Cómo la precisión de los modelos climáticos les ha valido un Premio Nobel

Los modelos climáticos y sus creadores están de moda.

El mes pasado, la revista Time Magazine, colocó a dos, Friederike Otto y Geert Jan van Oldenborg del World Weather Attribution Project (una iniciativa científica internacional para de observación del cambio climático) —entre las 100 Personas Más Influyentes de 2021. Hace dos semanas, Katharine Hayhoe de la Tech University de Texas (EE. UU.) apareció en el popular programa nocturno de la CBS Jimmy Kimmel Live! Y el martes, los pioneros de los modelos climáticos Syukuro Manabe (Japón; 1931) y Klaus Hasselman (Alemania; 1931) compartieron el Premio Nobel de Física con el teórico físico Giorgio Parisi (Italia; 1948), un reconocimiento que, como dijo Thors Hans Hansson, presidente del Comité de Física de los Premios Nobel, reconoce que “nuestro conocimiento sobre el clima descansa sobre unos cimientos científicos sólidos, basados en el riguroso análisis de las observaciones".

Los modeladores climáticos son expertos en la Tierra o ciencia planetaria, normalmente con experiencia en física aplicada, matemáticas o ciencias informáticas, que parten de la física o la química para hacer ecuaciones, meterlas en súper-ordenadores y aplicarlas para simular el clima en la Tierra u otros planetas. Estos modelos llevan mucho tiempo siendo el objetivo de los negacionistas del cambio climático que lo ven como el punto débil de la ciencia climática. Siendo predicciones, han sido vilipendiadas y se las ha acusado de no poder verificarse y ser el resultado de unos datos erróneos que dan resultados poco fiables.

En un reportaje de National Geographic de 1990 se explicaba de esta manera: "Los críticos pueden decir que el modelado está en pañales y no puede ni siquiera replicar los detalles de nuestro clima actual. Los modeladores están de acuerdo y señalan que las predicciones, obviamente, cambian con el refinamiento de cada modelo".

Aun así, análisis más recientes, que se han remontado a hace décadas, han descubierto que incluso los modelos más tempranos eran realmente precisos en sus predicciones del incremento de la temperatura global. Ahora, a medida que aumenta la capacidad informática y se añaden más y más precisiones a los datos introducidos en los modelos, los modeladores tienen más confianza a la hora de defender su trabajo.Como resultado, Dana Nuccitelli, autor de Climatology versus Pseudoscience: Exposing the Failed Predictions of Global Warming Skeptics (Climatología contra Pseudociencia: Exponiendo las predicciones fallidas de los escépticos del calentamiento global), dice que “definitivamente ha habido un distanciamiento de la negación absoluta de la ciencia climática; porque las predicciones han terminado por ser tan precisas que hemos llegado a un punto en el que está siendo cada vez más difícil negar la ciencia".

Ese artículo de 1990 citaba a Manabe, al que se considera el padre del modelado climático moderno, diciendo que, en algunos modelados iniciales, "pasaban locuras de todo tipo... como por ejemplo, que el hielo marino cubriera los océanos tropicales". Pero en un estudio de 1970, el primero en hacer una proyección específica del futuro calentamiento, Manabe argumentaba que las temperatura globales se incrementarían en 0,57ºC entre 1970 y 2000. El calentamiento real fue sorprendentemente cercano: 0,54ºC.

En 2019, un estudio de Zeke Hausfather, de la Universidad de California, Henri Drake, de la Universidad de Berkeley, y Gavin Schmidt, del Instituto Goddard para los Estudios Espaciales de la NASA, todos en EE. UU, analizaron 17 modelos de la década de 1970 y descubrieron que 14 predijeron con exactitud la relación entre las temperaturas globales y el aumento de los gases de efecto invernadero. (Las estimaciones de dos eran muy altas, y la del otro muy bajas). Eso es porque los fundamentos físicos siempre han sido sólidos, dice Dana Nuccitelli, que también coordina la investigaciones del Citizens’ Climate Lobby.

“Desde hace décadas entendemos la base científica de que si introducimos una cierta cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera obtendremos una cierta cantidad de calentamiento", dice; "estas predicciones de los años 1970 era tremendamente precisas, pero también usaban modelos climáticos muy simples, en parte porque nuestra comprensión de los sistemas climáticos pero también por la limitaciones informáticas de aquel momento. Desde luego es cierto que los modelos climáticos han avanzado mucho".

Cuanto más cambian las cosas…

En el mundo del modelado climático, "lo que no ha cambiado a lo largo de los años es la valoración general de cuánto se calentará el mundo si seguimos incrementando el CO₂" dice Hayhoe, que también es la científica jefa de la ONG The Nature Conservancy y autora de Saving Us: A Climate Scientist’s Case for Hope and Healing in a Divided World (Salvándonos: la defensa de la esperanza y cura de un mundo dividido por una científica climática). "Lo que ha cambiado es nuestro entendimiento en escalas temporales y espaciales cada vez más pequeñas. Nuestro entendimiento de los efectos en el sistema climático, nuestro entendimiento de, por ejemplo, lo sensible que es realmente el Ártico".

