¿Qué diablos es un modelo climático y por qué es importante?

tres globos de modelos climáticos El Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas

Hace solo unos años, la sabiduría convencional sostenía que no se podía atribuir ningún evento meteorológico extremo al cambio climático. Pero ahora los científicos pueden y afirman cada vez más las probabilidades de que las acciones humanas hayan causado o exacerbado sequías y huracanes específicos.

Una de las principales razones del cambio es que la ciencia del modelado climático se está volviendo cada vez más poderosa a medida que las mejoras en la tecnología, las técnicas y el intercambio de datos permiten a los investigadores establecer experimentos novedosos o simplemente ejecutar muchos más.

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Los modelos climáticos son simulaciones informáticas sofisticadas que se aproximan a cómo responde el planeta a diversas fuerzas, como aumentos repentinos de dióxido de carbono. Descomponen los océanos, la superficie y la atmósfera en cajas tridimensionales y calculan cómo se registran las condiciones cambiantes a través del tiempo y el espacio.

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Las ganancias básicas en el poder de cómputo han impulsado muchas de las mejoras. Esas cajas tenían unos 500 kilómetros cuadrados en 1990. Para algunos de los modelos de mayor resolución de la actualidad, incluido el E3SM del Departamento de Energía, el MRI de Japón y el FGOALS de China, tienen menos de 25 kilómetros cuadrados. La resolución aumenta aún más para aplicaciones específicas, como el modelado de huracanes.

Además, los primeros modelos climáticos de la década de 1960 se centraron en la atmósfera, pero ahora tienen en cuenta las superficies terrestres, el hielo marino, los aerosoles, el ciclo del carbono, la vegetación y la química atmosférica. Más recientemente, los modelos han comenzado a incorporar las formas en que cambia el comportamiento humano en respuesta al cambio climático, incluidas la migración y la deforestación.

Se han producido otros avances en el modelado como resultado de un esfuerzo de tres décadas en el marco del Programa Mundial de Investigación del Clima, conocido como el Proyecto de intercomparación de modelos acoplados (CMIP). Bajo este programa, se pide a las instituciones de investigación que realicen un conjunto común de experimentos con un conjunto común de insumos y compartan públicamente los resultados.

Los petabytes de datos resultantes han permitido a los investigadores de todo el mundo llevar a cabo estudios que se sumergen en áreas específicas de interés sin tener que asegurar su propio tiempo en las supercomputadoras.

El Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas

La abundancia de datos también ha permitido a los científicos comparar los resultados de varios modelos entre sí y con los cambios climáticos observados en el mundo real hasta la fecha. Eso proporcionó información crucial sobre qué modelos funcionan mejor y, en ocasiones, incluso reveló problemas con nuestras observaciones. También ofrece comentarios que permiten a las instituciones probar nuevas hipótesis, refinar aún más los modelos y mejorar su comprensión de los procesos naturales, dice Noah Diffenbaugh, profesor de ciencias del sistema terrestre en Stanford.

En particular, el modelador de huracanes del MIT, Kerry Emanuel, usó datos públicos de siete modelos para impulsar una simulación de huracán enfocada decenas de miles de veces, en un esfuerzo por calcular las probabilidades de que una tormenta de la escala del huracán Harvey aterrice nuevamente en Texas. Al examinar dos períodos de 20 años en una variedad de escenarios para las emisiones de gases de efecto invernadero, fundar que lo que fue un evento de 1 en 100 años a finales del siglo XX será un evento de 1 en 5,5 años a finales de este.

Pero a pesar de todas estas grandes mejoras, incluso una caja de 25 kilómetros cuadrados sigue siendo demasiado grande para capturar procesos a pequeña escala como el comportamiento de las nubes individuales. Y los científicos son muy conscientes de que los modelos no representan perfectamente los procesos naturales complejos.

Es por eso que generalmente hablan en términos de rangos en escenarios de cambio climático, y por qué los eventos en el mundo real pueden ocurrir ocasionalmente fuera de esos límites.

Todavía hay mucha incertidumbre en las proyecciones, y eso nos molesta a todos, dice Emanuel.

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