In effetti le domande sono due: perchè e in che modo io, in quanto astronomo, mi interesso di cambiamenti climatici?
Alla prima domanda "il perchè" la risposta è semplice ed immediata: passione, curiosità, ma anche e molto modestamente, voglia di dare un contributo, sebbene molto molto piccolo, alla sensibilizzazione al problema e alla sua comprensione.
La risposta alla seconda domanda "il come" è un po' articolata ed è la motivazione di questo post.
Uno dei fenomeni in astronomia di cui mi occupo da tanti anni è la variabilità della luminosità (variabilità fotometrica) di stelle giovani di tipo solare. La quantità di luce emessa da queste giovani stelle generalmente cambia nel tempo, su tempi scala che vanno dai minuti ai decenni.
L'analisi di queste variazioni di luce permette di comprendere meglio la natura di queste stelle, le loro proprietà, ed i fenomeni che si manifestano sulle loro superfici.
Nello studio della variabilità stellare possiamo distinguere tre fasi:
- la prima fase consiste nell'effettuare le osservazioni della stella con telescopi. Queste producono come risultato la cosiddetta curva di luce, cioè una serie temporale di valori di magnitudine (grandezza proporzionale alla brillantezza della stella), che, nella maggioranza dei casi, varia nel tempo. La figura qui sotto (pannello superiore con punti blu) riporta come esempio una tipica serie temporale di misure il cui valore, come ben si vede cambia nel tempo (ogni puntino rappresenta il risultato di una singola osservazione).
- la seconda fase consiste nell'analisi statistica. Le due serie in figura sono entrambe costituite da misure numeriche, ognuna delle quali ha la sua incertezza (indicata con la piccola barra verticale sovrapposta a ciascun punto), e per le quali è possibile misurare gli stessi indici statistici: media, mediana, valori massimo e minimo,... Inoltre, è anche possibile per tutte e due le serie cercare e misurare l'eventuale presenza di periodicità della variazione osservata.
- terza fase consiste nel modellare questa variazione. Facendo delle ipotesi sul fenomeno fisico responsabile della variabilità, si costruiscono dei modelli matematici con un certo numero di parametri (ciascuno dei quali rappresenta una properità del fenomeno) e si varia il valore di questi parametri fino a trovare il modello che meglio riproduce le variazioni osservate. Da questo modello finale deriviamo le proprietà del fenomeno.
Ecco la risposta:
la prima serie temporale con i punti blu nella figura rappresenta la variazione nel tempo della magnitudine della stella KIC 4636671 osservata dal satellite Kepler e le cui variazioni di luminosità sono dovute a pulsazioni della stella (si tratta di una stella variabile di tipo delta Scuti).
La seconda serie temporale con i punti rossi nella figura rappresenta (sorpresa delle sorprese!) la variazione della temperatura al suolo della Terra (in un'area centrata alle coordinate lon = -66 e lat = +24 gradi) misurata dal satellite Aqua della NASA. Si tratta appunto della variazione periodica di temperatura dovuta all'alternarsi delle stagioni.
Sebbene la fisica responsabile delle variazioni sia completamente diversa, nel caso stellare considerato le pulsazioni, nel caso terrestre la variazione annuale di irraggiamento solare, da un punto di vista matematico le due serie sono indistinguibili e quindi vengono analizzate con gli stessi strumenti di analisi statistica.
Ecco allora (...finalmente!) la risposta al "come". Utilizzo le mie competenze per analizzare serie temporali di dati fotometrici (nella mia professione) e serie temporali di osservazioni satellitari di proprietà della superficie e dell'atmosfera terrestre (nel tempo libero extra-lavorativo).
L'analisi viene realizzata in modo rigoroso e quindi i risultati che andrò condividendo con voi sono affidabili. Invece, per quanto riguarda la loro interpretazione, lì ci andrò con i piedi di piombo, rimandando di volta in volta ai veri specialisti del campo climatico.
Sergio
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