CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE

Modelos climáticos

Los modelos son sistemas de ecuaciones que intentan reproducir el comportamiento del mundo real. Si son buenos permiten hacer predicciones sobre cual será la evolución del sistema que se estudia. En climatología el uso de modelos es imprescindible para hacer pronósticos meteorológicos y para intentar prever las consecuencias de los posibles cambios climáticos a medio y largo plazo. El problema está en que la realidad es tan compleja que ni aun usando los más potentes ordenadores se puede reproducir con fidelidad. Los modelos llamados Ur venían siendo hechos por los meteorólogos desde hace décadas. Para su realización dividen la atmósfera en capas y cada capa en una cuadrícula generando así un retículo de celdas en tres dimensiones. Luego introducen en cada celda datos de temperatura y presión y ecuaciones que expresan como podrían variar estos datos según las condiciones generales y los datos de las celdas vecina. Estos modelos eran útiles para predicciones del clima a corto plazo. Sus sucesores han sido los actuales GCM (Global Circulation Models). Gracias a los supercomputadores estos nuevos modelos son capaces de procesar cascadas de datos que proceden de una, cada vez más amplia, red de satélites y estaciones de control remoto. Pueden modelar la atmósfera del mundo con un sorprendente nivel de detalle. Pero una cosa es predecir que mañana va a llover y otra saber si habrá muchas más sequías dentro de 50 años.

El programa de investigación sobre el "cambio global" -que incluye el cambio climático, la disminución del ozono, el uso de recursos y la biodiversidad- que fue iniciado al final de los años 80 ha revolucionado las ciencias de la Tierra y buena parte de la Biología. Ha significado una nueva era en la investigación científica al exigir la cooperación entre proyectos de muy distintos tipos de científicos: microbiólogos y especialistas en las ciencias del espacio, botánicos y paleontólogos.

Y ha sido, también, una gran fuente de dinero para estas investigaciones. El presupuesto del año 1995 en América para la investigación del cambio global fue de casi dos mil millones de dólares y miles de científicos en el resto del mundo están gastando miles de millones más.

Estos científicos tienen un objetivo en su investigación que puede parecer incluso mayor que su presupuesto. Su empeño es hacer un modelo total, que sirva para hacer predicciones de los procesos físicos, químicos y biológicos que regulan la Tierra -un modelo de como todos los sistemas que actúan en el planeta funcionan en conjunto. Con un modelo de este tipo podrían conseguir repetir y controlar una especie de experimento global a base de hacerlo funcionar en sus ordenadores una y otra vez, mientras van cambiando los diferentes parámetros. Dado que el cambio global podría suponer costos de billones de dólares en las próximas décadas, no prevenir este problema sería una falta de responsabilidad. Pero, ¿realmente el modelo que se intenta construir será capaz de evitar la catástrofe?. 
  
 

Para los científicos lo normal es fijarse en un aspecto del mundo mientras dejan de lado todo el resto. Las distintas ramas de la ciencia que han estudiado y modelado diversos aspectos de los sistemas terrestres han tenido las anteojeras puestas en mayor o menor grado. El cambio climático les ha obligado a trabajar en común. Y al hacerlo así han visto lo que los demás aportan. Los biólogos han comprobado las ventajas de los datos obtenidos por satélite; y los modeladores del clima la importancia de la biosfera. 
  
 

Ya se ha obtenido algún resultado. Oceanógrafos e investigadores de la atmósfera colaborando en el programa TOGA (Tropical Oceans and Global Atmosphere) han desarrollado un modelo que hace predicciones a largo plazo del fenómeno climático periódico del Pacífico llamado "El Niño"n(Ver capítulo 3). Sus previsiones de alteraciones en las precipitaciones ayudan a los agricultores a ajustar sus planes de cultivo. Así se logró mantener el rendimiento agrícola en Perú en 1986-87 y de nuevo en Brasil en 1991-92, a pesar de la sequía. La confianza en que los nuevos modelos capaces de predecir el clima y los cambios ecológicos traerán beneficios económicos como estos, ha convertido a la ciencia del cambio global en la nueva gran favorita. 
  
 

Predicciones como la de "El Niño" han sido posibles al traducir una visión conceptual del mundo en un modelo computacional.

Los modelos llamados Ur venían siendo hechos por los meteorólogos desde hace décadas. Para su realización dividen la atmósfera en capas y cada capa en una cuadrícula generando así un retículo de celdas en tres dimensiones. Luego introducen en cada celda datos de temperatura y presión y ecuaciones que expresan como podrían variar estos datos según las condiciones generales y los datos de las celdas vecina. Estos modelos eran útiles para predicciones del clima a corto plazo. Sus sucesores han sido los actuales GCM (Global Circulation Models). Gracias a los supercomputadores estos nuevos modelos son capaces de procesar cascadas de datos que proceden de una, cada vez más amplia, red de satélites y estaciones de control remoto. Pueden modelar la atmósfera del mundo con un sorprendente nivel de detalle. Pero una cosa es predecir que mañana va a llover y otra saber si habrá muchas más sequías dentro de 50 años. 
  
 

Además cuando cambia la atmósfera cambian también otras cosas como los océanos y la delgada capa de vida verde de la superficie del planeta. Varios proyectos están intentando conseguir modelos de la vegetación y los océanos e integrarlos en un modelo común con el atmosférico. Pero la empresa es muy difícil. 

Una vez hecho un modelo hay que comprobar si refleja de forma suficientemente fiel la realidad. Todos los métodos que se usan para examinar el grado de ajuste a la realidad que tiene un modelo tienen sus defectos. Comparar climas pasados con las predicciones del modelo resulta casi imposible por la falta de datos. Se puede usar el modelo para predecir cambios en los climas actuales y después compararlos con los que se dan en la realidad, pero nadie asegura que un modelo que funciona bien en las condiciones de la actualidad lo hará también en las del futuro. 

El artículo concluye: "Los modelos globales son una nueva herramienta científica de un futuro prometedor, pero no son una panacea. Necesitan ser evaluados con otros métodos paralelos de estudio del cambiante ambiente. Son necesarios para entender globalmente la realidad, pero no deberían ser el único y exclusivo sistema de trabajo".