare il 19 aprile 2008 alle ora 14 a Milano la formazione di scie ed in particolare la formazione di scie persistenti ed espanse. Partiamo con il diagramma di Appleman della giornata.

Diagramma di Appleman del 19 aprile 2008, ore 12Z (le 14 in Italia)

Il diagramma di Appleman [5] prevedeva la formazione di scie (zona gialla nella figura), tra le quote di 9000 e 10180 metri circa (il diagramma prevede scie ad una certa quota se il pallino rosso della temperatura sta a sinistra del pallino azzurro delle umidità relativa). Mi sarei dovuto aspettare la presenza di scie in base a questa previsione e ho effettivamente visto scie.

Vediamo invece se il 19 aprile vi erano le condizioni per avere persistenza ed espansione. Come abbiamo visto in precedenza [2], la persistenza e l'espansione delle scie di aereo sono possibili in presenza di umidità relativa sopra saturazione su ghiaccio. E' una cosa tassativa e categorica. Non ci sono dubbi su di ciò da un punto di vista scientifico. Vediamo allora se l'umidità relativa il 19 aprile alle ore 12z era sopra saturazione su ghiaccio.

Grafico temperatura umidità per il 19 aprile 2008. Misurazione delle ore 12Z.
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Il grafico riporta i valori di umidità relativa misurati dalla radiosonda alle varie temperature misurate (pallini bianchi), ed una linea formata da pallini neri che rappresenta la soglia di umidità relativa necessaria per avere saturazione su ghiaccio[6]. Se l'umidità misurata dalle sonde si trova al di sopra della linea che unisci i pallini neri, abbiamo le condizioni per avere persistenza; se si trova invece al di sotto, non abbiamo le condizioni per la persistenza. Va detto che le misure di umidità relativa effettuate dalle radiosonde soffrono di errori, soprattutto durante le misurazione diurne. La discussione sulla precisione delle radiosonde sviluppatasi negli ultimi mesi, anche in questo blog, ha fatto emergere la decisiva questione di definire la precisione dei radiosondaggi per quel che riguarda le misure di umidità relativa. John and S. A. Buehler hanno mostrato, comparando dati di umidità relativa misurati dalle radiosonde e dai satelliti, che i dati di umidità relativa misurati dalla stazione di Linate, tra il 2001 e il 2003, nelle misure delle 12Z erano affette da un errore d circa il 10% [7]. Le specifiche della sonda Vaisala RS92 [8], sonda che dovrebbe essere al momento in uso a Linate [9] mostrano che la sonda ha una incertezza per le misure di umidità relativa del 5% fino a -60°C. In base a questi dati mi è sembrato ragionevole riportare nel grafico i valori di umidità relativa comprensivi di un errore del 10%.
Si può facilmente notare dal grafico che il 19 aprile alle 12Z, anche con l'errore del 10%, eravamo molto lontani dalle condizioni per avere la persistenza delle scie. Per arrivare alla persistenza dovremmo utilizzare un errore superiore al 30%.

Discussione

L’obiettivo delle mie ricerche è verificare se esistano evidenze scientifiche certe ed inattaccabili di avvenuti sorvoli chimici su Milano o di anomalie in atmosfera di altro tipo quali ad esempio la presenza di oggetti volanti non identificati. Eventuali prove dell’esistenza di anomalie in atmosfera che fossero certe, inattaccabili e verificate in maniera indipendente da altri ricercatori non potrebbero essere ignorate dalle Istituzioni. Ma come potremmo fare per trovare queste prove forti e inattaccabili? Il modo migliore è quello di tentare con tutte le proprie forze e conoscenze di far cadere le nostre prove, i nostri risultati. Se alla fine i nostri dati rimarranno in piedi, avremo probabilmente trovato delle prove forti.
Il mio metodo di analisi si basa quindi sul rigore, sul non dare niente per scontato e sul considerare tutte le possibili spiegazioni del fenomeno che ho osservato, soprattutto quelle a "sfavore" dell'esistenza di anomalie nei cieli.
Va inoltre detto che una eventuale prova forte e inattaccabile non sarebbe ancora sufficiente per essere considerata dalle nostre Istituzioni. Essa dovrebbe infatti essere confermata in maniera anonima da ricercatori esperti del campo.

