Antonello Pasini, laureato in Fisica con lode nel 1985 all’Università di Bologna, si e’ specializzato in Fisica generale e teorica nel 1986 nella stessa Università e in Fisica dell’atmosfera e Meteorologia nel 1990 al Servizio Meteorologico dell’Aeronautica (secondo i criteri WMO). Ha frequentato parecchi corsi sulla modellistica dinamica e l’uso avanzato di calcolatori vettoriali e paralleli al Centro Europeo di Previsioni a Medio termine (ECMWF Reading, UK), sui sistemi non lineari e i cambiamenti climatici al Centro Internazionale di Fisica Teorica (ICTP Trieste). Dal 1988 al 1999 ha lavorato come fisico e meteorologo al Servizio Meteorologico dell’Aeronautica. Dal novembre 1999 è ricercatore del CNR – Istituto sull’Inquinamento Atmosferico. Il Dr. Pasini, tra i più preparati studiosi del clima in Italia, e’ membro del Comitato sull’applicazione dell’intelligenza artificiale alle scienze ambientali dell’American Meteorological Society. E’ autore di oltre 50 articoli scientifici e di un libro di divulgazione e analisi concettuale sul metodo modellistico nei sistemi meteo-climatici (Bruno Mondadori). Ha inoltre curato un libro divulgativo sul clima (Franco Angeli) che, raccogliendo i saggi complementari di alcuni tra i massimi esperti italiani, analizza i cambiamenti climatici osservati nel passato e previsti per il futuro e i loro impatti sul territorio e gli ecosistemi, con particolare riferimento all’Europa, al Mediterraneo e soprattutto all’Italia. Nel dicembre 2012 ha inoltre pubblicato insieme a Luca Fiorani il libro “Il pianeta che scotta – Capire il dibattito sui cambiamenti climatici” in cui interviene in modo esteso a 360° sul dibattito mediatico legato al riscaldamento globale e ai cambiamenti del clima.
Fisico teorico come background culturale, durante gli ultimi anni il Dr. Pasini ha focalizzato la sua attività di ricerca sulla modellistica meteo-climatica, con l’intento di superare i limiti mostrati dai modelli dinamici nella previsione locale a breve scadenza e nella previsione a lunga scadenza globale o regionale. Esperto in reti neurali e teoria dei sistemi complessi, egli e’ autore di modelli neurali per prevedere variabili fisiche nel boundary layer, come la visibilità meteorologica (nebbia), la concentrazione di Radon al suolo e l’altezza dello strato stabile. Quest’ultima attività di caratterizzazione fisica del boundary layer da analisi di dati di radioattività naturale ha condotto ad interessanti tecniche previsionistiche per la stima della qualità dell’aria nelle città. Attualmente sta sviluppando altre applicazioni ambientali della modellistica neurale, con particolare attenzione agli argomenti della valutazione sul passato, della previsione e della predicibilità in studi sui cambiamenti climatici. Inoltre, ha ottenuto risultati interessanti per una migliore modellizzazione di dinamica e predicibilità atmosferiche, per mezzo di analisi di serie temporali e dello studio di modelli a bassa dimensionalità da un punto di vista geometrico-differenziale.
Attualmente e’ responsabile scientifico di un progetto CNR che riguarda l’applicazione di modellistica neurale allo studio dei cambiamenti climatici e utilizza per questo settore i modelli econometrici creati da Clive Granger che ha vinto il premio nobel per l’economia nel 2003 proprio grazie all’invenzione di questo tipo di modello.
La nostra Redazione lo ha intervistato nella sede del CNR di Montelibretti, a Roma:
Qual è la situazione dell’Italia alla luce dei cambiamenti climatici in atto?
“L’Italia e il Mediterraneo sono considerate un ‘hot spot’, cioè un ‘punto caldo’ climatico perchè sembra che a livello termico il Mediterraneo si riscaldi un pò di più del resto del mondo, e a livello pluviometrico pare ci sia una maggiore tendenza verso una diminuzione di pioggia ma un aumento dei fenomeni violenti; si sono costruiti degli indici che misurano di quanto una tendenza di una singola Regione del mondo si differenzia dai trend locali, e il Mediterraneo è tra i più colpiti in assoluto“.
In che senso sta andando il clima del pianeta?
“La tendenza globale è quella a un riscaldamento, anche se tutti sanno che questa curva verso il riscaldamento è comunque variabile e composta da oscillazioni per pattern globali. La “stasi” degli ultimi dieci anni, che c’era stata anche negli anni ’40, potrebbe essere una fluttuazione momentanea. Il riscaldamento è in atto; qualche variazione nel ciclo idrologico si vede, anche se lì la tendenza è molto meno accentuata con una diminuzione delle precipitazioni nel Mediterraneo ma un aumento nelle latitudini più elevate, ma nei dati reali questa tendenza si vede poco. Abbiamo fatto di recente uno studio in Basilicata che ha dimostrato come stia aumentando la lunghezza dei periodi secchi mentre aumenta la quantità di pioggia nei singoli giorni in cui piove. E’ un cambiamento, anche se parlare di tropicalizzazione del clima è esagerato“.
Ma quali sono le cause di questo cambiamento climatico? E’ provocato dalle attività antropiche oppure si tratta di un ciclo naturale?