Ha medida que se ha aumentado ese entendimiento, dice, también nos ha permitido el desarrollo de lo que ella llama "la punta de lanza de la ciencia climática actual", entender los efectos en eventos específicos, la especialidad por la que Otto y Van Oldenberg fueron reconocidos por Time, que por primera vez es capaz de describir la enorme conexión entre el cambio climático y eventos meteorológicos específicos, como las holas de calor en el oeste de Estados Unidos, la cantidad de lluvia que dejó el Huracán Harvey o tormentas de nieve como Filomena.

“No podríamos hacer esto sin los modelos", dice Hayhoe; "porque necesitamos los modelos para simular un mundo sin personas. Y tenemos que comparar una Tierra sin personas con la Tierra en la que estamos viviendo los humanos y nuestras emisiones de carbono. Y, cuando comparamos esas dos Tierras, podemos ver como el cambio climático inducido por el hombre ha alterado la duración, la intensidad e incluso el daño asociado a eventos específicos".

En el caso de Hayhoe, el hecho concreto de modelar incluye "observar miles de líneas de código, y es tan intenso que muchas veces lo hago por la noche, cuando la gente no me está mandado correos, las luces están apagadas y me puedo centrar en el brillo de la pantalla en una habitación a oscuras. Entonces me doy cuenta de que son las cuatro y media de la madrugada".

Mucho del trabajo, dice, requiere intentar encontrar cosas que fallan en los modelos, para asegurarse que realmente reflejan la realidad. "Si parece que no cuadra, realmente tenemos que profundizar en la búsqueda porque suele haber algo que no entendimos del todo".

Mientras que estas discrepancias pueden ser fallos en los modelos, en algunas ocasiones pueden reflejar errores en la observación. Por ejemplo, una serie de estudios de 2005 encontró que los datos del satélite que parecía que mostraban que no había calentamiento en la atmósfera inferior, o troposfera, y que se usaban para poner en duda los modelos de calentamiento global, eran erróneos en si mismos. Los modelos que se apoyaban en los globos meteorológicos fueron correctos siempre.

La ironía, dice Michael Mann, profesor de Ciencia Atmosférica de la Universidad Penn State (EE. UU) y autor de The New Climate War (La nueva Guerra del Clima), es que "los científicos climáticos eran tildados de alarmistas por las predicciones que hacían, pero estas predicciones, si acaso, terminaron por ser tremendamente conservadoras y estamos viendo impactos mayores de los que esperábamos ver".

La aparente amenaza de colapso del sistema que mueve las corrientes del océano Atlántico es, según Mann, un buen ejemplo. "Es algo que preveíamos que iba a pasar, pero no solo está pasando, sino que está pasando antes de lo que esperábamos", señala. Recuerda que Manabe fuer uno de los primeros en apuntar esta posibilidad hace décadas. "Es un ejemplo de que lo que está pasando en la ciencia climática es lo peor que le podría pasar a un modelador climático: ver como sus peores predicciones se cumplen".

Los modeladores reconocen que la ciencia no es perfecta. Incluso ahora, hay incógnitas y no solo de un tipo.

"¿Tenemos todos los procesos físicos en el modelo? Y, si es así, ¿están representados correctamente o no?", se pregunta Hayhoe. "Entonces surge una nueva via de incertidumbre llamada incertidumbre paramétrica. Además", señala; "algunos procesos se producen a tan pequeña escala - como, por ejemplo, en las partículas de las nubes- que no se pueden medir directamente pero se tienen que tener en cuenta. Eso, obviamente, añade incertidumbre". Aun así, para ella, la mayor incertidumbre no está en la física, sino en nuestro comportamiento colectivo y cuánto aumento de los niveles globales de gases de efecto invernadero estamos dispuestos a asumir.

"Si no supiéramos que las emisiones de carbono tienen estos efectos en nosotros, que no es solo una curiosidad que afecta a la temperatura global, sino que impacta en nuestra comida, nuestro agua, nuestra salud, nuestras casas... entonces no haríamos nada", dice Hayhoe.

"Por eso hago lo que hago y por eso mis modelos son tan importantes, porque muestran qué está pasando en estos momentos, de qué somos responsables y qué va a pasar en el futuro. Estoy deseando que llegue el día en el que los modelos climáticos simplemente se usen para comprender este planeta increíble, pero ahora, estos modelos nos están diciendo: '¡Es el momento de hacer algo!' Y si no lo hacemos, las consecuencias van a ser muy graves y peligrosas".

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.