Estas son las preguntas climáticas más importantes para la nueva década

La década de 2010 fue casi con certeza la década más calurosa registrada, y se notó. El mundo ardió, se derritió e inundó. Las olas de calor rompieron récords de temperatura en todo el mundo. Los glaciares perdieron hielo a un ritmo acelerado. Los niveles del mar continuaron aumentando.

Al mismo tiempo, los científicos han trabajado diligentemente para desenredar el caos de un planeta que se calienta rápidamente.

En la última década, los científicos mejoraron sustancialmente su capacidad para establecer conexiones entre el cambio climático y los fenómenos meteorológicos extremos. Hicieron grandes avances en su comprensión de las capas de hielo. Plantearon preguntas críticas sobre las implicaciones del calentamiento del Ártico. Perfeccionaron sus predicciones sobre el cambio climático futuro.

A medida que comienza otra década, los científicos dicen que hay más preguntas por responder. Preguntamos a los investigadores climáticos de una variedad de disciplinas sobre las principales prioridades y los temas más candentes para la década de 2020. Esto es lo que dijeron.

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El Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro lugar de la Tierra, con temperaturas que aumentan al menos el doble de rápido que el promedio mundial. Muchos científicos creen que comprender las consecuencias del calentamiento del Ártico es esencial para hacer predicciones precisas sobre el cambio climático en todo el mundo.

Algunos de estos enlaces son sencillos. El derretimiento del hielo del Ártico que se vierte en el océano puede elevar los niveles globales del mar. La descongelación del permafrost puede liberar grandes cantidades de dióxido de carbono y metano a la atmósfera, lo que podría acelerar la tasa de calentamiento global.

Otros son más polémicos.

En la última década, ha surgido un creciente debate científico sobre la influencia del calentamiento del Ártico en el clima global y los patrones meteorológicos, particularmente en las latitudes medias.

Algunos estudios de observación han señalado una conexión estadística entre el calentamiento del Ártico y los fenómenos meteorológicos en lugares como Estados Unidos, Europa y partes de Asia; por ejemplo, un vínculo entre la reducción del hielo marino y los inviernos fríos en Siberia, o las olas de calor del Ártico y el invierno extremo. clima en los Estados Unidos.

El problema es que a los modelos les cuesta capturar las causas que impulsan estas conexiones.

«Nadie discute que el derretimiento del Ártico afectará los patrones climáticos, la pregunta es exactamente cómo», dijo la experta en clima del Ártico Jennifer Francis, investigadora del Centro de Investigación Woods Hole. «Así que descubrir qué no está bien en los modelos será un enfoque importante. Sin modelos realistas, es difícil usarlos para separar las influencias del Ártico de otros posibles factores».

Resolver el debate requerirá «una combinación de datos y modelos», según la climatóloga de la NASA, Claire Parkinson. Muchos científicos ya están trabajando arduamente en este tema.

Un proyecto en curso conocido como Proyecto de Intercomparación de Modelos de Amplificación Polar está realizando una serie de experimentos modelo coordinados, todos utilizando los mismos métodos estándar, para investigar el clima del Ártico y sus conexiones con el resto del mundo. Los expertos dicen que este tipo de proyectos pueden ayudar a explicar por qué los estudios de modelado realizados por diferentes grupos con diferentes métodos no siempre obtienen los mismos resultados.

Al mismo tiempo, también es esencial mejorar la forma en que se representan los procesos físicos en los modelos climáticos del Ártico, según Xiangdong Zhang, científico atmosférico y del Ártico de la Universidad de Alaska, Fairbanks.

Fuera de ese debate, todavía quedan grandes preguntas por resolver sobre el clima del Ártico. Los científicos saben que el Ártico se está calentando a una velocidad vertiginosa, pero todavía están investigando todas las razones.

Los investigadores creen que probablemente esté en juego una combinación de procesos de retroalimentación. El hielo marino y la nieve ayudan a reflejar la luz del sol lejos de la Tierra. A medida que se derriten, permiten que llegue más calor a la superficie, calentando el clima local y provocando que se produzca aún más derretimiento.

Una pregunta clave para la próxima década, dijo Zhang en un correo electrónico, es «qué papel relativo juega cada uno de los procesos físicos y cómo estos procesos funcionan juntos» para impulsar el calentamiento acelerado.

Desentrañar estos comentarios ayudará a los científicos a predecir mejor qué tan rápido se calentará el Ártico en el futuro, según Francis, y qué tan rápido deberían esperar que ocurran sus consecuencias. Incluyen la desaparición del hielo marino, el deshielo del permafrost y el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia.