Il 19 aprile abbiamo registrato delle apparenti discrepanze tra quanto osservato e quanto ci saremmo dovuti aspettare in base ai dati atmosferici registrati. Alle ore 14 i valori di umidità relativa a tutte le tipiche quote di volo erano molto lontani dai quelli necessari per avere la saturazione su ghiaccio. Di conseguenza, le condizioni per avere persistenza ed espansione non erano presenti. Nonostante ciò abbiamo visto delle bellissime scie persistenti ed espanse. La cosa è senza dubbio sorprendente.

Come possiamo interpretare allora queste apparenti discrepanze? Tentativamente possiamo proporre delle spiegazioni che al momento mi limito ad elencare senza discuterle in profondità.
i) Le sonde hanno sbagliato a rilevare i valori di umidità. Le sonde non hanno registrato i valori esatti di umidità e quindi in realtà le condizioni per avere persistenza c'erano. Le scie osservate sarebbero tutte normali.
ii) Le sonde hanno riportato valori corretti ma è arrivata un'ondata di umidità sovrasatura su ghiaccio in centro a Milano mentre a Linate il pallone volava verso zone sottosature.
iii) Le scie osservate non sarebbero in regola. Sarebbero scie anomale.
iv) L'atmosfera sarebbe stata condizionata. Ad esempio, la presenza di una gran quantità di aerosol in atmosfera potrebbe permettere la condensazione dell'umidità, e quindi la formazione di scie o cirri, quando normalmente essa non potrebbe avvenire.
Queste quattro possibili spiegazioni si possono raggruppare in due principali spiegazioni.
1) Le discrepanze osservate sono perfettamente spiegabili scientificamente (si tratterebbe di casi strani solo apparentemente, tutti spiegabili in base agli errori delle sonde).
2) Queste discrepanze non sono spiegabili se non con una alterazione provocata o dell'atmosfera o delle scie. Si tratterebbe di vere e proprie anomalie che metterebbero in crisi la teoria scientifica di formazione delle scie di aereo.
Bisogna ricordare infine che, come detto precedentemente, l'osservazione di discrepanze non è stata un caso isolato.

Bene, dove sta la verità? Come fare per sapere come stanno davvero le cose? Le scie persistenti osservate il 19 aprile erano normali o non potevano esistere in base alla teoria di formazione delle scie di aereo? Cosa abbiamo visto in cielo? Normalissime e banalissime scie di ghiaccio? O scie, magari anche di ghiaccio, ma che non si sarebbero potute formare?
Per rispondere a queste domande, la cosa migliore da fare è quella di sottoporre questi dati ad esperti di scie, ricercatori cioè che si occupano di scie di aereo per lavoro, richiedendo un parere su questi dati, oppure riassumendo queste osservazioni in un articolo scientifico da inviare ad una rivista scientifica che effettua verifica dei risultati attraverso referaggio. Solo così avremo le nostre risposte.
Prima di ipotizzare come mai ho osservato queste discrepanze è bene sapere se queste discrepanze sono una cosa normale o meno. Se esperti del campo confermassero l'anomalia, se dicessero che quanto osservato è un fenomeno non normale, non "naturale" allora potremmo dedicarci a ipotizzarne la causa.
Se gli esperti dicessero invece che le discrepanze osservate sono in realtà situazioni del tutto normali e spiegabili, allora non ci sarebbe nulla di male. Avremmo verificato che non esistono evidenze di scie anomale ad alta quota e le nostre analisi cambierebbero strada.
Ricordo che se si ritiene di avere una prova forte in mano, le verifiche da parte di esperti della materia rappresentano un passaggio fondamentale. Sono proprio le verifiche più spietate che, se superate, possono validare e dar forza ad una prova.

Conclusioni

In conclusione, sono state osservate apparenti incongruenze tra osservazione di scie e dati atmosferici il 19 aprile a Milano. Per sapere se tali discrepanze possano essere considerate una vera e propria anomalia o semplicemente un fatto bizzarro ma spiegabile scientificamente è assolutamente necessario conoscere l'opinione di esperti del campo.
E' stata mostrata altresì in questo post la metodica di verifica di anomalie nei nostri cieli attraverso il confronto tra dati atmosferici e osservazione sul campo.

