Los modelos climáticos no son fiables y son demasiado sensibles al dióxido de carbono
Unos de los mayores desafíos que tiene la ciencia en la actualidad es desarrollar modelos climáticos lo más precisos posibles para tratar de conocer cómo será el clima en el futuro.
Los modelos numéricos son un conjunto de representaciones matemáticas aproximadas que pretenden simular el comportamiento de los procesos reales que se dan en la naturaleza.
El sistema climático es el conjunto de sus componentes (atmósfera, hidrosfera, criosfera, litosfera y biosfera) y de sus interacciones entre sí. Entre ellos se producen intercambios de calor, momento y materia y procesos físicos, químicos y biológicos. Se trata de un sistema de gran complejidad, lo cual impide la extrapolación de tendencias pasadas al futuro, por lo que se han desarrollado modelos climáticos globales que simulan la respuesta del clima a diferentes escenarios de emisión de gases de efecto invernadero.
Los modelos climáticos son por tanto una simulación numérica que proyecta cómo podría ser el clima en la Tierra en un periodo que suele ser, típicamente, de unas décadas. Fundamentalmente, son modelos de circulación general atmósfera-océano que son las componentes fundamentales del sistema. Se combinan con modelos generalmente empíricos que representan a otras componentes climáticas como la cubierta vegetal o la criosfera.
Antes de poder realizar proyecciones a futuro con un modelo climático se comprueba que el modelo es capaz de simular correctamente el clima actual y el clima pasado. En las dos últimas décadas ha habido una gran mejora de los modelos, que actualmente reproducen de forma aceptable la evolución de la temperatura global en los últimos 150 años.
Por tanto, son los modelos climáticos los que han proporcionado una prueba más sólida de que el actual cambio climático es de origen antropogénico. En los resultados de distintas simulaciones realizadas, incluyendo únicamente forzamientos de origen natural y en comparación con éstos sumados a los forzamientos de origen antropogénico, se ha podido determinar la contribución de la acción humana en el clima, principalmente por las emisiones de gases de efecto invernadero.
Es precisamente esta la clave para poder conocer cómo será el clima en el futuro: es necesario conocer cuál será la evolución de los forzamientos del sistema en el futuro. Este factor depende de factores políticos y socioeconómicos, así como de las grandes decisiones gubernamentales en torno a políticas de mitigación del cambio climático. Por tanto, es necesario establecer posibles escenarios de emisiones que tengan en cuenta la incertidumbre asociada. Las hipótesis que se utilizan para establecer los posibles escenarios conducen a concentraciones de dióxido de carbono (CO2) muy diferentes en el año 2100.
La sensibilidad climática hace referencia a la respuesta de la temperatura global frente a una situación en la que la concentración de dióxido de carbono duplica los niveles preindustriales. Los diferentes modelos climáticos apuntan hoy en día que este valor de sensibilidad climática en equilibrio sería de entre 2,6 y 4,1ºC, mientras que en los años 80 se pensaba que este valor podría estar en un rango 1,5-4,5ºC, por lo que el margen es ahora más estrecho. Este dato se obtiene a través del conocimiento de modelos climáticos en combinación con los estudios del clima del pasado o paleoclima.
El CO2 en la atmósfera ha aumentado desde 280 partes por millón (ppm) en niveles preindustriales a entre 410-420 ppm en la actualidad; es decir, la concentración de este gas ha crecido en torno a un 50%. Estamos registrando concentraciones de este gas que no se habían experimentado por los humanos con anterioridad.
Las proyecciones de cambio climático cuentan con varias fuentes de incertidumbre que afectan a los distintos pasos del proceso: establecer los escenarios de emisión, la falta de precisión en el conocimiento del ciclo de carbono y la utilización de métodos numéricos para resolver las ecuaciones no lineales del sistema. Diferentes modelos climáticos atmósfera-océano muestran una gran dispersión, reflejando la sensibilidad del clima a pequeños cambios en el forzamiento. La presencia de aerosoles, tanto de origen natural como por contaminación, y el conocimiento preciso del impacto de la nubosidad en la temperatura también presentan un desafío para la modelización del clima.
También otros componentes del sistema climático pueden suponer una fuente de incertidumbre, como por ejemplo los cambios en el uso del suelo. Teniendo en cuenta las incertidumbres mencionadas, cada escenario resultante de las proyecciones de cambio climático tiene asociado un margen de confianza.
Los modelos de cambio climático muestran sin lugar a duda el calentamiento global, aunque con bastante dispersión en cuanto a la intensidad de éste en las proyecciones. Será clave seguir trabajando en la modelización numérica del clima para ganar precisión en las proyecciones de cambio climático, tanto globales como a escala regional.
Con todo esto podríamos preguntarnos qué tal lo han hecho los modelos climáticos hasta ahora para orientarnos cómo de buenas pueden resultar las proyecciones a futuro. Comparando la relación entre temperatura y los niveles de CO2 atmosférico durante los últimos 50 años, los modelos climáticos en general han sido bastante precisos prediciendo el calentamiento global en los años posteriores.
La buena noticia es que además los modelos cada vez son más sofisticados y además se dispone de mejor tecnología: los modelos climáticos son nuestra referencia para saber cómo será el clima en el futuro a pesar de sus limitaciones. Son la mejor herramienta y tienen la fiabilidad que su nivel de confianza indica.