Predecir el clima de la próxima década

La predicción del clima en los próximos años, en una escala de tiempo plurianual a decenal, es un campo floreciente de investigación científica, y este tipo de predicción climática 'a corto plazo' fue elegida por el Programa Mundial de Investigación sobre el Clima (PMIC) como uno de sus 'Grandes desafíos'. Hablamos con Adam Scaife, Jefe de predicción a largo plazo en la Oficina Meteorológica del Reino Unido y copresidente del Grupo de Dirección Científica para el Gran Desafío del WCRP, para obtener más información.

Predecir el clima de la próxima década

Este artículo es parte del ISC Transformar21 serie, que presenta recursos de nuestra red de científicos y agentes de cambio para ayudar a informar las transformaciones urgentes necesarias para lograr los objetivos climáticos y de biodiversidad.

Los lectores habituales de los blogs de estas páginas probablemente estarán muy familiarizados con las proyecciones a largo plazo del cambio climático, del tipo que utiliza el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) para explorar posibles escenarios para el calentamiento global, con predicciones de temperatura que acaparan los titulares varias generaciones en el futuro.

Y apuesto a que todos los lectores han visto u oído un boletín meteorológico que hace pronósticos para los próximos días.

Pero, ¿qué pasa con el plazo más cercano: el período entre un pronóstico o predicción meteorológica típica de cinco días para los meses venideros y las proyecciones climáticas para finales de siglo? Desde los agricultores que deciden qué variedad de cultivo plantar para darles el mejor rendimiento posible en los próximos años, hasta los formuladores de políticas que evalúan si el sistema de salud pública está equipado para hacer frente a una ola de calor en los próximos tres años, hasta las aseguradoras que estiman sus costos de suscripción para La próxima temporada de huracanes, muchas de las decisiones a las que se enfrentan habitualmente los responsables políticos y las empresas dependen de la información climática a corto plazo.

Ser capaz de proporcionar información en una escala de tiempo plurianual a decenal es `` absolutamente crucial '' para los servicios climáticos, dice Adam Scaife, Jefe de predicción a largo plazo en la Oficina Meteorológica del Reino Unido y Copresidente del Grupo Directivo Científico para el Gran desafío del Programa Mundial de Investigaciones Climáticas (PMIC) sobre la predicción climática a corto plazo.

Llenar la brecha entre el pronóstico del tiempo para la próxima semana y las proyecciones climáticas a largo plazo hasta 2100 exige un modelo que pueda unir técnicas de pronóstico del tiempo y proyección climática a largo plazo: todos utilizan los mismos modelos informáticos subyacentes, pero predicciones a corto plazo. dependen en gran medida de las condiciones iniciales de los datos de observación más recientes, mientras que las proyecciones a largo plazo de las tendencias climáticas se basan principalmente en los cambios en las emisiones de gases de efecto invernadero.

Construyendo un mundo virtual

La realización de predicciones a corto plazo depende del intercambio irrestricto de datos meteorológicos a gran escala y en tiempo real. La información sobre los cinco elementos que componen el sistema climático: la atmósfera, el océano, la biosfera, la criosfera y la geosfera se utilizan para crear las condiciones iniciales para los modelos.

Para hacer esto, "hemos construido sistemas que amplían la capacidad de pronóstico que ya existía para esas dos escalas de tiempo", dice Adam.

“Obtenemos nuestra mejor estimación de cómo se ven hoy la atmósfera, el océano y otros componentes como el hielo marino y la humedad en la superficie terrestre. Todo eso se usa para crear las condiciones iniciales para la predicción. Luego tomamos un modelo numérico, que se basa en cinco ecuaciones fundamentales de mecánica de fluidos y termodinámica, y usamos las condiciones iniciales para todo el mundo para iniciar el pronóstico del modelo. Es la misma maquinaria que se utiliza para predecir el tiempo y el cambio climático a largo plazo ”.

Los modelos también se pueden ajustar para tomar en diferentes escenarios, por ejemplo, diferentes niveles de dióxido de carbono (CO2) emisiones, o eventos específicos como una erupción volcánica que liberaría partículas de polvo y cenizas a la atmósfera y afectaría el clima. El modelo de computadora puede proporcionar una solución para el clima futuro que se deriva de las leyes básicas de la física.

Sin embargo, dado que el clima es caótico, incluso una pequeña diferencia en una variable a veces puede tener un efecto drástico en el resultado. Es por eso que el modelo se utiliza para hacer múltiples previsiones

'Si hace un pronóstico, la teoría del caos le dice que va a tambalearse. Los detalles de esa evolución en particular no necesariamente van a suceder en absoluto. Así que tienes que hacer un montón de pronósticos, que llamamos conjunto. Por lo general, ejecutamos decenas de pronósticos para los próximos cinco años. Por lo tanto, tiene un montón de pronósticos que evolucionan hacia adelante en el tiempo, y algunos de ellos subirán y otros serán más planos. Pero si hay una señal predecible, el paquete de pronósticos muestra una característica común, como todas las tendencias durante un tiempo en la misma dirección ”, dice Adam.

