El futuro climático de la Tierra es incierto, pero el mundo debe prepararse para el cambio.

Entre las simulaciones climáticas, que recrean las interacciones físicas entre la tierra, el mar y el cielo utilizando leyes y ecuaciones físicas bien conocidas. Estos modelos pueden mirar al pasado y reconstruir antiguas edades de hielo o mundos invernales con la ayuda de datos extraídos de rocas y núcleos de hielo.

Pero los científicos del clima también utilizan estas simulaciones para prever una serie de futuros posibles, especialmente en respuesta a las emisiones de gases de efecto invernadero que alteran el clima. Estos escenarios de tipo “Elige tu propia aventura” pretenden predecir lo que ocurrirá como resultado de diferentes niveles de emisiones en las próximas décadas. Eso significa poner límites superiores e inferiores a las respuestas a preguntas como: ¿Cuánto calor hará? ¿Qué altura alcanzará el mar?

La buena noticia es que las simulaciones climáticas son cada vez mejores a la hora de recrear incluso los aspectos más sutiles del cambio climático, como la complicada física de las nubes, el impacto de los aerosoles y la capacidad del océano para absorber el calor de la atmósfera.

Pero también hay malas noticias: Más información no siempre significa más claridad. Y eso está alimentando la incertidumbre sobre lo malo que podría ser el “peor escenario” para el clima de la Tierra.

Hace cinco años, los probables peores escenarios climáticos eran suficientemente preocupantes. Bajo el escenario denominado “business-as-usual”, en el que la humanidad no adopta ninguna medida para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, se preveía que en 2100 el planeta se calentaría entre 2,6 y 4,8 grados centígrados en relación con la temperatura media de la Tierra entre 1986 y 2005 (SN:4/13/14). Según el informe de 2014 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), es probable que el nivel medio del mar aumente hasta un metro en ese mismo escenario.

Pero la última generación de modelos climáticos sugiere que el clima de la Tierra puede ser aún más sensible a niveles muy altos de dióxido de carbono atmosférico de lo que se pensaba. Y eso, a su vez, está aumentando las proyecciones de lo caliente que podría llegar a ser.

“Estamos discutiendo si debemos creer en estos modelos”, dice Andrew Gettelman, científico del clima del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR), en Boulder, Colorado.

Eso se debe a que las simulaciones utilizan las mismas ecuaciones para analizar las condiciones climáticas pasadas y futuras. Y muchas simulaciones siguen teniendo problemas para recrear con precisión el clima de períodos de tiempo muy cálidos en el pasado, como la época del Eoceno (SN: 11/3/15). A medida que el mundo se calienta, resulta que las incertidumbres empiezan a aumentar. “Nadie está discutiendo si menos de 2 grados”, dice Gettelman. “Estamos discutiendo sobre el extremo superior”.

Aumentando la temperatura

El primer soplo de que algo muy extraño estaba ocurriendo con los últimos modelos llegó en marzo, en una reunión en Barcelona de científicos y modeladores que trabajan en las simulaciones climáticas de nueva generación. Muchas de las simulaciones están destinadas a incorporarse al próximo informe de evaluación del IPCC, cuya primera parte está prevista para abril de 2021.

Todas las simulaciones incluyen estimaciones de lo que se denomina sensibilidad climática de equilibrio o SCE. Eso significa básicamente cómo se espera que el clima futuro de la Tierra responda a una nueva normalidad – específicamente, una atmósfera que contiene el doble de dióxido de carbono que durante la época preindustrial.

Una tendencia similar muestran varias simulaciones bien conocidas, desarrolladas por equipos del NCAR, el Departamento de Energía de EE.UU., el Centro Hadley de Inglaterra para la Predicción e Investigación del Clima en Exeter y el Instituto Pierre-Simon Laplace, o IPSL, con sede en París. En esos modelos, el ECS era mayor, lo que significa que la Tierra era más sensible al dióxido de carbono, que en las generaciones de modelos anteriores. Si es real, esto sugiere que los gases pueden ejercer aún más influencia en la atmósfera de la Tierra de lo que se pensaba. En última instancia, eso podría significar que las temperaturas podrían calentarse más de lo que sugerían incluso las proyecciones anteriores más altas.

En septiembre, los científicos del IPSL y del Centro Nacional de Investigación Científica francés, o CNRS, también en París, hicieron públicas sus simulaciones. Basándose en las proyecciones de dos modelos climáticos distintos, los equipos informaron de que el calentamiento global medio en 2100 podría ascender hasta 6 ó 7 grados C (o unos 11 ó 13 grados Fahrenheit) en relación con la época preindustrial.