Océanos y hielo

El aumento del nivel del mar es una de las consecuencias más graves del cambio climático, con el potencial de desplazar a millones de personas en las zonas costeras de todo el mundo.

En este momento, los océanos del mundo están aumentando a una tasa promedio de unos 3 milímetros cada año. Parece que se está acelerando con el tiempo. Puede que no parezca mucho, pero los científicos ya están documentando un aumento en las inundaciones costeras en muchos lugares del mundo.

Predecir con precisión el ritmo del futuro aumento del nivel del mar es una de las mayores prioridades en la ciencia del clima. Y una de las mayores incertidumbres sobre el futuro aumento del nivel del mar es el comportamiento de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida, las cuales arrojan miles de millones de toneladas de hielo al océano cada año.

Estudios satelitales recientes han encontrado que la pérdida de hielo en ambos lugares se está acelerando. La Antártida está perdiendo aproximadamente tres veces más hielo que en la década de 1990, mientras que las pérdidas en Groenlandia pueden ser hasta siete veces mayores que en décadas anteriores.

Investigar los procesos que impulsan las aceleraciones, y luego usar ese conocimiento para afinar las predicciones del futuro aumento del nivel del mar, es una prioridad clave para 2020 y más allá, según Marco Tedesco, experto en capas de hielo de la Universidad de Columbia.

«¿Cómo conectamos los procesos físicos que entendemos que están creando esta aceleración de Groenlandia y la Antártida, muy probablemente durante la próxima década, con los impactos del aumento del nivel del mar?» le preguntó a E&E News. «¿Y cómo explicamos los impactos potenciales de las cosas que aún no podemos anticipar?»

A algunos científicos les preocupa que, a medida que la pérdida de hielo continúa acelerándose tanto en Groenlandia como en la Antártida, partes de las capas de hielo eventualmente podrían desestabilizarse y colapsar por completo, lo que provocaría un aumento catastrófico del nivel del mar.

En los últimos años, los científicos han descubierto que las corrientes oceánicas cálidas están ayudando a derretir algunos glaciares desde abajo hacia arriba, tanto en Groenlandia como en particular en partes de la Antártida occidental. Comprender mejor la relación entre los océanos y el hielo es una prioridad clave para los expertos en glaciares, dijo Tedesco.

Al mismo tiempo, monitorear la forma en que el agua se derrite y se mueve a lo largo de la parte superior del hielo también es una prioridad importante. En Groenlandia, los cambios provocados por el clima en el comportamiento de las grandes corrientes de aire, como la corriente en chorro, pueden estar ayudando a impulsar un mayor derretimiento de la superficie.

«Lo importante es comprender cómo se puede conectar la pérdida de masa de Groenlandia con los cambios recientes en la circulación atmosférica que estamos presenciando», dijo Tedesco.

Eventos climáticos extremos

La última década vio pasos agigantados en un campo de investigación climática conocido como «ciencia de atribución»: la conexión entre el cambio climático y los fenómenos meteorológicos extremos.

Alguna vez se pensó que era imposible, pero ahora los científicos pueden estimar la influencia del calentamiento global en eventos individuales, como olas de calor o huracanes. Solo en los últimos años, los científicos han descubierto que ahora están ocurriendo algunos eventos que habrían sido imposibles en un mundo sin un cambio climático causado por el hombre.

A medida que la ciencia de la atribución ha avanzado, los investigadores han podido abordar eventos cada vez más complejos, como huracanes e incendios forestales, que antes eran demasiado complicados para evaluar con confianza. También se han vuelto más rápidos: los investigadores ahora pueden evaluar algunos eventos extremos casi en tiempo real.

Algunas organizaciones están trabajando para desarrollar servicios de atribución sofisticados, similares a los servicios meteorológicos, que publicarían análisis de eventos extremos tan pronto como ocurran. el servicio meteorológico nacional alemán; la Oficina Meteorológica del Reino Unido; y el programa Copernicus, parte del Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo, han comenzado a explorar este tipo de proyectos.

Al mismo tiempo, los científicos están trabajando para mejorar sus predicciones de futuros eventos extremos en un mundo que se calienta.

Hasta ahora, los modelos climáticos predicen que muchos fenómenos meteorológicos extremos ocurrirán con mayor frecuencia o se volverán más severos a medida que el clima continúe cambiando. Las olas de calor serán más intensas, los huracanes se intensificarán, las fuertes lluvias pueden ocurrir con más frecuencia en algunos lugares y las sequías pueden ser más prolongadas en otros.

