Las nubes interfieren en los modelos del cambio clim¨¢tico

Las nubes desaf¨ªan la comunidad cient¨ªfica que trata de pronosticar el cambio clim¨¢tico desde hace medio siglo. Esas masas de vapor son muy complejas y se forman cuando hay n¨²cleos de condensaci¨®n. Nacen gracias a los aerosoles que tienen origen natural (polvo mineral y org¨¢nico, sales del oc¨¦ano) o antropog¨¦nico, producido por procesos de combusti¨®n en generaci¨®n de energ¨ªa y transporte y en reacciones qu¨ªmicas secundarias. Esas part¨ªculas suspendidas en el aire que se lleva el viento permiten que el vapor de agua se agreguen a ellas y formen gotitas de agua o cristales de hielo. Adem¨¢s, hay una gran variedad de nubes y cada una tiene un efecto distinto sobre el calentamiento global. Algunas, como los estratos, reflejan m¨¢s luz solar y enfr¨ªan la superficie, mientras que otras, conocidas como cirros, pueden tener el efecto contrario y atrapar el calor.

La interacci¨®n entre nube y aerosoles es muy dif¨ªcil de simular porque existen muchos tipos de part¨ªculas, su composici¨®n qu¨ªmica var¨ªa, sigue sin conocerse del todo y muchos otros factores entran en juego, as¨ª como el oc¨¦ano, la atm¨®sfera, las monta?as y la regi¨®n del planeta, entre otras cosas. Debido a la contaminaci¨®n del aire se forman m¨¢s gotas y m¨¢s peque?as. Esto hace que la nube tenga m¨¢s brillo y refleje m¨¢s la luz del sol. Sin embargo, existen otras que provocan el efecto contrario y crean menos gotas, pero m¨¢s grandes, dando lugar a esas nubes densas que absorben y calientan el planeta. En cambio, las de tipo c¨²mulo no tienden a afectar demasiado la temperatura.

Estos trabajos son esenciales porque nos ayudan a ver donde tenemos capacidad y necesidad de mejora en los modelos. Ponen el dedo en la llaga

Enrique S¨¢nchez S¨¢nchez, de la Universidad de Castilla La Mancha

Hace unos 40 a?os, no se pensaba ni en ello y ese fen¨®meno, de una importancia evidente para el pron¨®stico del calentamiento global, ni siquiera se inclu¨ªa en los modelos ¡ªhoy m¨¢s numerosos [37] y mucho m¨¢s complejos que los de entonces¡ª. Francisco Doblas-Reyes, profesor en la Instituci¨®n Catalana de Investigaci¨®n y Estudios Avanzados (ICREA), explica que son part¨ªculas que no se ven y que son dif¨ªciles de medir porque se tendr¨ªa que hacer en todas las zonas del planeta. ¡°Es una gran fuente de incertidumbre y somos muy conscientes de ello¡±, a?ade.

Un nuevo art¨ªculo publicado en Science Advances recopila la informaci¨®n y confirma que esta interacci¨®n imperceptible y compleja est¨¢ al origen de la alteraci¨®n de las estimaciones de la sensibilidad clim¨¢tica de los modelos, que eran estables desde 1970 y dec¨ªan que la tierra se pod¨ªa calentar en los pr¨®ximos a?os entre 1,5? y 4,5?. Seg¨²n los resultados m¨¢s recientes (CMIP6), el rango es mayor y se sit¨²a entre 1,8? y 5,6?.

Es importante mirar el contexto y la historia de los modelos para entender las variaciones, algo que un estudio de enero ya trat¨® de aclarar. ¡°Al tener m¨¢s conocimiento y meter m¨¢s informaci¨®n y realismo, crecen las incertidumbres, pero no significa que sea alarmista, al contrario. Desde que empezamos con los modelos, las cifras medias se han quedado estables y eso es una buena noticia¡±, explica Gerald Meehl, principal autor del estudio e investigador del Centro Nacional de Investigaci¨®n Atmosf¨¦rica de Estados Unidos (NCAR) que ha visto toda la progresi¨®n de los modelos desde los ochenta.

?C¨®mo se mide?

El calentamiento en los pr¨®ximos a?os se estima con las proyecciones de escenarios clim¨¢ticos. Las dos m¨¦tricas que se utilizan para ello existen desde el principio y se utilizan juntas y, tal y como lo dice Fidel Gonz¨¢lez Rouco, investigador del Instituto de Geociencias (UCM-CSIC) en el Departamento de F¨ªsica de la Tierra y Astrof¨ªsica de la Universidad Complutense de Madrid, ¡°es importante guardar la homogeneidad en evaluar los modelos a lo largo del tiempo¡±. En primer lugar est¨¢ el ECS (Equilibrium Climate Sensitivity) que contesta a la pregunta: ?Cu¨¢nto cambiar¨ªa la temperatura si duplic¨¢semos el CO2? Aunque eso no ocurre en la realidad, permite tener una idea a largo plazo de c¨®mo ha evolucionado la sensibilidad de los modelos clim¨¢ticos a cambios en las concentraciones de CO2. Una segunda opci¨®n lleg¨® algunos a?os m¨¢s tarde para dar m¨¢s realismo: ?Y qu¨¦ ocurre si se aumenta progresivamente el CO2 de un 1% por a?o? La respuesta se llama el TCR (Transient Climate Response) y se sit¨²a entre 1,3? y 3,0?.