“Il clima è sempre cambiato, abbiamo carote di ghiaccio che ci portano indietro di quasi un milione di anni. Sappiamo che ci sono state ere glaciali e periodi di caldo interglaciale in cui l’uomo non influiva, ovviamente. Sappiamo delle oscillazioni dell’orbita terrestre e molti altri elementi che influiscono sulla quantità di radiazione solare che arriva al suolo, siamo quindi consapevoli del fatto che l’innesco delle glaciazioni o dei periodi interglaciali è dovuto a differente quantità di radiazione solare che arriva sulla Terra. Il problema, però, è che nell’ultimo secolo è successo qualcosa che prima non era mai successo in natura, come i livelli di anidride carbonica e metano che, di per sè non vorrebbero dir nulla, ma per capire come funziona il clima bisogna realizzare un modello e comparare tutti i parametri, non si può estrarre un singolo fenomeno come il sole, l’anidride carbonica o un altro singolo elemento escludendolo dal contesto. Bisogna capire quanto pesa ogni elemento in una dinamica di interazione, e solo un modello può farlo. Abbiamo i classici modelli dinamici che fanno vedere come le cause che hanno sempre guidato il clima, come ad esempio il sole, probabilmente oggi sono meno importanti di una volta. Quindi forse queste cause che in passato hanno dominato, adesso non dominano più, perchè probabilmente dominano quelle antropiche“.
Però non tutti sono d’accordo.
“Gli scettici dicono che questi modelli non sono affidabili, ma non propongono altri modelli che dimostrino il contrario. Noi qui a Roma abbiamo studiato altri modelli di vario tipo, estremamente diversi, che guardano il sistema da punti di vista differenti e non sono collegati tra loro; danno tutti lo stesso responso: la causa del riscaldamento globale degli ultimi 50-60 anni sono antropiche, fondamentalmente per l’incremento dei gas serra. Anche gli scettici ormai non dubitano più sul fatto che ci sia un riscaldamento, la loro è una battaglia di retroguardia. Il loro problema è che spesso non si confrontano a livello scientifico sulle riviste internazionali. Se si vuole fare confronto e dibattito scientifico bisogna buttarsi in quest’arena“.
I dati immessi in questi modelli potrebbero essere “falsati” dal fatto che molte stazioni meteo che oggi si trovano in aree fortemente urbanizzate, in passato erano circondate dal verde?
“Sull’isola di calore sono stati fatti vari studi: quando c’è vento forte l’isola di calore quasi scompare, e anche su questo le analisi hanno dimostrato che il trend di aumento c’è ancora, e anche le stazioni meteo posizionate ancora oggi in zone remote dimostrano che questo trend all’aumento c’è sempre“.
Secondo questi modelli e secondo i suoi studi, quali sono le proiezioni sul futuro? Come potrebbe cambiare ancora il clima nei prossimi anni?
“E’ importante capire le cause del riscaldamento globale perchè per fare proiezioni future bisogna capire cosa mettere nel modello. Le proiezioni per il futuro ci indicano che da qui a fine secolo le temperature aumenteranno in media tra 1,5°C e 4°C. Stiamo sviluppando modelli per fare proiezioni più precise su ogni singola Regione Italiana, perchè se è vero che il riscaldamento globale è una dinamica ampia, è altrettanto vero che bisogna capirne gli impatti sul territorio“.
E a proposito di impatti, quali possono essere quelli del climate change sul nostro territorio?
“Si devono misurare localmente; stiamo cercando con i nostri modelli a rete neurale di ‘abbassare la scala’, partiamo da un modello che dà una ricostruzione e una proiezione a livello più preciso. In Basilicata, ad esempio, stiamo studiando l’impatto del cambiamento climatico passato e futuro sul fenomeno delle frane“.
Di seguito gli abstract di due studi del Dr. Pasini 2006 su come un modello a rete neurale mostra che le forzanti antropogeniche sono le cause fondamentali del riscaldamento recente, e un altro articolo di quest’anno che studia gli influssi sul clima delle Alpi.
Neural network modelling for the analysis of forcings/temperatures relationships at different scales in the climate system
Abstract
A fully non-linear analysis of forcing influences on temperatures is performed in the climate system by means of neural network modelling. Two case studies are investigated, in order to establish the main factors that drove the temperature behaviour at both global and regional scales in the last 140 years. In particular, our neural network model shows the ability to catch non-linear relationships among these variables and to reconstruct temperature records with a high degree of accuracy. In this framework, we clearly show the need of including anthropogenic inputs for explaining the temperature behaviour at global scale and recognise the role of El Ni˜no southern oscillation for catching the inter-annual variability of temperature data. Furthermore, we analyse the relative influence of global forcing and a regional circulation pattern in determining the winter temperatures in Central England, showing that the North Atlantic oscillation represents the driven element in this case study. Our modelling activity and results can be very useful for simple assessments of relationships in the complex climate system and for identifying the fundamental elements leading to a successful downscaling of atmosphere–ocean general circulation models.
© 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.Influence of Circulation Patterns on Temperature Behavior at the Regional Scale: A Case Study Investigated via Neural Network Modeling
ABSTRACT
An analysis of the influence of circulation patterns on temperature changes in an extended Italian Alpine area has been performed by nonlinear methods and neural network modeling. This leads to the clarification of the roles of these patterns in the various seasons and permits the development of models that are able to reconstruct in a satisfactory manner the behavior of temperature anomalies in the second half of the twentieth century in this limited region. This nonlinear analysis shows that the role of the North Atlantic Oscillation (NAO) is probably overestimated, and that European blocking and the Scandinavian pattern should be considered as prime candidates as temperature drivers in this area.