Referenze

[2]La formazione, la persistenza..
[3]
Scie persistenti di aereo..
[4]
Osservando scie di aereo su Milano
[5]
Nasa Appleman
[6] Cornell Aeronautical Laboratory INC.of Cornell University, Buffalo 21, N.Y. Prediction of aircraft condensation trails Project contrails Final Report Report noVC-1055-P-S Contract No. Nonr-1857 (00) 31 October 1951.

[7] V. O. John and S. A. Buehler Comparison of microwave satellite humidity data and radiosonde profiles: A survey of European stationsAtmos. Chem. Phys., 5, 1843–1853, 2005

Ringraziamenti

Ringrazio il Dott. F. Orsini per la lettura critica del manoscritto nonostante i suoi numerosissimi impegni. Ringrazio Altotas per le preziose indicazioni bibliografiche.

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8 commenti:

angela ha detto...

BENE!
da una PUGLIA NOVEMBRINA
e ancoooora ne abbiamo di nuvole e acquaaa!fino a Martedì!
che pazienza chengevò!
e se aggiungi che non sto per niente bene.........
un caro saluto va!
angela

Anonimo ha detto...

bel lavoro, come sempre.
ora sarei curiosa di leggere anche un elenco di date (se ce l'hai e, soprattutto, ce ne sono altre) in cui hai osservato, prima o dopo il 19 aprile, le medesime incongruenze.
oppure mi piacerebbe che adesso, come un fabbro, lavorassi su questo: la loro frequenza.
tre indizi...
bravo cieliazzurri ;)
w.

cieliazzurri ha detto...

Ciao Angela, grazie. Mi spiace che tu non stia bene

Qui è arrivato il caldo invece, per adesso gradevole..

Un caro saluto

Massimo

scie-nziato ha detto...

Come al solito, ottimo lavoro!
Ovviamente il punto chiave è la persistenza delle scie, le quote sempre più alte a cui volano gli aerei spesso permettono la formazione di scie che come dice appleman si possono generare anche ad umidità zero.
Come hai giustamente sottolineato, la persistenza è causata dalla sovrasaturazione rispetto al ghiaccio e qui entrano in gioco le sonde e la loro affidabilità a bassissime temperature.
Ne ho già parlato in passato, e riprongo la verifica che potresti fare.
Anche i cirri, come le contrails, hanno bisogno di sovrasturazione rispetto al ghiaccio per formarsi e persistere (in realtà necessitano di una umidità maggiore rispetto alle contrails che può arrivare anche al 130%), quindi la mia proposta è la seguente:
1) installare una telecamera fissa che riprenda parte del cielo in modo da escludere che i cirri siano la conseguenza dell'espansione delle scie,
2) verificare se i radiosondaggi riportano umidità compatibili con la presenza di cirri.

L'esperimento andrebbe ripetuto più volte.

ciao e buon lavoro
scie-nziato

cieliazzurri ha detto...

Ciao w., grazie.

Un'altra giornata con apparenti incongruenze è il 26 marzo 08, la cui preliminare analisi è stata pubblicata in precedenza.

Sicuramente la frequenza delle apparenti incongruenze sarebbe un dato importante che arricchirebbe il risultato presentato.

E' a questo punto fondamentale richiedere un parere sulle incongruenze ad un ricercatore che si occupa di scie.
La letteratura scientifica sulle scie di condensazione di aereo è molto vasta e numerosi sono gli scienziati che si occupano della tematica. Sono loro che potrebbero dirci: "Non è normale vedere quelle scie" oppure: "E' normale vedere quelle scie, le sonde sono spesso fallaci" oppure ancora: "E' normale vedere incongruenze, ma non con la frequenza registrata".

Spero di avere questi pareri al più presto.

Ciao

Massimo

cieliazzurri ha detto...

Ciao, grazie.

Il prossimo passaggio delle mie ricerche sulle apparenti incongruenze tra scie osservate e dati atmosferici sarà la verifica dei miei risultati da parte di esperti del campo. Ho bisogno di sapere come vengono considerate queste incongruenze da parte di ricercatori che si occupano della materia. Spero di avere questi pareri al più presto.

Ciao

Massimo

scie-nziato ha detto...

Bene, hai già qualche idea a chi rivolgerti?

ciao
scie-nziato

cieliazzurri ha detto...

Ciao, pensavo di chiedere un parere sui dati presentati ad un ricercatore che si occupa di scie di condensazione di aereo.

Ciao

Massimo