ESISTE UNA TEMPERATURA GLOBALE?

Articolo di Enzo Ragusa – Lunedì 18 Agosto 2025 – Tempo di lettura 11 minuti

È opinione diffusa che l’atmosfera e gli oceani si siano riscaldati negli ultimi cinquant’anni. La base di questa visione è la tendenza al rialzo nel grafico di una misura statistica chiamata “temperatura globale” [1, 2]. Essa deriva dalla proiezione di un campionamento del campo di temperatura fluttuante della Terra su un singolo numero (ad esempio, [3, 4]) a intervalli mensili o annuali discreti. I sostenitori affermano che questa misura statistica rappresenta una misurazione della temperatura globale annuale con un’accuratezza di ±0,05°C (vedi [5]). Inoltre, presumono che piccoli cambiamenti in essa, in aumento o in diminuzione, abbiano un significato fisico diretto e inequivocabile.

Sebbene questa statistica non sia altro che una media su temperature, viene considerata come la temperatura, come se una media su temperature fosse una temperatura in sé, e come se il sistema climatico fuori equilibrio avesse una sola temperatura. Ma una media di dati di temperatura campionati da un campo non in equilibrio non è una temperatura. Inoltre, è superfluo sottolineare che la Terra non ha una sola temperatura. Non è in equilibrio termodinamico globale – né all’interno di sé stessa né con l’ambiente circostante. Non è nemmeno approssimativamente così per le domande climatologiche poste sul campo di temperatura. Anche osservata dallo spazio a una distanza tale da apparire come una sorgente puntiforme, la radiazione emessa devia da una distribuzione di corpo nero e quindi non ha una singola temperatura [6]. Non esiste nemmeno una “temperatura unica al top dell’atmosfera”. Il campo di temperatura della Terra nel suo complesso non è rappresentabile termodinamicamente da una singola temperatura.

La statistica della temperatura globale è anche descritta come la media, come se esistesse un solo tipo di media. Naturalmente, esiste un’infinità di opzioni matematicamente legittime. Infatti, oltre cento medie diverse su temperature sono state utilizzate in meteorologia e studi climatici [7], con nuove che appaiono regolarmente. Nel caso della temperatura, o di qualsiasi altra intensità termodinamica, non esiste una base fisica per scegliere una di queste dall’infinito dominio di opzioni matematiche distinte. L’organizzazione internazionale per gli standard ISO ha cercato di sceglierne una ma ha fallito [8]. Il problema non è una mera assenza di una convenzione per selezionare una tra molte misure matematicamente diverse ma fisicamente equivalenti per una singola proprietà sottostante. Il problema è che non esiste una singola proprietà sottostante, perché non esiste una temperatura globale. Ma questo non impedisce di calcolare medie.

Non esiste un modo sperimentale o teorico per falsificare una particolare scelta di regola di mediazione, se le medie vengono (falsamente) proclamate come temperature. Proclamarle come temperature porta a un paradosso, poiché due scelte ad hoc applicate a un campo particolare fuori equilibrio possono avere comportamenti mutuamente contraddittori: il sistema può sembrare sia riscaldarsi che raffreddarsi simultaneamente. Paradossalmente, se il sistema stia “riscaldandosi” o “raffreddandosi” diventa una proprietà della scelta della media – una scelta indipendente dal sistema. La risoluzione di questo paradosso non avviene attraverso l’adozione di una convenzione. Si risolve riconoscendo che è un abuso della terminologia usare i termini “riscaldamento” e “raffreddamento” per denotare tendenze al rialzo o al ribasso nelle medie di dati di temperatura in tali circostanze. Le statistiche possono aumentare o diminuire, ma il sistema stesso non può essere detto riscaldarsi o raffreddarsi basandosi su ciò che fanno, al di fuori di circostanze speciali.

Allo stesso modo, statistiche diverse prodotte da regole di mediazione diverse non dovrebbero essere aspettate comportarsi allo stesso modo, poiché non stanno misurando una singola quantità fisica ben definita. Sfortunatamente, è stato a lungo considerato un problema nei dibattiti climatologici che le medie di temperatura globale ben note si comportino diversamente l’una dall’altra. Dibattiti su quale sia quella corretta sono fondamentalmente falsi, senza una risoluzione corretta. Hanno un aspetto interminabile, come illustrato nei confronti tra “temperature globali” misurate da satellite e da terra [9], o tra diverse versioni delle serie misurate da satellite [10, 11], o nei dibattiti su se l’era medievale fosse “più calda” dell’attuale, ad esempio [12]. Argomentiamo qui che queste dispute hanno le loro radici nel tentativo di stimare una quantità fisica che in realtà non esiste, e quindi non c’è prospettiva di risoluzione su basi scientifiche. Ma se le statistiche non sono effettivamente temperature, cosa sono allora? Possono essere usate come indici per avvertirci di pericoli sottili, come il proverbiale canarino nella miniera di carbone? O sono solo esempi di un’infinità di numeri ad hoc estraibili da misurazioni che potrebbero essere seguiti senza fine?

