Al observar las mediciones satelitales de los cambios de temperatura en la capa inferior de la atmósfera terrestre, Los científicos descubrieron que los modelos climáticos pueden haber sobrestimado la variabilidad natural de la temperatura de una década a otra.

La estadística del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) Giuliana Pallotta y el científico climático Benjamin Santer crearon un marco estadístico para evaluar de manera integral la importancia de las diferencias entre la variabilidad natural simulada y observada en la temperatura de la troposfera media y alta (TMT). La troposfera es la región más baja de la atmósfera, que se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altura de aproximadamente 4 a 12 millas, dependiendo de la latitud y la temporada.

El equipo descubrió que en las generaciones actuales y anteriores de modelos climáticos, la variabilidad natural de una década a otra de la temperatura troposférica es sistemáticamente demasiado grande en relación con las estimaciones de la variabilidad natural obtenidas de los satélites. Tal sobreestimación del "ruido climático" natural haría más difícil identificar una señal de calentamiento troposférico causado por el hombre. La investigación aparece en el Diario del clima .

"Nuestros hallazgos aumentan la confianza en afirmaciones anteriores de calentamiento detectable de la troposfera causado por el hombre e implican que estas afirmaciones pueden ser conservadoras, "Dijo Pallota.

Mayor conocimiento de esta señal de calentamiento troposférico, y una mejor comprensión de las incertidumbres en las observaciones de temperatura por satélite, han ayudado a avanzar en los estudios de detección y atribución, que ayudan a desentrañar las causas del reciente cambio climático.

La variabilidad interna natural se produce en ausencia de cambios en la composición atmosférica causados ​​por el hombre. Constituye el ruido de fondo contra el que debe detectarse cualquier señal de calentamiento provocada por el hombre que evolucione lentamente. El estudio se centra en el espectro de variabilidad interna, proporcionando información sobre la división de la variabilidad de la temperatura en escalas de tiempo que van desde meses hasta décadas. Esta información es un componente crítico de los estudios de detección de señales antropogénicas.

Pallota y Santer exploraron la sensibilidad de las comparaciones espectrales de modelo versus datos para una amplia gama de decisiones subjetivas. Estos incluyeron la elección de conjuntos de datos TMT de modelos climáticos y satelitales, el método utilizado para separar las señales de calentamiento del ruido de variabilidad natural, el rango de frecuencias considerado y el modelo estadístico utilizado para representar la variabilidad natural observada.

"Encontramos que en escalas de tiempo de una a dos décadas, La variabilidad de TMT observada está sobrestimada en promedio por las dos últimas generaciones de modelos climáticos, "Dijo Santer. Los modelos analizados eran parte de las fases anteriores y más recientes del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5 y CMIP6).

Uno de los desafíos que enfrentan los investigadores es que los cambios de temperatura troposférica del mundo real representan solo una instancia única de la señal de calentamiento causada por el hombre y la variabilidad climática natural. Es difícil separar sin ambigüedad la señal y el ruido en esta única realización de señal y ruido. El equipo exploró muchas formas diferentes de lograr esta separación en los datos TMT del satélite. Para cada uno de los métodos de separación de señal y ruido aplicados, investigaron muchos modelos estadísticos diferentes de la "memoria" a corto y largo plazo del ruido climático.

Pallotta señaló:"El modelo estadístico nos permitió generar muchos miles de diferentes estimaciones plausibles de la variabilidad climática interna a partir de la realización única del cambio climático observado. Sin el modelo estadístico, Habría sido más difícil hacer inferencias fiables sobre la importancia estadística de las diferencias entre la variabilidad de la temperatura troposférica observada y la variabilidad de la temperatura en los modelos climáticos ".

El equipo tiene la intención de aplicar el marco estadístico que desarrollaron a otras variables climáticas. Un siguiente paso obvio es observar las temperaturas de la superficie, que son casi tres veces más largos que el récord TMT de satélite de 41 años.