Continuar mejorando este tipo de predicciones, y luego comunicarlas de manera útil a las comunidades que se verán afectadas por ellas, es una prioridad importante, según Piers Forster, director del Centro Internacional Priestley para el Clima de la Universidad de Leeds.

Anotó que a menudo hay una gran incertidumbre cuando se trata de predecir eventos climáticos extremos: diferentes modelos climáticos a veces arrojan resultados muy diferentes. Pero a menudo puede ser costoso y llevar mucho tiempo ejecutar los modelos suficientes veces y con resoluciones lo suficientemente altas para investigar y reducir estas incertidumbres.

Abordar este problema es uno de los desafíos clave para el modelado climático en los próximos años, dijo Forster, y señaló que «debemos ser inteligentes sobre cómo usamos los modelos para hacer proyecciones y cómo los probamos».

Proyectando el futuro

Predecir cuánto se calentará la Tierra, dado un cierto nivel de emisiones de gases de efecto invernadero, puede parecer el objetivo más simple de la modelización climática. Pero es más difícil de lo que parece.

Los modelos climáticos no siempre concuerdan sobre la sensibilidad exacta de la Tierra a las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque tienden a caer dentro de un cierto rango. Si las concentraciones globales de dióxido de carbono se duplicaran, por ejemplo, los modelos de la última década han tendido a predecir que la Tierra se calentaría entre 1,5 y 4,5 grados centígrados.

Científicos de todo el mundo están trabajando en un nuevo conjunto de modelos climáticos actualizados, que se utilizarán para informar futuros informes producidos por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático. Pero hay un problema que ya está causando sorpresa, según Zeke Hausfather, científico climático de la Universidad de California, Berkeley: hasta ahora, los modelos más nuevos parecen estar prediciendo una sensibilidad climática mucho mayor que los modelos más antiguos.

«El extremo superior es mucho más alto», dijo a E&E News. «Hay una serie de modelos con una sensibilidad superior a 4,8 grados e incluso hasta 5,6».

Solo unos 20 modelos nuevos han presentado resultados; vendrán muchos más antes de que se complete el proyecto. Y como señaló Hausfather, otros estudios recientes han sugerido que la sensibilidad climática de la Tierra en realidad podría ser más estrecha de lo que sugerían los modelos antiguos.

Pero es algo a tener en cuenta en un momento en que las predicciones precisas sobre el calentamiento futuro son más apremiantes que nunca.

«El hecho de que algunos de estos modelos sean altos es interesante, pero no significa necesariamente que debamos creer en ellos por encima de otras líneas de evidencia», dijo Hausfather. «Simplemente refleja el hecho de que la sensibilidad climática es esta enorme fuente restante de incertidumbre en nuestras proyecciones climáticas».

Al mismo tiempo, los modeladores climáticos también están trabajando para perfeccionar sus proyecciones de otras maneras. Los modelos son capaces de capturar procesos cada vez más complejos cuanto más avanzan. Pero todavía hay algunas áreas clave en las que los científicos se están enfocando en mejorar.

Se cree que las nubes, por ejemplo, tienen una influencia significativa en el sistema climático. Pero son notoriamente difíciles de reproducir en modelos climáticos. Ciertos aspectos del ciclo del carbono también están subrepresentados en los modelos, señaló Hausfather, por ejemplo, la forma en que los bosques y los océanos absorben o liberan gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Y los científicos también están trabajando para desarrollar escenarios climáticos más realistas para sus proyectos de modelado. En el pasado, muchos estudios se han centrado en un escenario climático de «negocios como siempre», lo que sugiere altas tasas de futuras emisiones de gases de efecto invernadero, la expansión continua del carbón y otras suposiciones sobre la industria y la socioeconomía que pueden no ser realistas, según Hauspadre.

Si bien la acción climática global todavía está significativamente rezagada en lo que respecta al cumplimiento de los objetivos del acuerdo climático de París, el futuro puede no ser tan terrible como lo sugieren los estudios climáticos anteriores. Centrar nuevos estudios en escenarios más realistas puede ser más útil para los formuladores de políticas y las comunidades que intentan planificar para el futuro.

«En muchos sentidos, el rango de posibles futuros se está reduciendo», dijo Hausfather. «A medida que nos acercamos a 2100 y el mundo toma más medidas climáticas, los peores escenarios de calentamiento de más de 4 grados son mucho menos probables».

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.