Los futuros modelos meteorológicos y climáticos se centrarán en tormentas y nubes, ya que afectan tanto al tiempo como al clima. Crédito:NASA.GOV
Sabemos que CO 2 está calentando el planeta. Pero si queremos comprender sus consecuencias y evitar riesgos, modelos meteorológicos y climáticos más precisos son cruciales, dice Nicolas Gruber.
Los modelos son cruciales para las ciencias meteorológicas y climáticas. Sin los modelos actuales, las previsiones meteorológicas fiables más allá de mañana serían casi imposibles, y sólo tendríamos una vaga idea de lo que nos depara el calentamiento global.
En el proyecto de investigación EXCLAIM recientemente iniciado1, queremos aprovechar este logro y desarrollar la próxima generación de modelos meteorológicos y climáticos. Los nuevos modelos proporcionarán una resolución mucho mayor de los procesos clave en la atmósfera y los océanos. Trabajando dentro del Centro de Modelado de Sistemas Climáticos (C2SM), el equipo de investigación creará el modelo y la infraestructura de datos que nos permitirá simular tormentas, tormentas eléctricas y nubes a escala global. Esto conducirá a pronósticos meteorológicos más fiables y proyecciones climáticas más precisas.
¿Apostamos por el caballo adecuado?
Por supuesto, esto también plantea interrogantes. ¿No sabemos ya lo suficiente sobre el cambio climático? ¿Cuál es el punto de mejorar un poco el pronóstico del tiempo? ¿Vale la pena el enorme esfuerzo?
En efecto, ya sabemos con gran certeza que los seres humanos son responsables de la mayor parte del calentamiento que observamos. Entendemos la relación entre CO 2 emisiones y temperatura con relativa precisión, y hemos reconocido que necesitamos reducir el CO 2 emisiones a cero neto en las próximas décadas para cumplir con los objetivos climáticos de París. Nuestra comprensión de estos temas ya es suficiente para derivar recomendaciones políticas claras.
Sin embargo, Hay muchos otros aspectos del cambio climático que no conocemos bien. Por ejemplo, tenemos una comprensión deficiente de cómo se desarrollarán los sistemas meteorológicos y de tormentas en el futuro, si los ciclones tropicales serán más frecuentes, y cómo cambiarán las nubes y las precipitaciones. Estas limitaciones tienen mucho que ver con el hecho de que los modelos climáticos actuales, para decirlo sin rodeos, son simplemente demasiado confusos en muchos aspectos; simplemente no resuelven adecuadamente estos fenómenos y procesos.
Arrojando luz sobre procesos fundamentales
Los modelos climáticos colocan una cuadrícula sobre la Tierra o el océano y calculan el estado de la atmósfera para cada celda; esto nos ayuda a comprender y predecir mejor el tiempo y el clima. Cuanto más pequeña sea la celda de la cuadrícula, cuanto mayor sea la resolución. Los modelos climáticos globales actuales suelen tener celdas de cuadrícula con un ancho de aproximadamente 100 km.2
Como resultado, estos modelos no resuelven procesos clave en la atmósfera o el océano, particularmente los procesos que ocurren en una escala de pocos kilómetros, como nubes y tormentas. Esto nos obliga a estimar la influencia de estos procesos indirectamente, utilizando parametrizaciones. Esto conduce a la incertidumbre en las predicciones, ya que las nubes y las tormentas determinan no solo nuestro clima diario, sino que también son cruciales para el clima.
Si queremos cuantificar con más exactitud cuánta precipitación caerá algún día, y cómo las nubes afectarán el cambio climático, entonces necesitamos simular la dinámica de estos procesos de acuerdo con las leyes de la física, en lugar de parametrizarlos. Esperamos poder romper este muro de parametrización con los modelos de alta resolución que desarrollaremos en el proyecto EXCLAIM.
Agudiza la vista
Debido a su mayor resolución, tales modelos agudizarán nuestra visión del futuro. Esto nos ayudará de dos formas:Primero, podremos determinar con mayor precisión los promedios meteorológicos para el futuro. Esto mejorará nuestras proyecciones climáticas. Y segundo, obtendremos información más confiable sobre la variación futura en torno a esa media, es decir., mejoraremos el clima del futuro. Como nos han recordado las tormentas e inundaciones de mediados de julio, es el clima cambiante, y particularmente sus extremos, eso nos desafiará más a medida que el clima sigue calentándose.
De este modo, Los pronósticos meteorológicos más fiables y las simulaciones climáticas más precisas ayudarán a reducir los riesgos para la sociedad y su infraestructura. Cuanto mejor comprendamos los impactos climáticos, mejor podremos adaptarnos a ellos. Hay pocas dudas de que junto a la reducción de emisiones, tendremos que adaptarnos a un clima cambiante. Incluso si logramos el objetivo de 2 grados, países como Suiza continuarán calentándose significativamente:a finales de siglo, es probable que haga más de 3 grados centígrados aquí que en la época preindustrial.
Gran beneficio para la sociedad
Nuestro proyecto no opera en el vacío:estamos desarrollando nuestros modelos, y particularmente sus aplicaciones concretas, en estrecha colaboración con nuestros socios del proyecto. Un ejemplo son los escenarios climáticos suizos que ETH Zurich y MeteoSwiss crean regularmente bajo los auspicios de C2SM.3 EXCLAIM desarrollará una configuración de modelo de alta resolución para la región alpina para simular eventos extremos como fuertes precipitaciones, sequías y olas de calor con mayor certeza en el futuro. Esto significa que estos escenarios pueden garantizar que los recursos para las medidas de adaptación se desplieguen de manera óptima.
Por supuesto, incluso nuestros nuevos modelos alcanzarán sus límites. Pero al resolver mejor muchos procesos fundamentales, podemos validar mejor estos modelos con observaciones y, en consecuencia, refinarlos en un proceso continuo. Esto beneficiará no solo a la investigación, sino también la sociedad. Por eso estoy convencido de que nuestro esfuerzo vale la pena.