Finora i sostenitori delle temperature globali sono riusciti a evitare questa domanda. Non hanno substantiato esattamente come cambiamenti al rialzo o al ribasso nella loro misura statistica potrebbero influenzare la dinamica e gli stati locali all’interno dell’atmosfera e degli oceani. Tuttavia, ciò non ha impedito molte attribuzioni remarkable di causa: piccoli aumenti nella loro statistica globale sono stati citati per spiegare la formazione di uragani [13], infezioni virali nelle rane [14], encefalite nei cavalli, e persino malattie polmonari, delirio e suicidio negli umani [15]. L’imbarazzo di tali affermazioni è oscurato perché il concetto di mediazione è così routine. In effetti, è così pervasivo che potrebbe persino sembrare implausibile montare una critica. Ma dovrebbe essere routine solo dove ha senso. Il reddito personale e l’altezza sono significativi a livello individuale, e non emergono problemi concettuali quando si sommano o si mediano su una popolazione. Ma ci sono certamente esempi dove mediare o sommare distrugge il significato di una variabile.

In economia, ad esempio, un tasso di cambio è significativo quando si confrontano due valute, ma le idee di un “tasso di cambio globale” o una somma su tassi di cambio sono entrambe insensate. Indipendentemente dal fatto che esistano dati sufficienti per calcolare qualcosa di analogo a una “temperatura globale” per i mercati monetari, né il livello né la tendenza in tale statistica fornirebbero informazioni significative sull’economia globale. Un altro esempio: i numeri di telefono individuali sono sia significativi che utili, mentre la somma o la media sui numeri di telefono in una directory non hanno significato. La nozione di essere globalmente “più caldo” o “più freddo” per sistemi fuori equilibrio non è del tutto priva di merito. Miami a gennaio, con temperature che vanno da 20 a 30°C, diciamo, è certamente più calda di Toronto a, diciamo, -15 a -5°C. Tuttavia, questa classificazione di calore relativo non si basa su medie, ma sui range nei rispettivi campi di temperatura. Poiché i range non si sovrappongono, tutte le medie concorderanno su quale campo sembri più caldo.

È indipendente dalla scelta della media. Non è così per i confronti del campo di temperatura della Terra a intervalli di pochi anni. Il range sul globo (circa -80°C a +40°C) è essenzialmente lo stesso per entrambi quando confrontato con tendenze statistiche nelle medie (cioè, circa ±0,1°C/anno), che sono tre ordini di grandezza più piccole. Nei casi in cui i range si sovrappongono, non tutte le medie su un dato set di osservazioni concordano sulle tendenze (vedi Sezione 3), gettando dubbi per questo caso su cosa significhino “più caldo” o “più freddo”. È chiaro che ci sono molte misconcezioni sui campi di temperatura non in equilibrio. Questo articolo serve a esporle e identificarle con specifico riferimento alla misurazione del cambiamento climatico. Possono essere riassunte dai seguenti punti, trattati in dettaglio più avanti nell’articolo:

1. Somme o medie sulle temperature individuali nel campo non sono temperature. Né sono proxy per l’energia interna.
2. Temperature da un campo (individualmente o mediate) non guidano né la dinamica né la termodinamica. Invece, la dinamica è guidata da gradienti e differenze, in temperature e altre variabili.
3. Una media spaziale globale non può essere un indice per condizioni locali, altrimenti sarebbe richiesta una dipendenza non locale (cioè, “termodinamica a distanza”) per condizioni locali.
4. L’utilità di qualsiasi media spaziale globale del campo di temperatura come indice per condizioni globali è stata presunta ma non dimostrata.
5. È facilmente dimostrabile che regole di mediazione spaziale diverse su temperature possono avere tendenze contrarie nel tempo (cioè, alcune aumentano mentre altre diminuiscono) quando i due campi confrontati hanno sovrapposizione di range, come in questo contesto. Questo è dimostrato qui in un esempio base e successivamente con osservazioni effettive del campo di temperatura atmosferico.
6. Non è stato fornito alcun terreno per scegliere una tale statistica rispetto alle altre come l’indice proprio per il clima globale.
7. Se non ci sono terreni fisici o pragmatici per scegliere una rispetto all’altra, e una aumenta mentre l’altra diminuisce, non c’è base per concludere che l’atmosfera nel suo complesso si stia riscaldando o raffreddando.

