Los investigadores de la Universidad de Princeton han descubierto que los modelos climáticos que los científicos usan para proyectar las condiciones futuras en nuestro planeta subestiman el efecto de enfriamiento que las nubes tienen a diario, e incluso por hora, especialmente sobre la tierra.
Los investigadores informan en la revista Comunicaciones de la naturaleza 22 de diciembre, los modelos tienden a tener en cuenta demasiado calor diario del sol, lo que resulta en condiciones más cálidas y secas de lo que realmente podría ocurrir. Los investigadores encontraron que las inexactitudes en la explicación del ciclo diurno o diario de las nubes no parecíanpara invalidar las proyecciones climáticas, pero aumentaron el margen de error para una herramienta crucial que los científicos usan para comprender cómo nos afectará el cambio climático.
"Es importante obtener el resultado correcto por la razón correcta", dijo el autor correspondiente Amilcare Porporato, profesor de ingeniería civil y ambiental y el Instituto Ambiental de Princeton. "Estos errores pueden aparecer en otros cambios, como proyectar menos ytormentas más débiles. Esperamos que nuestros resultados sean útiles para mejorar la forma en que se modelan las nubes, lo que mejoraría la calibración de los modelos climáticos y haría que los resultados sean mucho más confiables ".
Porporato y el primer autor Jun Yin, investigador asociado postdoctoral en ingeniería civil y ambiental, descubrieron que no capturar con precisión el ciclo diario de las nubes hace que el sol bombardee la Tierra con 1-2 vatios adicionales de energía por metro cuadrado. El aumento de dióxido de carbonoen la atmósfera desde el comienzo de la era industrial se estima que produce 3,7 vatios adicionales de energía por metro cuadrado. "El error aquí es la mitad de eso, por lo que en ese sentido se vuelve sustancial", dijo Porporato.
Yin y Porporato emprendieron su estudio después de asistir a un seminario sobre cobertura de nubes y sensibilidad climática ". El orador habló mucho sobre dónde están las nubes, pero no cuándo", dijo Yin. "Pensamos que el momento era igual de importante y nosotrosse sorprendieron al descubrir que había menos estudios al respecto "
Las nubes cambian durante el día y día a día. Los modelos climáticos hacen un buen trabajo al capturar la cobertura de nubes promedio, dijo Yin, pero pierden picos importantes en la cobertura real de nubes. Estos picos pueden tener un efecto dramático en el día a díacondiciones, como en la tarde durante la parte más calurosa del día.
"Los científicos del clima tienen las nubes, pero pierden el tiempo", dijo Porporato. "Hay una fuerte sensibilidad entre el ciclo diario de las nubes y la temperatura. Es como una persona que se pone una manta por la noche o usa una sombrilla durante el día.Si te lo pierdes, hace una gran diferencia ".
Los investigadores utilizaron imágenes satelitales de 1986-2005 para calcular los ciclos diurnos promedio de nubes en cada temporada en todo el mundo. Yin analizó la cobertura de nubes a intervalos de tres horas, observando más de 6,000 puntos en el globo que miden 175 millas por 175 millascada.
Yin y Porporato compararon los promedios que obtuvieron con los de nueve modelos climáticos utilizados por científicos climáticos. La mayoría de los modelos tienen la cobertura más gruesa que ocurre en la mañana sobre la tierra en lugar de en la tarde cuando las nubes protegen la Tierra deel calor más intenso del sol. "Una pequeña diferencia en el tiempo puede tener un gran impacto radiativo", dijo Yin.
Los investigadores planean explorar el efecto que los diferentes tipos de nubes tienen en las proyecciones del modelo climático, así como también cómo los ciclos de nubes influyen en la variación de la temperatura de la Tierra de año a año, especialmente en relación con la lluvia extrema.
Gabriel Katul, profesor de hidrología y micrometeorología en la Universidad de Duke, dijo que "la importancia es bastante alta" de modelar con precisión el ciclo diario de nubes. Katul no participó en la investigación pero está familiarizada con ella.
Dijo que el ciclo de la nube puede indicar deficiencias en la caracterización del calentamiento de la superficie y el vapor de agua atmosférico, los cuales son necesarios para la formación de nubes, dijo. Ambos factores también gobiernan cómo la porción más baja de la atmósfera de la Tierra, conocida como la capa límite atmosférica- interactúa con la superficie del planeta.
"El modelado del crecimiento y el colapso de la capa límite está lleno de dificultades porque implica procesos complejos que deben simplificarse demasiado en los modelos climáticos", dijo Katul. "Entonces, explorar el momento de la formación y el grosor de las nubes es significativo en el momentoescala diurna precisamente porque esas escalas temporales son las más relevantes para la dinámica de la capa límite y el intercambio de calor y vapor de agua en la superficie de la atmósfera ".
Cuando se trata de nubes, los modelos climáticos generalmente se han centrado en mecanismos, áreas espaciales y escalas de tiempo, como la contaminación del aire y la microfísica, cientos de kilómetros cuadrados y estaciones, respectivamente que son más grandes y más generalizados, dijo Katul."Hay razones prácticas por las cuales las comparaciones de modelos de datos se realizaron de una manera que enmascara la variación diurna en las nubes", dijo. "La variación diurna estuvo enmascarada por el hecho de que gran parte del rendimiento del modelo climático se informó a largo plazoy promedios a mayor escala "
Sin embargo, al capturar el tiempo y el grosor del ciclo diario de las nubes a escala global, Yin y Porporato han proporcionado a los científicos una herramienta para confirmar si los modelos climáticos representan adecuadamente la formación de nubes y la interacción entre las nubes y la atmósfera.
"La cobertura global y el énfasis tanto en el 'tiempo' como en la 'cantidad' son notables. Hasta donde yo sé, este es el primer estudio que explora esta variedad de modelos de una manera tan coherente", dijo Katul. "IEstoy seguro de que este tipo de trabajo ofrecerá nuevas perspectivas para mejorar la representación de las nubes. No me sorprendería ver este documento altamente citado en futuros informes del IPCC [Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático] ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Princeton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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