Hay un dicho famoso que dice "El clima es lo que esperas; el clima es lo que obtienes". Como nativo de Texas que se mudó a Nueva York, Tenía una idea de qué esperar pero no estaba completamente preparado para lo que obtendría. Porque el clima de Nueva York es drásticamente diferente al que estoy acostumbrado, Todas las mañanas, antes de salir de mi apartamento, reviso religiosamente el pronóstico del tiempo. Muy rápido sé si va a llover si se avecina una tormenta en la costa, o si necesitaré capas adicionales.

Mientras que el clima puede cambiar drásticamente de un día a otro, el clima significa las condiciones promedio durante aproximadamente 30 años:qué tan cálida es la región, de media, y ¿cuánta precipitación recibe en un año? El clima de Texas, por ejemplo, tiende a ser más cálido durante la mayor parte del año, mientras que Nueva York es en promedio más fresca con estaciones claramente definidas.

El tiempo y el clima a veces se usan indistintamente, pero científicos, los meteorólogos y los investigadores los estudian y modelan de manera diferente.

¿Qué es un modelo meteorológico?

"El pronóstico del tiempo para hoy está parcialmente nublado con probabilidad de lluvias al final de la tarde ..." Este es un resumen del tiempo familiar que probablemente haya escuchado antes de un meteorólogo. Para hacer estas predicciones, Los meteorólogos utilizan datos meteorológicos y modelos de pronóstico para determinar las condiciones atmosféricas actuales y futuras.

Porque el clima ocurre hora a hora, Los modelos de pronóstico utilizan las condiciones atmosféricas y oceánicas actuales para predecir el clima futuro. El pronóstico tiene en cuenta la humedad, temperatura, presión del aire, velocidad y dirección del viento, así como la cobertura de nubes. Ubicación geográfica, proximidad al agua, estructuras urbanas, la latitud y la elevación también pueden influir en el clima que experimente.

Los modelos meteorológicos funcionan a resoluciones lo suficientemente altas como para generar diferentes predicciones para las ciudades vecinas, en algunos casos, pero solo en escalas de tiempo cortas de aproximadamente dos semanas como máximo.

¿Qué es un modelo climático?

Esencialmente, Los modelos climáticos son una extensión de la predicción meteorológica. Pero mientras que los modelos meteorológicos hacen predicciones sobre áreas específicas y breves períodos de tiempo, Los modelos climáticos son más amplios y analizan períodos de tiempo prolongados. Predicen cómo cambiarán las condiciones promedio en una región durante las próximas décadas.

Los modelos climáticos incluyen más atmosféricos, procesos oceánicos y terrestres que los modelos meteorológicos, como la circulación oceánica y el deshielo de los glaciares. Por lo general, estos modelos se generan a partir de ecuaciones matemáticas que utilizan miles de puntos de datos para simular la transferencia de energía y agua que tiene lugar en los sistemas climáticos.

Los científicos utilizan modelos climáticos para comprender los complejos sistemas terrestres. Estos modelos les permiten probar hipótesis y sacar conclusiones sobre sistemas climáticos pasados ​​y futuros. Esto puede ayudarlos a determinar si los eventos climáticos anormales o las tormentas son el resultado de cambios en el clima o simplemente parte de la variación climática de rutina. Por ejemplo, al predecir ciclones tropicales durante la temporada de huracanes, Los científicos pueden usar modelos climáticos para predecir la cantidad de tormentas tropicales que pueden formarse frente a la costa y en qué regiones es probable que toquen tierra.

Al crear modelos climáticos, Los científicos utilizan uno de los tres tipos comunes de modelos climáticos simples:modelos de balance energético, modelos de complejidad intermedia, y modelos de circulación general. Estos modelos utilizan números para simplificar las complejidades que existen al tomar en cuenta todos los factores que afectan el clima, como la mezcla atmosférica y la corriente oceánica.

Los modelos de balance energético ayudan a pronosticar los cambios climáticos como resultado del presupuesto energético de la Tierra. Este modelo tiene en cuenta las temperaturas superficiales de la energía solar, albedo o reflectividad, y el enfriamiento natural de la tierra que emite calor de regreso al espacio. Para predecir el clima, los científicos usan una ecuación que representa la cantidad de energía que entra y sale, para comprender los cambios en el almacenamiento de calor, por ejemplo, a medida que más CO2 absorbente de calor llena la atmósfera. Luego, los científicos toman esta ecuación y la insertan en modelos de caja que representan un cuadrado de tierra dentro de una cuadrícula tridimensional, para expresar el clima en una región o incluso a través de un continente.

Los modelos de complejidad intermedia son similares a los modelos de balance energético, pero incluyen y combinan varias de las estructuras geográficas de la Tierra:tierra, océanos y características de hielo, por ejemplo. Estas características geográficas permiten modelos de complejidad intermedia para simular escenarios climáticos a gran escala, como fluctuaciones glaciares, cambios de corriente oceánica, y la composición atmosférica cambia a lo largo de escalas de tiempo prolongadas. Los modelos de complejidad intermedia describen el clima con menos detalles espaciales y temporales, por lo que se utilizan mejor para variaciones a gran escala y de baja frecuencia en el sistema climático de la Tierra.

