Investigadores de Columbia aportan nuevas pruebas sobre la fiabilidad de los modelos climáticos

Investigadores de Columbia aportan nuevas pruebas sobre la fiabilidad de los modelos climáticos

por Nicole deRoberts|24 de junio de 2019

Durante décadas, los científicos que estudian un fenómeno climático clave han estado lidiando con datos contradictorios que han amenazado con socavar la confianza en la fiabilidad de los modelos climáticos en general. Un nuevo estudio, publicado hoy en Nature Geoscience, zanja ese debate en relación con la circulación atmosférica tropical.

La circulación de Hadley, o célula de Hadley -un patrón de circulación atmosférica tropical mundial que se produce debido al calentamiento solar desigual en las diferentes latitudes que rodean el ecuador- hace que el aire alrededor del ecuador se eleve a unos 10-15 kilómetros, fluya hacia el polo (hacia el Polo Norte por encima del ecuador, el Polo Sur por debajo del ecuador), descienda en los subtrópicos, y luego fluya de nuevo hacia el ecuador a lo largo de la superficie de la Tierra. Esta circulación es ampliamente estudiada por los científicos del clima porque controla las precipitaciones en los subtrópicos y también crea una región llamada zona de convergencia intertropical, que produce una banda de grandes tormentas de alta precipitación.

Circulación atmosférica de las células Hadley

Las células Hadley se forman cuando el aire cálido que rodea el ecuador asciende, se desplaza hacia los polos y se hunde sobre los subtrópicos y vuelve hacia el ecuador. Imagen: Wikimedia Commons

El estudio, dirigido por Rei Chemke, investigador postdoctoral de Columbia Engineering, junto con el científico del clima del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty, Lorenzo Polvani, aborda una importante discrepancia entre los modelos climáticos y los reanálisis en relación con el posible fortalecimiento o debilitamiento de la circulación Hadley en el hemisferio norte como consecuencia de las emisiones antropogénicas.

Históricamente, los modelos climáticos han mostrado un debilitamiento progresivo de la célula Hadley en el hemisferio norte. En las últimas cuatro décadas, los reanálisis, que combinan los modelos con los datos de observación y de los satélites, han mostrado justo lo contrario: un fortalecimiento de la circulación de Hadley en el hemisferio norte. Los reanálisis proporcionan la mejor aproximación al estado de la atmósfera para los científicos y se utilizan ampliamente para garantizar que las simulaciones de los modelos funcionan correctamente.

La diferencia de tendencias entre los modelos y los reanálisis plantea un problema que va mucho más allá de si la célula Hadley va a debilitarse o a fortalecerse; la propia incoherencia es una gran preocupación para los científicos. Los reanálisis se utilizan para validar la fiabilidad de los modelos climáticos; si ambos discrepan, eso significa que o bien los modelos o bien los reanálisis son defectuosos.

El autor principal, Chemke, explica el peligro de esta situación: «Es un gran problema si los modelos están equivocados porque los utilizamos para proyectar nuestro clima y enviar nuestros resultados al IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático) y a los responsables políticos, etc.»

Para encontrar la causa de esta discrepancia, los científicos examinaron detenidamente los distintos procesos que afectan a la circulación, determinando que el calentamiento latente es la causa de la incoherencia. Para saber qué datos eran correctos -los modelos o los reanálisis- tuvieron que comparar los sistemas utilizando una métrica puramente observacional, no contaminada por ningún modelo o simulación. En este caso, la precipitación sirvió como indicador observacional del calentamiento latente, ya que es igual al calentamiento latente neto en la columna atmosférica. Estos datos observacionales revelaron que el artefacto, o el defecto, se encuentra en los reanálisis, lo que confirma que las proyecciones de los modelos para el clima futuro son, de hecho, correctas.

Los resultados del documento apoyan las conclusiones anteriores extraídas de una variedad de modelos: la circulación Hadley se está debilitando. Es fundamental entenderlo, dice Polvani, profesor de física aplicada y matemáticas aplicadas y de ciencias de la tierra y del medio ambiente que estudia el sistema climático en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty. «Una de las mayores señales climáticas asociadas al calentamiento global es la desecación de los subtrópicos, una región que ya recibe pocas precipitaciones», explica. «La célula Hadley es un importante control de las precipitaciones subtropicales. Por lo tanto, cualquier cambio en la fuerza de la célula Hadley provocará un cambio en las precipitaciones en esa región. Por eso es importante determinar si, como consecuencia de las emisiones antropogénicas, la célula de Hadley se acelerará o se ralentizará en las próximas décadas»

Pero estos hallazgos resuenan mucho más allá del estudio en cuestión. Resolver los resultados contradictorios en la investigación científica es fundamental para mantener la precisión y la integridad en la comunidad científica. Gracias a este nuevo estudio, los científicos tienen ahora más confianza en que los modelos son herramientas fiables para las predicciones climáticas.

El estudio se titula «Tendencias opuestas de la circulación tropical en los modelos climáticos y en los reanálisis». Los autores son: Rei Chemke (Departamento de Física Aplicada y Matemáticas Aplicadas, Columbia Engineering) y Lorenzo M. Polvani (Departamento de Física Aplicada y Matemáticas Aplicadas, Columbia Engineering; Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente, y Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty, Universidad de Columbia).

El estudio fue apoyado por el Programa de Becas Postdoctorales de la NOAA sobre el Clima y el Cambio Global, administrado por los Programas Cooperativos para el Avance de la Ciencia del Sistema Terrestre de la UCAR. Lorenzo Polvani agradece el apoyo continuo de la U.S. Nat. Sci. Foundation.

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