Al involucrar m¨¢s factores y procesos, el ECS tiende a ser m¨¢s alto que el TCR, pero Gonz¨¢lez Rouco asegura que las dos son ¨²tiles. ¡°Involucran procesos distintos y permiten contar la historia del clima a lo largo del siglo y la respuesta en funci¨®n de diferentes escenarios¡±, argumenta. El especialista insiste en que las incertidumbres que aparecen hoy, debido al aumento de conocimiento y parametrizaciones, no son errores sino ¡°gu¨ªas para saber qu¨¦ decisiones tomar en el futuro para mejorar los modelos clim¨¢ticos¡± y d¨®nde es necesario poner la lupa.

Mejorar la observaci¨®n y la resoluci¨®n

Existen varios avances cruciales que podr¨ªan ayudar a reducir dichas incertidumbres. Un grupo de investigadores consigui¨® calcular el brillo de una nube en funci¨®n de la cantidad de part¨ªculas de aerosoles, comparando el antes y el despu¨¦s de la irrupci¨®n de un volc¨¢n, seg¨²n se public¨® en Nature hace tres a?os. ¡°Por primera vez, ten¨ªamos un experimento f¨ªsico concreto. Pero son procesos muy finos, microsc¨®picos y complejos. Aunque fue un gran descubrimiento, solo era un tipo de nube, en un lugar concreto y a una latitud precisa¡±, advierte Meehl.

Por otro lado, el sat¨¦lite Calipso, de la NASA y del Centro Nacional de Estudios Espaciales franc¨¦s, gracias a un dispositivo l¨ªdar dotado de un emisor de l¨¢ser pulsado, permite observar la estructura vertical de las nubes y la distribuci¨®n de las part¨ªculas. Hasta ahora siempre hab¨ªa sido un gran misterio. Las diferentes capas que hab¨ªa y su construcci¨®n eran imperceptibles. ¡°Para esto, los sat¨¦lites son de una gran ayuda porque es muy dif¨ªcil simular algo que no entiendes o desconoces y todas estas nuevas mediciones nos hacen cambiar y modificar nuestros modelos¡±, asegura el experto estadounidense.

Otro de los aspectos donde es necesario hacer una mejora es en la resoluci¨®n. Los modelos globales actuales, explica Doblas-Reyes, son capaces de simular con una resoluci¨®n de entre 50 y 100 kil¨®metros, cuando lo ideal ser¨ªa de un kil¨®metro. ¡°Para simular y describir los procesos m¨¢s importantes necesitamos esa resoluci¨®n porque entre cada puntito alrededor del planeta pasan muchas otras cosas. Todo este tipo de estructuras son importantes porque no es lo mismo tener un pico de 1.800 metros o una cordillera que una monta?a de 500 o un valle¡±, detalla el experto. Sin embargo, conseguir dicha resoluci¨®n requiere un m¨ªnimo de 10 a?os por lo que es imposible prever cuando el conocimiento vencer¨¢ la incertidumbre.

Mirar tambi¨¦n la escala regional

Enrique S¨¢nchez S¨¢nchez, experto de modelizaci¨®n del clima a escala regional y profesor en la Universidad de Castilla La Mancha, tambi¨¦n resalta la desventaja de los modelos globales: la poca resoluci¨®n. ¡°Aun as¨ª, los necesitamos; son el primer paso para luego hacer el zum en una regi¨®n concreta.¡±, cuenta. Hace 30 a?os Filipo Giorgi, investigador en el Centro Internacional de F¨ªsica Te¨®rica en Trieste (Italia), desarroll¨® otro tipo de modelos que permitieron afinar los procesos, pero el problema, confirma S¨¢nchez, es que ¡°est¨¢n centrados donde hay grupos activos, es decir, Australia, Europa, Am¨¦rica del Norte, Jap¨®n¡±.

Las zonas d¨®nde hay menos estudios son Asia, ?rtico, ?frica y Am¨¦rica del Sur, pero a la vez son muy complejas. ¡°Cada regi¨®n tiene sus caracter¨ªsticas y hay unas regiones donde es m¨¢s sistem¨¢tico y m¨¢s estable¡±, compara S¨¢nchez. Para ¨¦l, el foco se tiene que poner en un mejor conocimiento de las nubes y, al mismo tiempo, en hacer m¨¢s simulaciones regionales en ¨¢reas con una cantidad limitada de estudios. ¡°Estos trabajos son esenciales porque nos ayudan a ver donde tenemos capacidad y necesidad de mejora en los modelos. Ponen el dedo en la llaga y muestran d¨®nde vamos despacio y d¨®nde, claramente, hemos mejorado¡±, concluye. La iniciativa CORDEX, por ejemplo, pretende coordinar dichos esfuerzos de mejora de modelizaci¨®n en todas las regiones del planeta.

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