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Luego de 40 años, los investigadores ven el destino del clima de la Tierra más claramente




Fuente: Science Mag - Por Paul Voosen. 22 de julio de 2020

El equipo internacional de científicos dice que han reducido la gama de resultados climáticos probables a un rango de entre 2,6°C y 3,9°C, (con un 66% de probabilidad) para un doblamiento de las emisiones de CO2, lo que reduce la incertidumbre que durante mucho tiempo ha plagado el debate público sobre este campo.


Parece una pregunta tan simple: ¿Qué tan caliente se va a poner la Tierra? Sin embargo, durante 40 años, los científicos climáticos han repetido la misma respuesta insatisfactoria: Si los humanos duplican el dióxido de carbono (CO2) atmosférico de los niveles preindustriales, el planeta se calentará eventualmente entre 1,5°C y 4,5°C, un rango de temperatura que abarca desde un aumento meramente preocupante hasta uno catastrófico.


Ahora, en un esfuerzo histórico, un equipo de 25 científicos ha reducido significativamente los límites de este factor crítico, conocido como sensibilidad climática. La evaluación, realizada en el marco del Programa Mundial de Investigaciones Climáticas ( WCRP) y publicada esta semana en la revista Reviews of Geophysics, se basa en tres líneas de evidencia: las tendencias indicadas por el calentamiento contemporáneo, los últimos conocimientos sobre los efectos de retroalimentación que pueden frenar o acelerar el cambio climático, y las lecciones de los climas antiguos. Apoyan un rango de calentamiento probable de entre 2,6°C y 3,9°C, (con un 66% de probabilidad) dice Steven Sherwood, uno de los autores principales del estudio y científico climático de la Universidad de Nueva Gales del Sur. "Este es el número que realmente controla cuán malo será el calentamiento global".


El nuevo estudio es el resultado de décadas de avances en la ciencia del clima, dice James Hansen, el famoso científico climático retirado de la NASA que ayudó a crear el primer rango de sensibilidad en 1979. "Es un estudio impresionante y exhaustivo, y no lo digo sólo porque esté de acuerdo con el resultado. Quienquiera que lo haya realizado merece nuestra gratitud".


La humanidad ya ha emitido suficiente CO2 para estar a mitad de camino del punto de duplicación de 560 partes por millón, y muchos escenarios de emisiones tienen al planeta alcanzando ese umbral para el 2060. El informe subraya los riesgos de ese curso: Descarta los niveles más suaves de calentamiento que a veces invocan aquellos que evitarían la reducción de las emisiones. "Para la gente que espera algo mejor, esas esperanzas están menos fundadas en la realidad", dice David Victor, un investigador de políticas climáticas de la Universidad de California en San Diego, que no participó en el estudio.


La estimación de sensibilidad del WCRP está diseñada para ser utilizada por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) de las Naciones Unidas cuando publique su próximo informe importante en 2021 o 2022. La estimación también informará las proyecciones del aumento del nivel del mar, los daños económicos y mucho más. Un panorama más claro de esas consecuencias podría hacer mucho para estimular a los gobiernos locales a reducir las emisiones y adaptarse al cambio climático, dice Diana Reckien, experta en planificación climática de la Universidad de Twente. "La disminución de la incertidumbre podría motivar potencialmente a más jurisdicciones a actuar".


El estudio disipa la incertidumbre introducida por los últimos modelos climáticos. Los modelos se han utilizado históricamente para estimar la sensibilidad, a partir de 1979, con la primera evaluación integral del mundo del cambio climático impulsado por el CO2. Ese verano, en una reunión en Woods Hole, Massachusetts, dirigida por Jule Charney, los científicos elaboraron un documento, conocido desde entonces como el informe Charney, que predijo un calentamiento de entre 1,5°C y 4,5°C si se duplicaba el CO2. Esos números, basados en parte en un modelo que Hansen había desarrollado, se mantuvieron por mucho más tiempo del que nadie imaginó: El último informe del IPCC, de 2013, daba el mismo rango.


Los modelos recientes sugieren que el rango podría incluso ser mayor. Algunos predicen un calentamiento de más de 5°C para una duplicación del CO2, aparentemente debido a la forma en que producen las nubes, especialmente sobre el Océano Austral. Sin embargo, estos modelos de alta gama luchan por recrear con precisión el clima del siglo XX, socavando su credibilidad. Tales modelos juegan sólo un papel de apoyo en la nueva evaluación, dice Robert Kopp, un científico climático de la Universidad de Rutgers, New Brunswick, que no estuvo involucrado en el esfuerzo. "Ahora tenemos suficientes líneas de evidencia independientes que hacen que no necesitamos usar los modelos climáticos como su propia línea."


El estudio del WCRP surgió de un taller de 2015 en Schloss Ringberg, un castillo en los Alpes bávaros. Muchos participantes no estaban satisfechos con el proceso del IPCC y querían ver cómo los mecanismos físicos podrían establecer los límites del rango de sensibilidad. "Trabajar en los extremos, en lugar de en el medio", dice Bjorn Stevens, un científico de nubes del Instituto Max Planck de Meteorología, que editó el informe del WCRP con Sandrine Bony del Instituto Pierre Simon Laplace. Sherwood y Mark Webb, un científico climático de la Oficina Meteorológica del Reino Unido, acordaron liderar el esfuerzo.


