Concentraciones pasadas de dióxido de carbono (a la izquierda) en comparación con posibles escenarios de emisiones futuras (a la derecha): la tasa de emisiones actuales es mucho más rápida, ocurriendo durante décadas, a diferencia de los cambios geológicos, que ocurren durante millones de años. Si las emisiones continúan sin cesar, los niveles de dióxido de carbono podrían alcanzar o superar los valores asociados con climas cálidos del pasado, como el período Cretácico (hace 100 millones de años) o la época del Eoceno (hace 50 millones de años), para el año 2300. Crédito: Jessica Tierney / Universidad de Arizona
Incluir datos del paleoclima en el desarrollo de modelos climáticos podría ayudar a los científicos climáticos a predecir escenarios para el clima futuro y proponer estrategias de mitigación.
Un equipo internacional de científicos del clima sugiere que los centros de investigación de todo el mundo que utilizan modelos numéricos para predecir el cambio climático futuro deberían incluir simulaciones de climas pasados en su evaluación y declaración del rendimiento de su modelo.
“Instamos a la comunidad de desarrolladores de modelos climáticos a que presten atención al pasado y lo involucren activamente en la predicción del futuro”, dijo Jessica Tierney, autora principal del artículo y profesora asociada en el Departamento de Geociencias de la Universidad de Arizona. “Si su modelo puede simular climas pasados con precisión, es probable que haga un trabajo mucho mejor para definir correctamente los escenarios futuros”.
A medida que se dispone de más y mejor información sobre los climas en la lejana historia de la Tierra, que se remonta a muchos millones de años antes de que existieran los humanos, los climas pasados se vuelven cada vez más relevantes para mejorar nuestra comprensión de cómo los elementos clave del sistema climático se ven afectados por los niveles de gases de efecto invernadero, según los autores del estudio. A diferencia de los registros climáticos históricos, que por lo general solo se remontan a un siglo o dos, un simple parpadeo en la historia climática del planeta, los paleoclimas cubren una gama mucho más amplia de condiciones climáticas que pueden informar a los modelos climáticos de una manera que los datos históricos no pueden. Estos períodos en el pasado de la Tierra abarcan una amplia gama de temperaturas, patrones de precipitación y distribución de la capa de hielo.
“Los climas pasados deben usarse para evaluar y ajustar los modelos climáticos”, dijo Tierney. “Mirar al pasado para informar el futuro podría ayudar a reducir las incertidumbres que rodean las proyecciones de cambios en la temperatura, las capas de hielo y el ciclo del agua”.
Normalmente, los científicos del clima evalúan sus modelos con datos de registros meteorológicos históricos, como mediciones satelitales, temperaturas de la superficie del mar, velocidades del viento, cobertura de nubes y otros parámetros. Luego, los algoritmos del modelo se ajustan y ajustan hasta que sus predicciones coinciden con los registros climáticos observados. Por lo tanto, si una simulación por computadora produce un clima históricamente exacto basado en las observaciones realizadas durante ese tiempo, se considera adecuado para predecir el clima futuro con razonable exactitud.
“Encontramos que muchos modelos funcionan muy bien con climas históricos, pero no tan bien con climas del pasado geológico de la Tierra”, dijo Tierney.
Una de las razones de las discrepancias son las diferencias en la forma en que los modelos calculan los efectos de las nubes, que es uno de los grandes desafíos en el modelado climático, dijo Tierney. Tales diferencias hacen que los diferentes modelos difieran entre sí en términos de lo que los científicos del clima denominan sensibilidad climática: una medida de la fuerza con la que el clima de la Tierra responde a una duplicación de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Varios de los modelos de última generación que se están utilizando para el próximo informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, o IPCC, tienen una mayor sensibilidad climática que las iteraciones anteriores, explicó Tierney.
“Esto significa que si se duplican las emisiones de dióxido de carbono, se produce más calentamiento global que sus homólogos anteriores, por lo que la pregunta es: ¿cuánta confianza tenemos en estos nuevos modelos tan sensibles?”
Entre los informes del IPCC, que normalmente se publican cada ocho años, los modelos climáticos se actualizan en función de los datos de investigación más recientes.
“Los modelos se vuelven más complejos y, en teoría, mejoran, pero ¿qué significa eso?” Tierney dijo. “Quiere saber qué sucede en el futuro, por lo que desea poder confiar en el modelo con respecto a lo que sucede en respuesta a niveles más altos de dióxido de carbono”.
Si bien no existe un debate en la comunidad científica del clima sobre el consumo humano de combustibles fósiles que empuja a la Tierra hacia un estado más cálido para el que no hay precedentes históricos, los diferentes modelos generan predicciones variables. Algunos pronostican un aumento de hasta 6 grados Celsius a finales de siglo.
Tierney dijo que si bien la atmósfera de la Tierra ha experimentado concentraciones de dióxido de carbono mucho más altas que el nivel actual de alrededor de 400 partes por millón, no hay tiempo en el registro geológico que coincida con la velocidad a la que los humanos contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero.
En el artículo, los autores aplicaron modelos climáticos a varios extremos climáticos pasados conocidos del registro geológico. El clima cálido más reciente que ofrece un vistazo al futuro ocurrió hace unos 50 millones de años durante la época del Eoceno, dijo Tierney. El dióxido de carbono global estaba en 1,000 partes por millón en ese momento y no había grandes capas de hielo.
“Si no reducimos las emisiones, nos dirigiremos al CO similar al Eoceno2 niveles para el 2100 ”, dijo Tierney.
Los autores discuten los cambios climáticos hasta el final Cretáceo período, hace unos 90 millones de años, cuando los dinosaurios todavía gobernaban la Tierra. Ese período muestra que el clima puede volverse aún más cálido, un escenario que Tierney describió como “aún más aterrador”, con niveles de dióxido de carbono de hasta 2,000 partes por millón y los océanos tan cálidos como una bañera.
“La clave es CO2”, Dijo Tierney. “Siempre que vemos evidencia de clima cálido en el registro geológico, CO2 es alto también “.
Algunos modelos son mucho mejores que otros para producir los climas que se ven en el registro geológico, lo que subraya la necesidad de probar los modelos climáticos contra los paleoclimas, dijeron los autores. En particular, los climas cálidos del pasado, como el Eoceno, destacan el papel que desempeñan las nubes en la contribución a temperaturas más cálidas bajo mayores niveles de dióxido de carbono.
“Instamos a la comunidad climática a probar modelos en paleoclimas desde el principio, mientras se desarrollan los modelos, en lugar de hacerlo después, lo que tiende a ser la práctica actual”, dijo Tierney. “Cosas aparentemente pequeñas como las nubes afectan el balance energético de la Tierra de manera importante y pueden afectar las temperaturas que produce su modelo para el año 2100”.
Referencia: 5 de noviembre de 2020, Ciencias.
DOI: 10.1126 / science.aay3701
