La pandemia di coronavirus ha trasformato il mondo moderno sulla sua testa, e per il resto del semestre primaverile 2020 William & Mary insegnerà i suoi corsi a distanza. Questo non sarà facile, e l’istruzione non sarà uguale all’esperienza in classe o in laboratorio che normalmente avrebbe luogo.
Mentre mi preparavo per il resto del semestre, ho visto la stagione primaverile di Williamsburg dispiegarsi dalla finestra del mio ufficio a casa. Le piante stanno fiorendo, le foglie stanno sfogliando e il polline è nell’aria. La natura delle stagioni e dei climi regionali sono argomenti che esploriamo nel mio Tempo, Clima, & Cambia rotta. È un grande peccato che la nostra avventura accademica non possa più incontrarsi di persona o andare sul campo a raccogliere dati, ma continueremo. E userò questo blog per fornire contenuti e sapore.
Nel 1760, Thomas Jefferson si iscrisse a William & Mary, anche se non prese mai il mio tempo & Corso di clima iniziò a fare osservazioni meteorologiche sistematiche mentre era studente a Williamsburg. Nel trattato ad ampio raggio intitolato Notes on the State of Virginia pubblicato nel 1785(7)1, Jefferson discute il clima della Virginia. Nella Query VII, include i dati meteorologici raccolti a Williamsburg tra il 1772 e il 1777. Questo è stato un momento importante nella vita di Jefferson. Nel 1772 fu eletto alla Camera dei Burgesses (che lo riportò nella capitale coloniale della Virginia) e nel 1776 scrisse la Dichiarazione di Indipendenza.
Frontespizio e prima pagina di Query VII dalle note di Thomas Jefferson sullo Stato della Virginia.
Tabella di Jefferson delle medie mensili per le precipitazioni e la temperatura.
Per coloro che sono interessati ai climi passati, i dati climatici storici accurati sono il gold standard. I dati ottenuti a Williamsburg durante la fine del 18 ° secolo potrebbero permetterci di discernere se il clima di Williamsburg è cambiato negli ultimi due secoli.
Jefferson nota che la temperatura di Williamsburg è stata registrata alle 8 del mattino (minimo calore giornaliero) e alle 4 del pomeriggio (massimo calore giornaliero) sul termometro Fahrenheit. Piuttosto che fornire tutti i dati, che erano “troppo minuti” per una facile comprensione, Jefferson ha compilato una tabella con i valori medi mensili della temperatura più alta (più alta) e minima (più bassa). All’inizio di questo semestre, sul primo problema impostato in Tempo, clima, & Cambiamento, ho chiesto agli studenti di utilizzare i dati di temperatura di Jefferson per produrre un grafico accattivante.
Ogni volta che facciamo un grafico, facciamo un insieme di scelte – quale variabile dovrebbe essere su quale asse? Che tipo di grafico (grafico a barre, grafico a dispersione, ecc.)? La data dovrebbe essere tracciata come punti discreti o collegata come una funzione continua? Anche la dimensione del carattere, le forme dei punti dati e i colori sono importanti quando si tratta di rendere i dati grafici raccontare una storia efficace.
Le trame prodotte dai 28 studenti in Weather, Climate, & Change erano un miscuglio, ma per molti di questi studenti del primo anno era il primo grafico che avevano prodotto al college. Un obiettivo per i resti del semestre è quello di produrre grafici e grafici migliori e più avvincenti.
Il mio grafico è sotto. Ho scelto di tracciare i valori di calore più grande e meno calore come simboli discreti e non collegare quei simboli con una linea, poiché questi dati non sono una serie temporale continua. Piuttosto sono dati discreti (mensili).
Un grafico dei dati di temperatura di Jefferson per Williamsburg, Virginia (1772-77).
I dati illustrano un modello che i moderni Williamsburger conoscono: è più caldo d’estate e più fresco d’inverno. I mesi più caldi sono giugno, luglio e agosto, ma le alte temperature per quei mesi (~80 F) sembrano inferiori a quelle che di solito sperimentiamo durante un’estate moderna. Forse questa è la prova del cambiamento climatico. Per testarlo, ho realizzato un secondo grafico con i dati 1772-1779 di Jefferson tracciati accanto ai moderni dati di temperatura del laboratorio Keck di William & Mary.
Un confronto grafico dei dati di Thomas Jefferson (1772-77) ai dati climatici moderni (2012-2019) da William & Mary’s Keck Lab. Si noti le grandi differenze nelle temperature medie alte e basse, nonché la variazione mensile.
Entrambi i set di dati seguono una tendenza annuale simile, ma ci sono alcune differenze sorprendenti. Le alte temperature moderne sono superiori ai massimi storici in ogni mese, ma i minimi moderni sono anche inferiori ai minimi del 18 ° secolo in ogni mese. Se questa differenza è il risultato del riscaldamento globale, potremmo prevedere alti più alti, così come bassi più alti per i dati moderni-questo non è ciò che viene osservato. Il grafico illustra chiaramente che la variazione di temperatura mensile moderna è molto maggiore di quanto riportato da Jefferson. La variazione di temperatura mensile di Jefferson varia tra 5 e 7 F, mentre i dati moderni producono variazioni tra 14 e 19 F.
Che succede?
La risposta sta nel luogo in cui sono stati raccolti i dati di temperatura. La stazione meteorologica del Keck Lab è un elegante equipaggiamento meteorologico che si trova all’aperto, come tutte le stazioni meteorologiche del 21 ° secolo. Jefferson, come era pratica comune nel 1770, ha raccolto i dati di temperatura all’interno-probabilmente in una stanza non riscaldata sul lato nord di un edificio! Questo era in accordo con le raccomandazioni della British Royal Society, e nel 1772 Virginia era ancora molto una parte dell’Impero britannico.
Con questa intuizione, la differenza nei due set di dati ha perfettamente senso. L’inerzia termica di un edificio modera le temperature interne rispetto alle temperature esterne. Pertanto, la variazione di temperatura registrata in tale set di dati sarà inferiore alla variazione esterna effettiva.
Dal 1790, Jefferson era insoddisfatto con le misure di temperatura interna, e su sollecitazione del suo amico James Madison spostato la sua attrezzatura all’aperto. Nel 2007, Susan Solomon e i suoi colleghi hanno pubblicato un eccellente articolo che delinea la storia di questa rivoluzione nelle pratiche di monitoraggio del tempo tra il 18 ° e il 19 ° secolo.
Uno dei progetti in the Weather, Climate, & Change class è quello di studiare il clima associato a una particolare coltura e i controlli climatici che influenzano dove vengono coltivate determinate colture. I mango non crescono in Virginia; perché no? Gli studenti raccoglieranno i dati climatici da un certo numero di fonti e poi li distilleranno in una presentazione convincente sul raccolto a cui sono interessati. Pubblicherò la migliore grafica, grafici e mappe qui in modo che il mondo possa vedere i frutti delle fatiche dei miei studenti!
Fai molta attenzione.
1 – Il libro di Jefferson fu pubblicato per la prima volta a Parigi per un piccolo pubblico nel 1785, la sua prima pubblicazione in America fu nel 1787.