Mientras los científicos trabajan para determinar por qué algunos de los últimos modelos climáticos sugieren que el futuro podría ser más cálido de lo que se pensaba anteriormente, un nuevo estudio indica que la razón probablemente esté relacionada con los desafíos que simulan la formación y evolución de las nubes.
La nueva investigación, publicada en Avances científicos , ofrece una visión general de 39 modelos actualizados que forman parte de un importante esfuerzo climático internacional, la sexta fase del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados CMIP6. Los modelos también se analizarán para el próximo sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobreCambio climático IPCC.
En comparación con los modelos más antiguos, un subconjunto de estos modelos actualizados ha mostrado una mayor sensibilidad al dióxido de carbono, es decir, un mayor calentamiento para una concentración dada de gases de efecto invernadero, aunque algunos también mostraron una menor sensibilidad. El resultado final esuna mayor gama de respuestas de modelos que cualquier generación anterior de modelos, que se remonta a principios de la década de 1990. Si los modelos de gama alta son correctos y la Tierra es realmente más sensible al dióxido de carbono de lo que los científicos habían pensado, el futuro también podría ser mucho más cálidode lo previsto anteriormente. Pero también es posible que las actualizaciones realizadas a los modelos entre el último proyecto de intercomparación y este causen o expongan errores en sus resultados.
En el nuevo artículo, los autores buscaron comparar sistemáticamente los modelos CMIP6 con generaciones anteriores y catalogar las razones probables para el rango ampliado de sensibilidad.
"Muchos grupos de investigación ya han publicado documentos que analizan posibles razones por las cuales la sensibilidad climática de sus modelos cambió cuando se actualizaron", dijo Gerald Meehl, científico principal del Centro Nacional de Investigación Atmosférica NCAR y autor principal del nuevoestudio ". Nuestro objetivo era buscar cualquier tema que surgiera, especialmente con los modelos de alta sensibilidad. Lo que surgió una y otra vez es la retroalimentación de las nubes en general, y la interacción entre las nubes y las pequeñas partículas llamadas aerosoles en particular, parecen estar contribuyendo a una mayor sensibilidad "
La investigación fue financiada en parte por la National Science Foundation, que es patrocinador del NCAR. Otros patrocinadores incluyen el Departamento de Energía de los EE. UU., La Sociedad Helmholtz y el Deutsches Klima Rechen Zentrum centro de informática climática de Alemania.
Evaluación de la sensibilidad del modelo
Los investigadores han evaluado tradicionalmente la sensibilidad del modelo climático utilizando dos métricas diferentes. La primera, que se ha utilizado desde fines de la década de 1970, se llama sensibilidad climática de equilibrio ECS. Mide el aumento de la temperatura después de que el dióxido de carbono atmosférico se duplique instantáneamente de preindustrialniveles y se permite que el modelo funcione hasta que el clima se estabilice.
A través de las décadas, el rango de valores de ECS se ha mantenido notablemente consistente, en algún lugar alrededor de 1.5 a 4.5 grados Celsius 2.7 a 8.1 grados Fahrenheit, incluso cuando los modelos se han vuelto significativamente más complejos. Por ejemplo, los modelos incluidos en elLa fase anterior de CMIP la década pasada, conocida como CMIP5, tenía valores de ECS que variaban de 2.1 a 4.7 grados C 3.6 a 8.5 grados F.
Los modelos CMIP6, sin embargo, tienen un rango de 1.8 a 5.6 grados C 3.2 a 10 grados F, ampliando la propagación de CMIP5 en los extremos bajo y alto. El Modelo de Sistema Comunitario Comunitario basado en NCAR, versión 2 CESM2 es uno de los modelos de mayor sensibilidad, con un valor ECS de 5.2 grados C.
Los desarrolladores de modelos han estado ocupados seleccionando sus modelos durante el último año para comprender por qué ECS ha cambiado. Para muchos grupos, las respuestas parecen reducirse a nubes y aerosoles. Los procesos en la nube se desarrollan en escalas muy finas, lo que los ha convertido en un desafíosimular con precisión en modelos a escala global en el pasado. Sin embargo, en CMIP6, muchos grupos de modelado agregaron representaciones más complejas de estos procesos.