Los modelos de circulación general son los modelos más complejos y precisos para comprender los sistemas climáticos y predecir el cambio climático. Estos modelos incluyen información sobre la química atmosférica, tipo de tierra, Ciclo del carbono, circulación oceánica y composición glaciar del área aislada. Este tipo de modelo también utiliza una cuadrícula tridimensional, con cada cuadro que representa alrededor de 100 kilómetros cuadrados de tierra, aire, o mar, que es mejor resolución que los típicos 200 a 600 kilómetros por caja. Este modelo es más sofisticado que los modelos de equilibrio energético y complejidad intermedia, pero requiere una mayor cantidad de tiempo de cálculo:cada simulación puede tardar varias semanas en ejecutarse.

¿Qué nos pueden decir los modelos climáticos sobre el futuro y el pasado?

Durante muchas décadas, Los científicos han estado recopilando datos sobre el clima utilizando núcleos de hielo, árboles, y coral, así como la datación por carbono. A partir de esta investigación, han descubierto detalles sobre la actividad humana pasada, cambios de temperatura en nuestros océanos, periodos de sequía extrema, y mucho más.

A medida que se recopilan más puntos de datos, aumentan la precisión de los modelos climáticos existentes. Esto mejora la previsión climática, porque los datos climáticos pasados ​​ayudan a establecer una línea de base para los sistemas climáticos típicos. Desde allí, los investigadores establecen las variables climáticas que quieren mantener iguales, como una capa de nubes, y las variables que quieren probar, como aumento de dióxido de carbono, para evaluar hipótesis sobre cambios futuros. Estos podrían estimar cualquier cosa, desde el aumento del nivel del mar hasta el aumento de las temperaturas y el riesgo de sequía e incendios forestales.

¿Qué tan precisos son los modelos climáticos?

Dado que el mundo no puede darse el lujo de esperar décadas para medir la precisión de las predicciones de los modelos climáticos, los científicos prueban la precisión de un modelo utilizando eventos pasados. Si el modelo predice con precisión eventos pasados ​​que sabemos que sucedieron, entonces debería ser bastante bueno para predecir el futuro, también. Y cuanto más aprendemos sobre las condiciones pasadas y presentes, cuanto más precisos se vuelven estos modelos.

Los modelos climáticos son complejos debido a todos los elementos que cambian dentro de los sistemas de la Tierra. Si nuestra atmósfera fuera como la de la luna, El modelado del clima sería bastante fácil porque la luna apenas tiene atmósfera. En la tierra, los científicos del clima deben tener en cuenta las fluctuaciones de temperatura, patrones de viento, corrientes oceánicas, características de la superficie terrestre y mucho más. Debido a esto, los modelos siempre consideran cierto nivel de incertidumbre, pero los modelos que miden áreas más pequeñas con resoluciones más altas producen modelos más precisos. A pesar de una pequeña cantidad de incertidumbre, Los científicos consideran que los modelos climáticos del siglo XXI son bastante precisos porque se basan en principios físicos bien fundamentados de los procesos del sistema terrestre. Esta base solidifica la confianza de la comunidad científica de que las emisiones humanas están cambiando el clima, que impactará a todo el planeta.

¿Por qué son importantes los modelos climáticos?

Entendiendo el pasado El clima presente y futuro nos ayuda a comprender cómo funcionan naturalmente los sistemas de la Tierra. Esta informacion, combinado con modelos climáticos, nos permite determinar cómo las influencias tanto naturales como provocadas por el hombre han impactado y afectarán los cambios en nuestro clima. Estas predicciones y resultados también pueden sugerir cómo mitigar los peores efectos del cambio climático, y ayudan a los tomadores de decisiones a priorizar los problemas ambientales basados ​​en evidencia científica.

Numerosos modelos han demostrado que el clima está cambiando. El aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades humanas está dando como resultado retroalimentaciones positivas en nuestros sistemas climáticos. Estas retroalimentaciones positivas pueden resultar en cambios no tan positivos en los sistemas terrestres, como derretir hielo glacial, aumento de la temperatura del océano, aumento de las probabilidades de graves inundaciones y sequías, y temperaturas de la superficie de escalada.

Es fundamental que sigamos recopilando datos y mejorando modelos, aumentando su precisión para refinar nuestro conocimiento del clima y el tiempo. También es imperativo que reconozcamos la importancia de los resultados basados ​​en datos y los hechos respaldados por la ciencia, ya que influyen en la forma en que las comunidades y los responsables políticos planifican el futuro. Los modelos climáticos y meteorológicos tienen la capacidad de hacer avanzar la forma en que planificamos nuestras ciudades, influir en las oportunidades de negocio, e incluso cómo planeamos nuestro día. Estos modelos son nuestra mejor oportunidad para encontrar formas de mitigar los efectos peligrosos del cambio climático.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.