Los investigadores de la Universidad de Princeton han descubierto que los modelos climáticos que utilizan los científicos para proyectar las condiciones futuras de nuestro planeta subestiman el efecto de enfriamiento que tienen las nubes a diario, e incluso cada hora, particularmente sobre tierra.

Los investigadores informan en la revista Comunicaciones de la naturaleza 22 de diciembre que los modelos tienden a tener en cuenta demasiado calor diario del sol, lo que resulta en más cálido, condiciones más secas de lo que realmente podría ocurrir. Los investigadores encontraron que las inexactitudes en la contabilidad de lo diurno, o diariamente, el ciclo de las nubes no pareció invalidar las proyecciones climáticas, pero sí aumentaron el margen de error para una herramienta crucial que utilizan los científicos para comprender cómo nos afectará el cambio climático.

"Es importante obtener el resultado correcto por el motivo correcto, "dijo el autor correspondiente Amilcare Porporato, profesor de ingeniería civil y ambiental y del Instituto Ambiental de Princeton. "Estos errores pueden derivar en otros cambios, como proyectar menos tormentas y 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 fueran mucho más fiables ".

Porporato y el primer autor Jun Yin, un investigador asociado postdoctoral en ingeniería civil y ambiental, descubrió que al no capturar con precisión el ciclo diario de las nubes, el sol bombardea la Tierra con 1-2 vatios adicionales de energía por metro cuadrado. Se estima que el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera desde el comienzo de la era industrial 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 cuando ", Dijo Yin." Pensamos que el momento era tan importante y nos sorprendió descubrir que había menos estudios sobre eso ".

Las nubes cambian durante el día y el día a día. Los modelos climáticos hacen un buen trabajo al capturar la cobertura promedio de nubes, Yin dijo, pero pierden picos importantes en la cobertura real de nubes. Estos picos pueden tener un efecto dramático en las condiciones diarias, como a primera hora de 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 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 pierdes eso, Se hace una gran diferencia."

Los investigadores utilizaron imágenes de satélite de 1986 a 2005 para calcular los ciclos diurnos promedio de las nubes en cada temporada en todo el mundo. Yin analizó la cobertura de nubes a intervalos de tres horas, mirando más de 6, 000 puntos en el mundo que miden 175 millas por 175 millas cada uno.

Yin y Porporato compararon los promedios que obtuvieron con los de nueve modelos climáticos utilizados por los científicos del clima. La mayoría de los modelos tienen la cobertura más gruesa que ocurre en la mañana sobre la tierra en lugar de temprano en la tarde cuando las nubes protegen a la Tierra del 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 tienen los diferentes tipos de nubes en las proyecciones de modelos climáticos. así como cómo los ciclos de las nubes influyen en la variación anual de la temperatura de la Tierra, especialmente en relación a las lluvias extremas.

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 las nubes. Katul no participó en la investigación, pero está familiarizada con ella.

El ciclo de las nubes puede indicar deficiencias en la caracterización del calentamiento superficial y el vapor de agua atmosférico, ambos son necesarios para la formación de nubes, él dijo. Ambos factores también gobiernan cómo la porción más baja de la atmósfera terrestre, conocida como capa límite atmosférica, interactúa con la superficie del planeta.

"El modelado del crecimiento y el colapso de la capa límite está plagado de dificultades porque implica procesos complejos que deben simplificarse demasiado en los modelos climáticos, Katul dijo. explorar el momento de la formación de las nubes y el espesor de las nubes es significativo a escala diurna precisamente porque esas escalas de tiempo son las más relevantes para la dinámica de la capa límite y el intercambio de calor y vapor de agua entre la superficie y la atmósfera ".

Cuando se trata de nubes los modelos climáticos se han centrado típicamente en los mecanismos, áreas espaciales y escalas de tiempo, como la contaminación del aire y la microfísica, cientos de kilómetros cuadrados, y temporadas, respectivamente, que son más grandes y más generalizados, Katul dijo. "Hay razones prácticas por las que las comparaciones de modelos de datos se realizaron de una manera que enmascara la variación diurna en las nubes, ", dijo." La variación diurna estaba un tanto enmascarada por el hecho de que gran parte del rendimiento del modelo climático se informó sobre promedios a más largo plazo y en mayor escala ".

Al capturar el tiempo y el grosor del ciclo diario de las nubes a escala global, sin embargo, Yin y Porporato han proporcionado a los científicos una herramienta para confirmar si los modelos climáticos retratan adecuadamente la formación de nubes y la interacción entre las nubes y la atmósfera.

"La cobertura global y el énfasis tanto en el 'momento' 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, Katul dijo. Estoy seguro de que este tipo de trabajo ofrecerá nuevas perspectivas para mejorar la representación de las nubes. No me sorprendería ver este artículo muy citado en el futuro IPCC [U.N. Informes del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático] ".

El papel, "Los sesgos del ciclo de las nubes diurnas en los modelos climáticos, "fue publicado en línea el 22 de diciembre por Comunicaciones de la naturaleza .