La primera línea de evidencia que consideraron fue el calentamiento de los días modernos. Desde que se empezaron a llevar registros en el siglo XIX, las temperaturas medias de la superficie han aumentado 1,1°C. Continuar esa tendencia en el futuro llevaría a un calentamiento en el extremo inferior del rango. Pero observaciones recientes han demostrado que el planeta no se está calentando de manera uniforme; en particular, el calentamiento apenas ha tocado partes del Océano Pacífico oriental y del Océano Austral, donde las aguas frías y profundas se acumulan y absorben el calor. Eventualmente, los modelos y los registros paleoclimáticos sugieren que estas aguas se calentarán, no sólo eliminando un disipador de calor, sino también estimulando la formación de nubes sobre ellas que atraparán más calor. Ajustar las proyecciones de temperatura para este hecho descarta las estimaciones de baja sensibilidad, dice Kate Marvel, una científica climática del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA.


Un número caliente


Los límites de la sensibilidad climática de la Tierra -hasta dónde aumentarán las temperaturas para duplicar el dióxido de carbono atmosférico- no se han reducido en 40 años. Usando nuevas líneas de evidencia, un importante estudio ahora dice que es probable un calentamiento sustancial.









En segundo lugar, el equipo investigó los ffeedbacks climáticos individuales. Algunos de ellos, como el efecto de calentamiento del vapor de agua, son bien conocidos. Pero las nubes, que pueden enfriar o calentar el planeta dependiendo de cómo reflejen la luz solar y atrapen el calor, han sido durante mucho tiempo un comodín. En particular, los científicos del clima quieren entender las cubiertas de las nubes de estratocúmulos que se forman en las costas. Si se hacen más grandes en respuesta al calentamiento, como algunos sospechan, podrían tener un efecto de enfriamiento.


Hace varios años, un conjunto de modelos de nubes de alta resolución identificó dos reacciones que tendrían el efecto opuesto, adelgazando las nubes y empeorando el calentamiento. En los modelos, las temperaturas más altas permitieron que el aire más seco penetrara en las nubes delgadas desde arriba, evitando que se engrosaran. Al mismo tiempo, los niveles más altos de CO2 atraparon el calor cerca de la cima de las nubes, sometiendo a la turbulencia que impulsa la formación de más nubes. Los satélites han observado desde entonces esta dinámica en partes de la atmósfera más calientes que el promedio. "Hay un consenso creciente de que la retroalimentación [de las nubes] es positiva, pero no súper grande", dice Thorsten Mauritsen, un científico del clima de la Universidad de Estocolmo.


Finalmente, el equipo examinó los registros de dos climas pasados, hace 20.000 años, en el pico de la última edad de hielo, y un período cálido hace 3 millones de años, la última vez que los niveles de CO2 atmosférico fueron similares a los de hoy. Trabajos recientes sugieren que la sensibilidad climática no es una propiedad fija del planeta, sino que cambia con el tiempo. Durante los períodos cálidos, por ejemplo, la ausencia de capas de hielo probablemente aumentó la sensibilidad. Los registros de las antiguas temperaturas y niveles de CO2 permitieron al equipo determinar sensibilidades de 2,5°C y 3,2°C para los períodos fríos y cálidos, respectivamente. "Es realmente exhaustivo", dice Jessica Tierney, una paleoclimatóloga de la Universidad de Arizona, que no formó parte del informe. Incluso para el estado climático más frío, dice, la posibilidad de una sensibilidad por debajo de 2°C parece insignificante.


Ensamblar las tres líneas de evidencia fue una tarea enorme. Pero unirlas para una predicción unificada fue aún más difícil, dice Marvel. El equipo utilizó las estadísticas Bayesianas para agitar los datos reunidos, lo que permitió a los investigadores probar cómo sus suposiciones influyen en los resultados. "La verdadera ventaja" de las estadísticas Bayesianas, dice Tierney, es cómo permite que las incertidumbres en cada etapa se alimenten en un resultado final. Los coautores a menudo se pelean, dice Marvel. "Fue un proceso tan largo y doloroso". El rango final representa un intervalo de confianza del 66%, que coincide con el rango "probable" tradicional del IPCC. El equipo del PMIC también calculó un intervalo de confianza del 90%, que va de 2,3°C a 4,7°C, dejando una ligera posibilidad de un calentamiento por encima de los 5°C.


De cualquier manera, el informe tiene una simple toma de distancia, dice Sherwood: Una duplicación del CO2 garantiza un calentamiento de más de 2°C. "Tres grandes líneas de evidencia son muy difíciles de reconciliar con el extremo inferior de la sensibilidad climática."


En los últimos años, también se ha reducido otra incertidumbre en el futuro del clima: Las emisiones globales parecen improbables de alcanzar los peores escenarios que el IPCC ayudó a elaborar hace 15 años, descartando algunos pronósticos de calentamiento extremo. "Estamos años luz por delante de donde estábamos en 1979", dice Reto Knutti, co-autor y científico climático de la ETH Zurich.


Desafortunadamente, los años de trabajo necesarios para lograr esa certeza tuvieron un costo: 4 décadas de emisiones adicionales y calentamiento global, sin disminuir.


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