Al igual que muchas simulaciones climáticas de nueva generación, los dos modelos franceses presentan una resolución más fina y una mejor representación de las condiciones del mundo real que las simulaciones anteriores. Cuando se comparan con las observaciones climáticas actuales, las nuevas simulaciones también reproducen mejor esas observaciones, dice el climatólogo del CNRS Olivier Boucher.

Pero el elevado ECS sigue siendo una sorpresa. “El nuestro es mejor” en términos de física, dice Boucher. “Pero no se traduce tautomáticamente en tener más confianza para las proyecciones futuras”.

Este enigma del ECS, que algunos de los modelos siguen mostrando, volvió a surgir el 21 de noviembre en una reunión de la junta de ciencias atmosféricas y climáticas de la Academia Nacional de Ciencias en Washington, D.C. La causa más probable del elevado ECS, dijo Gettelman en la reunión, estaba en lo mucho que los modelos estiman que las nubes aumentarán el calentamiento (SN: 22/3/14). Entre otros factores, importa la altura de las nubes en la atmósfera: Las nubes de menor altitud pueden reflejar la luz hacia el espacio, mientras que las de mayor altitud pueden atrapar el calor. Gettelman y sus colegas también analizaron la importancia de las nubes en la modelización del ECS en julio en Geophysical Research Letters.

“Las nubes en las latitudes altas parecen ser muy importantes”, dice Gettelman. La región sobre el Océano Austral es de particular interés, pero ahora hay estudios en marcha para examinar los efectos de las nubes de gran altitud en el Ártico, así como las nubes de menor altitud en los trópicos.

Un nuevo paradigma

Descubrir cómo debatir los modelos de alta CE será probablemente un dolor de cabeza para los autores del próximo informe del IPCC. El panorama de las simulaciones climáticas se está complicando también en otros aspectos.

Para el informe del IPCC de 2014, los modelizadores del clima también participaron en la quinta iteración de un proyecto para establecer normas y escenarios para las proyecciones climáticas. Ese proyecto se denomina Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados del Programa Mundial de Investigación Climática, o CMIP5 para abreviar.

Las proyecciones futuras del CMIP5 se organizaron utilizando un concepto llamado “vías de concentración representativas” o RCP. Cada una de ellas describe un posible futuro climático basado en los efectos físicos de los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono y el metano, que permanecen en la atmósfera y atrapan la radiación del sol. Una Tierra en la que las emisiones de gases de efecto invernadero se reducen drásticamente y con rapidez fue representada por un escenario denominado RCP 2.6. El escenario sin cambios se conoce como RCP 8.5.

El próximo sexto informe de evaluación del IPCC se basará en las proyecciones del CMIP6, los nuevos modelos más sensibles. Y en ellos, los RCP están fuera, y un nuevo paradigma llamado “vías socioeconómicas compartidas”, o SSP, está dentro.

Mientras que las proyecciones del RCP se basan únicamente en cómo las diferentes concentraciones de gases calientan la atmósfera, las proyecciones del SSP también incorporan cambios sociales, como los cambios en la demografía, la urbanización, el crecimiento económico y el desarrollo tecnológico. Al seguir la pista de cómo estos cambios pueden afectar al cambio climático en el futuro, los científicos esperan que las SSP también ayuden a los países a evaluar mejor cómo cumplir su propio objetivo de emisiones prometido en el Acuerdo de París (SN: 12/12/15).

El impulso de los datos

El comportamiento humano no es la única fuente de incertidumbre a la hora de prever los peores escenarios. Los científicos también se enfrentan a la simulación de las complicadas interacciones físicas entre el hielo, el océano y la atmósfera, sobre todo si las temperaturas siguen aumentando.

“La mayoría de los océanos tienen aire encima, y los océanos tienen hielo encima. Y el hielo se mueve, el hielo interactúa. Es algo muy difícil”, dice Richard Alley, aglaciólogo de Penn State.

Los modelos climáticos acaban de llegar al punto en que pueden reproducir muchas de estas interacciones “acoplándolas” en una simulación, dice Alley. Esto es fundamental para proyectar con precisión el futuro: Estas simulaciones acopladas revelan cómo estas interacciones se alimentan unas a otras, aumentando el potencial de temperaturas aún más altas o mares aún más altos.

Pero sigue habiendo numerosas fuentes de incertidumbre cuando se trata de anticipar el llamado peor escenario. Por ejemplo, la rapidez con la que subirán los mares está relacionada con la rapidez con la que las grandes capas de hielo que cubren Groenlandia y la Antártida perderán hielo hacia el océano, a través del derretimiento o el colapso (SN: 25/9/19).

Las simulaciones climáticas siguen sin reproducir bien ese deshielo, incluso en el informe especial del IPCC sobre los impactos del cambio climático en el hielo y los océanos publicado en octubre de 2019. Eso se debe, en parte, a que los científicos no entienden del todo cómo responde el hielo al cambio climático, dice el glaciólogo Eric Rignot, de la Universidad de California en Irvine. “Una de las mayores incertidumbres es cómo el calentamiento de los océanos puede interactuar con las vastas partes inferiores de los glaciares que rodean las capas de hielo, erosionándolas, dice Rignot. Para identificar cómo podría producirse dicha erosión se necesitan mapas batimétricos detallados, cartas de estos fondos que pueden revelar canales profundos que permiten que el agua más cálida del océano se cuele en los fiordos y corroa los glaciares (SN: 4/3/18).Él y sus colegas han estado creando algunos de esos mapas para Groenlandia.

Los científicos también están tratando de obtener datos sobre el terreno para abordar otras incertidumbres, como la forma en que el calentamiento puede cambiar el comportamiento de las propias capas de hielo a medida que se estiran, se doblan y se deslizan por el suelo. En 2018, una colaboración internacional de científicos comenzó un proyecto de cinco años para estudiar la ruptura del glaciar Thwaites, del tamaño de Florida, en la capa de hielo de la Antártida Occidental, en tiempo real. Las aguas cálidas del océano están adelgazando el glaciar, que sostiene la capa de hielo como un contrafuerte, frenando el flujo de hielo hacia el océano. Es probable que Thwaites se derrumbe, posiblemente en las próximas décadas.

Y hay otros procesos aún no incluidos en los modelos del CMIP que podrían hacer que el hielo cayera rápidamente al mar: El agua de deshielo se filtra a través de grietas y fisuras hasta la base de la capa de hielo, lubricando su deslizamiento desde la tierra hasta el océano. El agua de deshielo también puede congelarse en placas sólidas e impermeables que pueden acelerar el flujo de agua de deshielo más reciente hacia el océano (SN: 18/9/19). Tal vez lo más alarmante es que algunos investigadores han sugerido que el calentamiento futuro podría hacer que los gigantescos y escarpados acantilados de hielo de la Antártida pierdan repentinamente grandes trozos de hielo hacia el océano, elevando rápidamente el nivel del mar (SN: 2/6/19).

Hay una buena razón por la que los modelos climáticos actuales no incluyen la hipótesis de los acantilados de hielo, dice Alley. “Los mejores modelos, los que puedes tener más fe en que están reconstruyendo lo que ha sucedido recientemente, generalmente no gastan mucho esfuerzo en romper las cosas”, dice. El problema no estriba en simular la física de los trozos de hielo que se desprenden, sino en simular exactamente qué plataformas de hielo se desprenderán y cuándo. Eso hace que el error potencial de la simulación de esos procesos sea muy grande.

“Esa es gran parte de la tensión en la comunidad en este momento”, añade Alley. “La forma de abordar esto sigue siendo muy difícil”.

El informe especial del IPCC de 2019 tomó nota de la hipótesis del acantilado de hielo, pero la consideró extremadamente improbable. Pero eso no significa que sea imposible, dice Alley – o que no haya ocurrido en el pasado. Las pruebas de los sedimentos oceánicos revelan que los icebergs gigantes se han desprendido de los acantilados continentales y se han fundido en el mar en el pasado. Si el glaciar Thwaites retrocede hasta el interior de la Antártida, el desprendimiento continuo podría crear enormes acantilados dos veces más altos y 10 veces más anchos que los observados en Groenlandia, señaló en diciembre en la reunión anual de la Unión Geofísica Americana en San Francisco.

El IPCC está “asumiendo que tendremos suerte y no ocurrirá”, dijo Alley. Pero los datos de los sedimentos oceánicos plantean “serias dudas sobre esa suposición”.

Gettelman, por su parte, advierte que la persistente incertidumbre en las proyecciones futuras no significa que el mundo deba esperar a ver qué pasa o que los científicos lo resuelvan. “Significa que tenemos que hacer algo pronto”, dice. Tanto si las proyecciones de alta temperatura o de aumento del nivel del mar resultan ser reales como si no, “sigue siendo bastante malo”.