Las nubes pueden ser la clave de un misterio de modelado climático

La última generación de modelos climáticos globales se está calentando más que las versiones anteriores, y muchos modelos predicen un calentamiento futuro más fuerte que sus predecesores.

Es una tendencia confusa y los científicos han estado trabajando para averiguar por qué está sucediendo. Un artículo de revisión publicado esta semana sugiere que las nubes, y las diminutas partículas que las ayudan a formarse en la atmósfera, tienen algo que ver con eso.

Durante los últimos años, los investigadores han estado trabajando en un proyecto internacional conocido como Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados, o CMIP. Aproximadamente cada pocos años, los modeladores de todo el mundo se coordinan para desarrollar una nueva generación de modelos para su uso en la investigación climática, siempre más avanzada que la generación anterior.

La suite más nueva, CMIP6, todavía está en progreso. Equipos de todo el mundo han presentado más de tres docenas de modelos, y todavía se espera que entren docenas más.

Pero los científicos han notado algo sorprendente en la nueva suite. Muchos de los modelos sugieren que un nivel dado de futuras emisiones de carbono puede resultar en un calentamiento más fuerte que el sugerido por los modelos anteriores.

El problema radica en un concepto conocido como sensibilidad climática de equilibrio, o ECS. Es una métrica que los científicos usan a menudo para estimar la fuerza del calentamiento climático futuro.

ECS se refiere a la cantidad de calentamiento que los científicos deberían esperar si las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico duplicaran repentinamente sus niveles preindustriales. (Como referencia, el CO2 atmosférico rondaba las 280 partes por millón antes de la Revolución Industrial. Hoy en día, han superado las 400 ppm y siguen subiendo).

Las generaciones anteriores de modelos climáticos normalmente han predicho un rango para ECS que oscila entre 1,5 y 4,5 grados centígrados. CMIP6, por otro lado, incluye más de una docena de modelos hasta el momento con un ECS superior a 4,5 C.

Varios han superado los 5 C, y el más alto alcanzó un nivel sin precedentes de 5,6 C.

Como informó E&E News en mayo, los científicos todavía están debatiendo si el ECS en los nuevos modelos es razonable o si puede ser demasiado alto (cableclimático, 12 de mayo). Es una pregunta que aún está bajo consideración.

Al mismo tiempo, los investigadores han estado especulando sobre qué puede estar causando la mayor sensibilidad. Algunos de los nuevos modelos han modificado la forma en que representan las nubes en la atmósfera, dijeron los expertos a E&E News. Y las nubes pueden tener un efecto enorme en la respuesta al calentamiento de la Tierra.

El nuevo artículo de revisión, publicado ayer en la revista Avances de la cienciaapoya la idea.

Dirigidos por Gerald Meehl del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, los autores examinaron el nuevo conjunto de modelos climáticos y los compararon con generaciones anteriores. También revisaron una serie de artículos recientes, publicados por los propios equipos de modelado, que evaluaron algunos de los cambios que habían realizado en los modelos más nuevos.

Estaban buscando pistas sobre lo que está causando el aumento de la sensibilidad.

“Nuestro objetivo era buscar cualquier tema que estuviera surgiendo, especialmente con los modelos de alta sensibilidad”, dijo Meehl en un comunicado. «Lo que surgió una y otra vez es que la retroalimentación de las nubes en general, y la interacción entre las nubes y las partículas diminutas llamadas aerosoles en particular, parecen estar contribuyendo a una mayor sensibilidad».

Las complejidades de las nubes

Las nubes son notoriamente difíciles de simular en modelos climáticos. En primer lugar, la formación de nubes es un fenómeno muy complejo con muchas partes pequeñas y móviles.

Diminutas partículas en el aire, llamadas aerosoles, tienen una gran influencia en la rapidez con que se forman las nubes, qué tan grandes se vuelven, qué tipo de nubes resultan ser y cuánto tiempo duran en la atmósfera. Eso se suma a todos los demás factores relacionados con el clima que afectan la formación de nubes, incluida la temperatura del aire, la humedad y las condiciones del viento.

Simular esta física complicada requiere mucha potencia informática y requiere que los modelos operen a una escala muy fina. Eso es bastante difícil. Pero es extraordinariamente difícil hacerlo en modelos climáticos globales, que están diseñados para simular procesos climáticos a gran escala en todo el mundo.

Para llegar a un compromiso, los modelos climáticos a menudo contienen información incorporada simplificada sobre las nubes y la forma en que se forman, una especie de atajo que permite que aparezcan las nubes sin requerir que los modelos recreen realmente todos los procesos físicos a pequeña escala que influyen en su formación.

A medida que los científicos aprenden más sobre las nubes y la física de las nubes, han podido mejorar gradualmente la forma en que se representan las nubes en sus modelos. Eso es importante porque las nubes pueden tener un gran efecto en el sistema climático.

Las nubes pueden enfriar o calentar su clima local, por ejemplo, dependiendo de la cantidad de agua o hielo que contengan, características a menudo influenciadas por los tipos de aerosoles que ayudan a formar las nubes.

A veces, las nubes enfrían la superficie de la Tierra al reflejar la luz del sol y, a veces, atrapan el calor debajo de ellas.

Muchos de los nuevos modelos climáticos han logrado avances significativos en la forma en que representan las nubes y los aerosoles. Podrían representar mejor la cantidad de agua líquida frente a la cantidad de hielo que contienen ciertas nubes. O podrían representar con mayor precisión la forma en que ciertos tipos de aerosoles influyen en la formación de nubes.

Pero parece haber algunos efectos secundarios, señala el nuevo artículo de revisión. Estas mejoras pueden estar causando que las nubes tengan un impacto mucho mayor en el clima local en algunos modelos.

Es posible que en algunos casos estos comentarios sean demasiado fuertes. Las nubes en sí pueden ser más precisas, pero es posible que aún deba modificarse la forma en que interactúan con el sistema climático más grande. Los científicos están debatiendo si ese es el caso y qué tan realista es realmente el aumento de la sensibilidad.

También es probable que las nubes y los aerosoles no sean los únicos factores que contribuyen a los modelos más calientes.

Pero la evidencia hasta ahora sugiere que están jugando un papel clave. Y esa es información que puede ayudar a mejorar la próxima generación de modelos, más allá de CMIP6.

“Las interacciones nube-aerosol están a la vanguardia de nuestra comprensión de cómo funciona el sistema climático, y es un desafío modelar lo que no entendemos”, dijo Meehl en un comunicado. “Estos modeladores están empujando los límites de la comprensión humana, y tengo la esperanza de que esta incertidumbre motive nueva ciencia”.

Reimpreso de Climatewire con permiso de E&E News. E&E brinda cobertura diaria de noticias esenciales sobre energía y medio ambiente en www.eenews.net.