No hay climatólogos que viajen en el tiempo: por qué utilizamos modelos climáticos

No hay climatólogos que viajen en el tiempo: por qué utilizamos modelos climáticos Las mejoras en los modelos climáticos más nuevos han dado lugar a mayores incertidumbres en las proyecciones climáticas futuras. ¿Los modelos climáticos tienen fallas y están empeorando? Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

Los primeros modelos climáticos se construyeron sobre leyes fundamentales de física y química y diseñado para estudiar El sistema climático. Ahora, el uso de modelos climáticos se calienta en la discusión pública de nuestro clima cambiante.

Modelos climáticos representar El mundo físico utiliza una serie de ecuaciones basadas en estas leyes físicas conocidas. Estos modelos son laboratorios virtuales; Estas son las herramientas que nos permiten realizar experimentos que no podemos realizar en el mundo real.

Al igual que cualquier equipo científico, los modelos climáticos se desarrollan y comprueban cuidadosamente. Basamos nuestra confianza en un modelo en su capacidad de reproducir el clima actual y los cambios observados y también los períodos de tiempo clave del pasado.

Hacer las cosas bien

Los modelos climáticos capturan de manera confiable muchos aspectos de nuestro sistema climático. Los modelos reproducen muchos procesos climáticos naturales importantes, incluidos los estacional y todos los días ciclos de temperatura que experimentamos en el mundo real.

Los modelos climáticos también responden con precisión a las perturbaciones externas al propio sistema climático. En 1992 Científicos de la NASA utilizó la erupción volcánica del Monte Pinatubo como prueba para su modelo. Predijeron con precisión el enfriamiento climático observado que se desarrolló en el mundo real a principios de la década de 1990 en respuesta a estos aerosoles volcánicos.

No hay climatólogos que viajen en el tiempo: por qué utilizamos modelos climáticos Comparación de la respuesta pronosticada del modelo climático a la erupción volcánica del Monte Pinatubo y el enfriamiento observado. Modificado de La erupción del Monte Pinatubo: Efectos sobre la atmósfera y el clima (1996)

Los modelos también capturan el calentamiento observado del siglo XX en las temperaturas globales en respuesta al aumento de los gases de efecto invernadero. De hecho, los científicos hicieron preciso modelo climático predicciones del calentamiento global a principios de 1975, incluso antes de que un fuerte calentamiento se hiciera evidente en los registros de observación.

No hay climatólogos que viajen en el tiempo: por qué utilizamos modelos climáticos Predicciones del modelo climático realizadas en 1975, en comparación con las observaciones. Modificado de Skeptical Science (www.skepticalscience.com/lessons-from-past-climate-predictions-broecker.html)

Experimentando en el mundo virtual

Estos laboratorios virtuales también nos ayudan a comprender la naturaleza de las interacciones entre los componentes interconectados de la tierra. Podemos ver como cambios En la superficie terrestre, la deforestación y la agricultura tienen efectos significativos sobre el clima.

También podemos examinar la respuesta del sistema climático a grandes perturbaciones o "forzamientos". Estudios previos Mostrar que pueden ocurrir interrupciones a gran escala en las corrientes oceánicas y las temperaturas del aire en respuesta al derretimiento idealizado de la capa de hielo en el Atlántico Norte.

Los modelos también nos permiten investigar cambios futuros. Modelos proyecto un calentamiento sustancial en temperaturas extremas durante el próximo siglo, que nos ayuda a evaluar el potencial de futuros impactos en los sistemas vulnerables.

Mirando el panorama general

A pesar de estos éxitos de modelado, podemos nunca perfectamente describe nuestro complejo y caótico mundo físico con una serie de ecuaciones. Pequeños cambios pueden afectar el sistema climático de formas complicadas y todavía estamos desarrollando nuestra comprensión teórica de los aspectos más complejos del sistema climático.

Por ejemplo, modelar nubes con precisión sigue siendo un desafío. No sabemos exactamente cómo se forman las nubes, lo que significa que no necesariamente sabemos cómo representar mejor los procesos en la nube en un modelo climático. Lo necesario aproximaciones que hacemos al modelar la formación de nubes puede conducir a diferencias entre los modelos y el mundo real, como demasiado llovizna persistente en los modelos.

Nuestra confianza en los resultados del modelo está estrechamente vinculada a escalas espaciales y temporales. Para los modelos a escala global, se obtienen resultados más sólidos al investigar cambios a más largo plazo y a mayor escala, que en ubicaciones particulares, en momentos particulares.

Para todos estos estudios, no existe un único mejor modelo climático, sino una colección de modelos para usar juntos. Mientras tanto, tenemos una en un solo conjunto de observaciones disponibles del clima del mundo real, con toda su variabilidad caótica inherente. Para tener en cuenta este elemento caótico, evaluamos cómo el promedio y el rango de un grupo de modelos se compara con las observaciones.

Cuando usamos este enfoque y consideramos los cambios a gran escala durante décadas o más, los modelos climáticos son herramientas poderosas que nos permiten abordar preguntas sobre el cambio climático pasado, presente y futuro.

El estado del arte

Los programas Quinto informe de evaluación del IPCC vence pronto e incluye evaluaciones de última generación de modelos climáticos. Parece contrario a la intuición, pero temprano dE TRATAMIENTOS sugieren que las mejoras significativas del modelo pueden haber dado lugar a incertidumbres más amplias, en lugar de pequeñas, en las proyecciones climáticas futuras.

Las incertidumbres restantes no indican que los modelos estén empeorando o que nuestra comprensión del cambio climático sea cada vez menos clara. De hecho, los modelos climáticos han mejorado al simular gran parte del clima observado.

Estas incertidumbres futuras derivan en parte de los modelos más nuevos que ahora incorporan una gama más amplia de procesos importantes pero complejos. Por ejemplo, los modelos ahora pueden incluir pequeñas partículas de contaminación industrial e interacciones entre el clima, la vegetación y la superficie terrestre.

Podemos como El desarrollo de modelos climáticos para la selección natural. Los modelos exitosos y sus componentes prosperan, mientras que los menos efectivos eventualmente se caen y se extinguen.

Herramientas científicas, no políticas.

A pesar de las recientes mejoras, los modelos climáticos se han convertido en un pararrayos de contención. Los modelos son cada vez más politizado y los estudios basados ​​en modelos a menudo generan respuestas acaloradas de que los modelos climáticos son defectuosos y no se puede confiar en ellos.

Estas expectativas de perfección del modelo están fuera de lugar; Si bien la certeza del modelo nunca es alcanzable, confiamos en nuestro uso de modelos climáticos.

Meteorólogos Knutson y Tuleya tenga en cuenta que "si tuviéramos observaciones del futuro, obviamente confiaríamos en ellos más que en los modelos, pero desafortunadamente las observaciones del futuro no están disponibles en este momento".

En ausencia de climatólogos que viajen en el tiempo, los modelos son herramientas inigualables para comprender nuestro sistema climático cambiante. Es decir, los modelos climáticos son herramientas científicas. Debemos reconocerlos como tales y considerarlos con riguroso escepticismo científico, no político. La conversación

Sobre el Autor

Sophie Lewis, investigadora postdoctoral, Universidad de Melbourne y Sarah Perkins-Kirkpatrick, investigadora postdoctoral, UNSW

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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