Las nuevas capacidades de nube en algunos modelos han producido mejores simulaciones de ciertas maneras. Las nubes en CESM2, por ejemplo, se ven más realistas en comparación con las observaciones. Pero las nubes tienen una relación complicada con el calentamiento climático, ciertos tipos de nubes en algunoslas ubicaciones reflejan más luz solar, enfriando la superficie, mientras que otras pueden tener el efecto contrario, atrapando el calor.
Los aerosoles, que pueden ser emitidos naturalmente por los volcanes y otras fuentes, así como por la actividad humana, también reflejan la luz solar y tienen un efecto refrescante. Pero también interactúan con las nubes, cambiando su formación y brillo y, por lo tanto, su capacidad para calentarseo enfriar la superficie.
Muchos grupos de modelos han determinado que agregar esta nueva complejidad a la última versión de sus modelos está teniendo un impacto en ECS. Meehl dijo que esto no es sorprendente.
"Cuando pone más detalles en los modelos, hay más grados de libertad y más posibles resultados diferentes", dijo. "Los modelos del sistema terrestre de hoy son bastante complejos, con muchos componentes que interactúan de maneras que a veces no se anticipan. Cuandoejecute estos modelos, obtendrá comportamientos que no vería en modelos más simplificados "
Una cantidad inconmensurable
ECS está destinado a decirles a los científicos algo acerca de cómo responderá la Tierra al aumento de dióxido de carbono atmosférico. Sin embargo, el resultado no se puede comparar con el mundo real.
"ECS es una cantidad inconmensurable", dijo Meehl. "Es una métrica rudimentaria, creada cuando los modelos eran mucho más simples. Sigue siendo útil, pero no es la única forma de comprender cuánto afectarán los gases de efecto invernadero en aumento al clima"."
Una razón por la cual los científicos continúan usando ECS es porque les permite comparar los modelos actuales con los primeros modelos climáticos. Pero los investigadores han encontrado otras métricas para observar la sensibilidad climática en el camino, incluida la respuesta climática transitoria TCR de un modeloPara medir eso, los modeladores aumentan el dióxido de carbono en un 1% anual, compuesto, hasta que el dióxido de carbono se duplique. Si bien esta medida también se idealiza, puede dar una visión más realista de la respuesta de temperatura, al menos en el horizonte de corto plazo.las próximas décadas.
En el nuevo documento, Meehl y sus colegas también compararon cómo TCR ha cambiado con el tiempo desde su primer uso en la década de 1990. Los modelos CMIP5 tenían un rango de TCR de 1.1 a 2.5 grados C, mientras que el rango de los modelos CMIP6 solo aumentóligeramente, de 1.3 a 3.0 grados C. En general, el cambio en el calentamiento promedio de TCR fue casi imperceptible, de 1.8 a 2.0 grados C 3.2 a 3.6 grados F.
El cambio en el rango de TCR es más modesto que con ECS, lo que podría significar que los modelos CMIP6 pueden no funcionar de manera diferente a los modelos CMIP5 al simular la temperatura durante las próximas décadas.
Pero incluso con el rango más amplio de ECS, el valor promedio de esa métrica "no aumentó en gran medida", dijo Meehl, solo aumentó de 3.2 a 3.7 grados C.
"El extremo superior es más alto pero el extremo inferior es más bajo, por lo que los valores promedio no han cambiado demasiado", dijo.
Meehl también señaló que el mayor rango de ECS podría tener un efecto positivo en la ciencia al estimular más investigación sobre los procesos en la nube y las interacciones nube-aerosol, incluidas las campañas de campo para recopilar mejores observaciones de cómo se desarrollan estas interacciones en el mundo real.
"Las interacciones nube-aerosol están en el límite de nuestra comprensión de cómo funciona el sistema climático, y es un desafío modelar lo que no entendemos", dijo Meehl. "Estos modeladores están empujando los límites de la comprensión humana,y espero que esta incertidumbre motive a la nueva ciencia "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Nacional de Investigación Atmosférica / Corporación Universitaria de Investigación Atmosférica . Original escrito por Laura Snider. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :