CAMBIO CLIMÁTICO

Necesitamos un Centro Internacional de Modelado Climático

El clima de la Tierra está cambiando y debemos decidir qué hacer al respecto. Todos los modelos climáticos existentes predicen un mayor calentamiento, pero por lo que sabemos actualmente, esta tendencia podría variar desde modesta y manejable hasta una amenaza existencial. Ante una incertidumbre tan grande, es difícil ponerse de acuerdo sobre un curso de acción. Por esta razón, proponemos la formación de una iniciativa internacional para modelos climáticos de alta resolución con el objetivo de proporcionar predicciones más confiables a largo plazo.

Comprender si el cambio climático será catastrófico para la humanidad o simplemente un inconveniente requiere que la comunidad adopte un enfoque mucho más colaborativo para el desarrollo del modelo climático que el actual. En pocas palabras, debemos hacer predicciones con la mayor precisión posible y podemos hacerlo mejor juntos que solos. De esta manera, podemos inspirarnos en otros proyectos científicos a gran escala.

Tomemos, por ejemplo, el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN. Si bien estrictamente hablando es una institución europea, el CERN es en la práctica una colaboración internacional. Permite a los físicos de partículas hacer juntos lo que ninguna nación puede (o quiere) hacer por sí sola. O piense en el Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo, reconocido universalmente por producir los modelos más hábiles del mundo, otro ejemplo extraordinariamente exitoso de colaboración a nivel internacional. La ciencia del clima también necesita un centro internacional, no para reemplazar las iniciativas nacionales, sino para aunar recursos, tanto humanos como financieros.

Actualmente, el mayor obstáculo para hacer predicciones climáticas más precisas es el poder informático limitado. Conocemos las ecuaciones que gobiernan el clima de la Tierra y entendemos los procesos físicos y biológicos relevantes a los que se acoplan. Sin embargo, no podemos resolver estas ecuaciones con suficiente precisión en las supercomputadoras disponibles actualmente.

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El rango relativamente pequeño de escalas que se pueden representar en los modelos climáticos existentes significa que no pueden simular muchos procesos básicos a partir de principios básicos. En cambio, tales procesos se representan a través de fórmulas relativamente simples, conocidas como parametrizaciones. Estas parametrizaciones a menudo carecen de una sólida base empírica o teórica y son una fuente de grandes errores sistemáticos en nuestros modelos climáticos. En cantidades como la temperatura, la lluvia y el viento, estos errores suelen ser tan grandes o mayores que las señales del cambio climático que deseamos predecir.

Estos errores también limitan nuestra capacidad para extraer información valiosa de los vastos conjuntos de datos obtenidos por la flota internacional de satélites.

Si podemos aumentar la resolución de los modelos a alrededor de 1 kilómetro (0,6 millas), entonces podemos evitar las parametrizaciones que son los mayores obstáculos para hacer predicciones más precisas: sistemas de tormentas en los trópicos, la influencia de las montañas en la formación de nubes y vientos, y el efecto de los remolinos en la circulación oceánica a gran escala. Al utilizar las leyes de la física en lugar de las parametrizaciones para describir estos procesos, podemos reducir sustancialmente los errores sistemáticos. La resolución también es clave para incluir detalles de las superficies terrestres, el hielo marino y las capas de hielo para recuperar mejor las retroalimentaciones complejas causadas por estas estructuras, asimilar mejor las observaciones y evaluar los impactos.

Este es un programa de investigación ambicioso, imposible de llevar a cabo sin un aumento significativo en el poder de cómputo, el manejo de datos y las capacidades de almacenamiento de datos. Sin embargo, para tener éxito, un centro climático internacional debe ser más que un hardware dedicado; debe reunir a científicos y tecnólogos con un sentido de propósito.

La comunidad científica del clima todavía tiene mucho que ganar con la implementación de técnicas modernas de desarrollo de software y explorando nuevas tecnologías informáticas. Incluso en modelos de muy alta resolución, se mantendrán algunas parametrizaciones (por ejemplo, para procesos microfísicos de nubes o de superficie terrestre) y se pueden mejorar aún más, tal vez con el beneficio de esquemas estocásticos y más métodos basados ​​en datos que utilizan inteligencia artificial.

Además de ser más eficientes, un beneficio adicional de los enfoques estocásticos es que la incertidumbre en las predicciones se puede evaluar directa y sistemáticamente, no post hoc como se hace actualmente. Particularmente a escala regional, esto conducirá a estimaciones mucho más nítidas y creíbles del clima futuro.

Todos los datos y software producidos por el centro estarían disponibles para cualquier persona, incluidos los miembros del público. Pero disponible no significa por sí mismo que esta información sea fácilmente comprensible para los no expertos. Por esta razón, una tarea importante del centro será explotar los avances en tecnología de la información para permitir que todos analicen e interactúen con sistemas de simulación para proyectar cambios en el clima futuro.

Imagine a los urbanistas, o incluso a los ciudadanos, explorando por sí mismos las implicaciones del aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero y las medidas de adaptación local para anticipar los efectos de las olas de calor que uno podría esperar dentro de medio siglo. Esta es información que todos, especialmente los responsables políticos y los escritores científicos, deberían tener al alcance de la mano.

El costo de un centro climático internacional de este tipo es de aproximadamente $ 1 mil millones de dólares, repartidos en 10 años. Esto es menos del 1 por ciento del costo de los desastres naturales que surgen en un año determinado, una fracción cada vez mayor de los cuales están relacionados con el clima. La inversión palidece aún más si se compara con los cientos de billones de dólares que nuestras naciones tendrán que gastar en las próximas décadas en medidas para mitigar y adaptarse al cambio climático. Los cálculos de alta resolución propuestos aquí brindarían información esencial para dirigir de manera inteligente estas inversiones mucho más grandes. Sería dinero bien gastado.

Hemos elaborado una propuesta detallada para un centro climático internacional como parte de la iniciativa ExtremeEarth, que incluye tanto la ciencia climática como la geofísica. Desarrollada en colaboración con 18 instituciones europeas y respaldada por 130 respaldos de instituciones de todo el mundo, esta importante iniciativa corre el riesgo de ser abandonada por falta de apoyo financiero.

Creemos firmemente que necesitamos la investigación que podría llevarse a cabo en el centro internacional del clima para tomar decisiones políticas informadas y no tropezar con los ojos vendados y sin preparación en un mundo que se calienta. Nuestro futuro depende de que entendamos con precisión las consecuencias de nuestras acciones. Por lo tanto, hacemos un llamado a las partes interesadas para que se sumen a nuestra propuesta.

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