CAMBIO CLIMÁTICO

Aparte de los ganadores, el Premio Nobel de la ciencia del clima es una victoria para muchos

La ciencia del clima ha sido un maravilloso estudio multidisciplinario desde el principio, que incluye biología, química, historia, paleoclimatología y, por supuesto, física. El movimiento de fluidos, la termodinámica del aire y el agua, el transporte radiativo y el movimiento de la Tierra en su órbita alrededor del sol son componentes fundamentales que contribuyen a la complejidad de los sistemas meteorológicos y climáticos. Pero los temas más allá de la física también son clave para comprender cómo se desarrollaron juntos la vida y el clima en la Tierra y cómo podrían cambiar en el futuro. Debido a esta naturaleza multidisciplinaria, siempre pensé que la ciencia del clima nunca captaría la atención de un comité de premios Nobel basado en disciplinas.

Por supuesto, el Premio de Química de 1995 otorgado a los químicos atmosféricos Sherwood Rowland, Mario Molina y Paul Crutzen por su trabajo sobre el agotamiento del ozono podría considerarse relacionado con el clima. Pero dos premios vinculados explícitamente al cambio climático son el Premio de la Paz de 2007, otorgado al IPCC y Al Gore por sus esfuerzos para comunicar la ciencia del clima al público, y el Premio de Economía de 2018 por trabajos que ubican la ciencia en el contexto de la economía, en lugar de la ciencia misma.

Así que me llamó la atención que esta semana el Comité Nobel de Física reconociera el tremendo progreso que hemos logrado en la comprensión del sistema climático, otorgando la mitad del premio de 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de dólares) de este año a dos científicos del clima, Syukuro (Suki) Manabe y Klaus. Hasselmann. Ambos merecen el premio, pero en un campo de colaboración como este, otros científicos pioneros quedan inevitablemente fuera.

Los dos científicos representan dos temas principales en la ciencia del clima: la predicción, el desarrollo de modelos climáticos basados ​​en la física y la detección y atribución del cambio climático. Juntos, estos avances nos permiten comprender el cambio climático a corto plazo y hacer ingeniosas predicciones sobre nuestro futuro climático.

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Nuestra capacidad para predecir ingeniosamente el cambio climático se remonta a la década de 1960, con el desarrollo de modelos de balance energético global, luego modelos unidimensionales de radiación-convección y más tarde modelos climáticos totalmente tridimensionales.Los principales avances conceptuales ocurrieron en las décadas de 1950, 1960 y 1970, y el trabajo posterior utilizó una potencia informática cada vez mayor para poner estos conceptos en práctica. Un mayor nivel de integridad y detalle..

Entre los muchos artículos excelentes de esa era temprana, uno se destaca. Manabe y Richard Wetherald 1967, publicado en Revista de Ciencias Atmosféricas, se llama»Los artículos más influyentes en la ciencia del climaEn él, describen por primera vez los efectos de agregar dióxido de carbono a un modelo de convección radiativa que captura aspectos fundamentales de la atmósfera que se cree que son columnas verticales. En particular, predice la cantidad apropiada de calentamiento de la superficie, reconoce que la troposfera (la capa más baja de la atmósfera) continuará calentándose, predice cambios en la altura de la tropopausa (el límite entre la troposfera y la estratosfera), y es algo En contra de la intuición anterior, se predice que la estratosfera se enfriará.Este patrón vertical de cambio es lo que escribió Hasselman en 1979, describiéndolo como cambiar las huellas dactilares espaciales Esto es muy diferente de los patrones de variación internos del clima de la Tierra y se puede utilizar para detectar firmas de gases de efecto invernadero en las observaciones. Este descubrimiento fue realizado por primera vez por James Hansen y sus colegas a fines de la década de 1980 y reforzado en la década de 1990 y más allá.

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Pero el Comité Nobel es conservador. Para muchos de los premios recientes, los avances teóricos o conceptuales solo se reconocen cuando existe una medición explícita del fenómeno previsto.Solo disponible en el equipo LIGO Olas detectadas en 2015De manera similar, Peter Higgs y François Englert compartieron el premio de 2013 por su predicción del bosón de Higgs del mismo nombre en 1964, hasta que finalmente fue CERN 2012En ambos casos, las detecciones se anuncian una vez que estas señales están por encima del llamado umbral de cinco sigma (lo que significa que la probabilidad de que una señal ocurra por casualidad es de aproximadamente 1 en 3,5 millones).

Las proyecciones climáticas solo pueden evaluarse décadas después. De hecho, el trabajo de Hasselmann se puede utilizar para evaluar con precisión cuánto tiempo debe esperar para detectar una tasa particular de cambio climático. Para la tasa de cambio actual (aproximadamente 0,2 grados centígrados por década), se necesitarían dos décadas o más.Una evaluación de estas primeras predicciones, por El padre de House y otros. 2019 (soy coautor del mismo), incluidas dos predicciones tempranas Manabé (1970) y Manabe y Ronald Stover (1993)Descubrimos que, con algunas excepciones, estos primeros intentos fueron notablemente exitosos en la predicción del cambio climático en las décadas posteriores.

Debemos recordar que el Premio Nobel tiene dos condiciones importantes: no se otorga a título póstumo y no puede ser compartido por más de tres personas. Esto genera problemas para reconocer los esfuerzos colectivos de hace 40 años. De hecho, ¡todos los autores elegibles de las predicciones de la década de 1970 que evaluamos ahora son ganadores del Premio Nobel (Suki Manabe y William Nordhaus)! Muchos pioneros ya no están entre nosotros, un triste corolario. Norm Phillips, quien construyó el primer modelo climático global en 1955, murió en 2019; Akio Arakawa, cuyas técnicas numéricas sustentaron todos estos modelos, murió a principios de este año. Los coautores de Manabe, Richard Wetherald, quien murió en 2011, J. Murray Mitchell, 1990, John S. Sawyer, 2000 y George S. Benton, 1999, hicieron predicciones igualmente exitosas aproximadamente al mismo tiempo.

Este avance en el modelado climático es distinto, pero está relacionado con el trabajo de pronóstico del tiempo, que puede ser un esfuerzo más basado en la física que aún no ha ganado un Premio Nobel. Podría decirse que los beneficios prácticos de la predicción meteorológica calificada superan con creces los beneficios (hasta ahora) de nuestra comprensión del cambio climático. Pero también puede haber demasiadas contribuciones individuales al campo distribuidas durante demasiados años para ser reconocidas a través del proceso Nobel.

Una nota final: ¿Recuerda los umbrales de detección de ondas gravitacionales y el bosón de Higgs? Entonces, para las señales climáticas antropogénicas en la temperatura de la superficie, Se superó el umbral de 5 sigma alrededor de 2012De hecho, ahora supera 7 sigma (1 en 800 mil millones de posibilidades de que suceda). Esta heurística insinúa que el Premio Nobel en ciencias del clima tiene un retraso de una década, pero aún es bienvenido.

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