I Fondamenti Fisici e Matematici: Nel dibattito sul riscaldamento globale, un concetto centrale è quello della “temperatura globale” della Terra. Tuttavia, un’analisi approfondita basata su fondamenti fisici, matematici e osservativi rivela che questa nozione non ha un significato fisico reale. Sebbene sia sempre possibile elaborare statistiche a partire da dati locali di temperatura, esiste un’infinità di approcci matematicamente validi per farlo, senza che i principi fisici forniscano criteri per sceglierne uno in particolare. Questo porta a paradossi: gli stessi modelli fisici o dati reali possono indicare tendenze opposte – riscaldamento o raffreddamento – a seconda della regola statistica applicata. In sostanza, il concetto di “riscaldamento globale” appare fisicamente mal posto, poiché un campo di temperatura può essere interpretato simultaneamente come “riscaldamento” e “raffreddamento”.

La temperatura è una grandezza intensiva, il che significa che non può essere sommata o mediata in modo semplice come le grandezze estensive, come la massa o l’energia. L’equazione di stato che governa l’equilibrio termodinamico locale rende priva di senso l’idea di una “temperatura totale” per un sistema complesso come la Terra. Di conseguenza, qualsiasi media semplice della temperatura terrestre manca di un contesto fisico che ne determini l’interpretazione o il significato. Le statistiche non possono sostituire la fisica mancante. I dati, di per sé, sono privi di contesto: assumere un’interpretazione arbitraria porta a contraddizioni, come il simultaneo riscaldamento e raffreddamento nello stesso sistema, dipendente da parametri liberi scelti a discrezione. Anche considerando solo una classe ristretta di trasformazioni di coordinate ammissibili, si ottengono famiglie di regole di mediazione che generano tendenze opposte sugli stessi dati, implicando classifiche contraddittorie degli anni in termini di “calore”. La fisica non offre alcuna guida su quale interpretazione sia corretta. Poiché si stanno utilizzando indici arbitrari per misurare una quantità fisicamente inesistente, non sorprende che formule diverse producano risultati diversi, senza un modo apparente per selezionarne una.

Implicazioni per lo Studio del Clima: Il problema della temperatura globale è stato spesso ignorato negli studi empirici sul clima, privilegiando convenzioni statistiche e scorciatoie concettuali. Tuttavia, la natura non è obbligata a rispettare queste convenzioni umane. Dibattiti infiniti sui livelli e le tendenze delle “temperature globali” continueranno, così come le controversie sul loro significato per l’esperienza umana del clima, fino a quando non sarà stabilita una base fisica per la misurazione significativa delle variabili climatiche – se ciò è persino possibile. Potrebbe accadere che, un giorno, una particolare media emerga con un significato fisico speciale. Ma oggi non è così. La responsabilità ricade su coloro che calcolano queste statistiche: devono dimostrare la loro logica e il loro valore in termini delle equazioni dinamiche governanti, oltre che nei contesti più ampi e meno tecnici in cui vengono comunemente utilizzate.

Conclusione: In sintesi, non esiste una temperatura globale. Le ragioni risiedono nelle proprietà dell’equazione di stato che regola l’equilibrio termodinamico locale, e le implicazioni non possono essere evitate sostituendo la statistica alla fisica. La temperatura, essendo intensiva, rende priva di significato qualsiasi somma totale in relazione al sistema misurato, e quindi qualsiasi media semplice non ha necessariamente un senso. Né la temperatura mantiene una relazione proporzionale costante con l’energia o altre proprietà termodinamiche estensive. Le medie del campo di temperatura terrestre sono dunque prive di un contesto fisico che indichi come interpretarle o quale significato attribuire ai loro cambiamenti, in aumento o in diminuzione. Le statistiche non possono fungere da sostituto per la fisica mancante, poiché i dati da soli sono privi di contesto.

Assumere un contesto porta solo a paradossi, come il riscaldamento e il raffreddamento simultanei nello stesso sistema basati su scelte arbitrarie di parametri liberi. La fisica non fornisce indicazioni su quale interpretazione dei dati sia giustificata. Dato che si stanno usando indici arbitrari per misurare una quantità fisicamente inesistente, è inevitabile che formule diverse producano risultati diversi senza un criterio di selezione. Lo scopo di questa analisi è spiegare l’insensatezza fondamentale dei cosiddetti dati di temperatura globale. Il problema può essere ignorato per comodità negli studi empirici sul clima, ma la natura non è tenuta a rispettare le nostre convenzioni statistiche e scorciatoie concettuali. I dibattiti continueranno all’infinito fino a quando non sarà stabilita una base fisica per la misurazione significativa delle variabili climatiche, se mai ciò sarà possibile.

Fonte: Does a Global Temperature Exist?