Por ejemplo, los modelos pueden predecir El Niño en los próximos años. Si ocho de diez pronósticos muestran un aumento lo suficientemente grande en la temperatura de la superficie del mar del Pacífico, decimos que hay un 80% de probabilidad de un evento de El Niño en el próximo período. Para las predicciones con algunos años de anticipación, explica Adam, las condiciones iniciales particulares en el océano y, en menor grado, en la atmósfera, más el nivel de emisiones de gases de efecto invernadero, influyen en los patrones climáticos atmosféricos.

Ha habido un aumento en la investigación sobre predicciones climáticas a corto plazo en los últimos años, y se están volviendo más hábiles a medida que aumenta la potencia de cálculo, las observaciones del clima se refinan y mejoran, los modelos se ejecutan con una resolución espacial más alta y el número de pronósticos en los conjuntos se incrementan.

En la actualidad hay alrededor de diez grupos de investigación que trabajan en predicciones climáticas a corto plazo en todo el mundo, y la Organización Meteorológica Mundial (OMM) ha designado cinco 'Centros de producción global para la predicción climática anual a decenal. El Met Office Hadley Center ha sido designado como el Centro principal para recopilar y cotejar predicciones. Esto siguió a la decisión de convertir la predicción climática a corto plazo en un 'gran desafío'para el Programa Mundial de Investigaciones Climáticas (PMIC). Junto con Terence O'Kane de Australia, Adam copreside el Grupo Directivo Científico para el proyecto del 'gran desafío', que tenía tres objetivos principales:

(1) Mejorar la calidad de la información y predicción climáticas decenales inicializadas;
(2) Recopilar, cotejar y sintetizar el resultado de la predicción y adaptar la información a los servicios que aborden las necesidades de las partes interesadas; y
(3) Desarrollar procesos para evaluar y comunicar el grado de confianza e incertidumbre en las predicciones.

Como parte de la investigación, el proyecto trabajó para operacionalizar las predicciones del clima a corto plazo y para desarrollar una 'Actualización climática anual a decadal' que brinda un resumen de las predicciones para los próximos años. Cuando el El informe 2021 se publicó a principios de este año., junto con los diversos aspectos regionales de las predicciones, el titular era que la temperatura media anual global (terrestre y marítima) cerca de la superficie probablemente sea al menos 1 ° C más cálida que los niveles preindustriales, y que es aproximadamente como Es probable que uno de los próximos cinco años sea al menos 1.5 ° C más cálido que los niveles preindustriales.

Sin embargo, advierte Adam, esto no significa que se haya alcanzado el umbral de París de 1.5 ° C de calentamiento. Lo que muestran los modelos, dice Adam, es que la temperatura global está 'fluctuando cada vez más cerca del nivel de 1.5 ° C':

“Es probable que a medida que nos acerquemos al umbral de París, la superación temporal de los niveles de 1.5 ° C ocurra con más frecuencia. Ya podemos ver esos eventos en las previsiones. Estamos tan cerca ahora que los eventos temporales son cada vez más probables: hay un 40% de probabilidad de un evento de superación temporal en los próximos cinco años, pero eso aún no significa que hayamos roto el umbral de París. Las fluctuaciones del clima a lo largo de los años, o incluso una década, son grandes y pueden provenir de fuentes naturales o de otros factores. Pueden oponerse a la tendencia del cambio climático o pueden exacerbarla. Si desea saber cuál de esas cosas es más probable que suceda en su región particular de interés, debe prestar atención a las predicciones climáticas a corto plazo '.

Estamos acostumbrados a escuchar que una acción eficaz sobre el cambio climático exige un pensamiento a largo plazo y una reducción inmediata de las emisiones. Además de eso, los avances en la predicción climática a corto plazo están construyendo la base de evidencia necesaria para informar la adaptación y la planificación a nivel regional en escalas de tiempo que son cruciales para los gobiernos y los tomadores de decisiones empresariales.

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Adán Scaife

Adán Scaife

Adam es director de Predicción mensual a decadal en la Met Office del Reino Unido, que incluye la investigación, producción y publicación de predicciones climáticas de Met Office desde meses hasta algunos años por delante. La investigación personal de Adam se centra en la variabilidad climática y el modelado informático del clima. Ha publicado alrededor de 200 artículos revisados ​​por pares sobre variabilidad climática, simulación y predicción utilizando modelos informáticos basados ​​en la física y es reconocido internacionalmente como un investigador muy citado. 

Leer de Adam Scaife biografía completa en el sitio web de la Oficina Meteorológica del Reino Unido.

Foto de encabezado: Annika Vogel (distribuida a través de imggeo.egu.eu).

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