Explicación para legos de por qué las predicciones de calentamiento global de los modelos climáticos están equivocadas
Del blog del Dr. Roy Spencer [–>]. Nota: Spencer es el jefe técnico de uno de los dos equipos del mundo que se dedican a medir la temperatura global con satélites, y es uno de los pioneros de su campo.
Ocasionalmente recibo la protesta de que parte de lo que escribo es demsiado técnico para entenderlo, y estoy seguro que es cierto. El sistema climático es muy complejo, y discutir los temas asociados al calentamiento global (alias cambio climático) puede volverse rápidamente demasiado técnico.
Afortunadamente, el problema más serio (según mi visión) que tienen los modelos climáticos es un fácil de entender por el público. Así que voy a hacer otro intento de explicar por qué los modelos climáticos computerizados usados por el IPCC de la ONU -los 23 de ellos- predicen demasiado calentamiento para nuestro futuro. El problema elemental del que voy a hablar ha sido publicado –> en “peer review” por nosotros , así que no se puede descartar a la ligera.
Pero esta vez no voy a poner gráficos (!), y usaré un solo número (!!), que prometo que va a ser uno pequeño 
Lo voy a hacer en dos pasos. Priemero usaré el ejemplo de una olla de agua al fuego para explicar como sube o baja la temperatura de las cosas (como la tierra).
Segundo, describiré por que tantos “expertos” en modelos climáticos creen que añadiendo CO2 a la atmósfera causará un gran calentamiento en el sistema climático, posiblemente catastrófico.
Finalmente mostraré como la madre naturaleza ha llevado a esos expertos climáticos a programar sus modelos incorrectamente.
Parte de este material se puede encontrar repartido en otras páginas web mías, pero aquí he tratado de hacer una progresión lógica de los conceptos más importantes. y he miniizado los detalles técnicos. Puede que la edite con el tiempo, según surjan preguntas, o encuentre maneras mejores de redactar las cosas.
El sistema climático de la tierra comparadop con una ola de agua en la cocina.
Antes de que discutamos la temperatura media de la tierra, empecemos con el ejemplo simple de una olla de agua al fuego. Iagina un cocina de gas, y que la llama está puesta al mínimo, con lo que el agua se calentará. pero no llegará a hervir. Al principio la olla no tendrá tapa.
Obviamente, el calor de la llama calentará el agua y la olla, pero tras unos 10 minutos la temperatura dejará de aumentar. La olla deja de calentarse cuando alcanza un punto de equilibrio en que el calor que el calor que pierde hacia su entorno más frío iguala el calor que gana de la cocina.la olla se ha calentado mientras había un desequilibrio entre estos dos flujos de energía, pero una vez que el calor que sale de la olla es igual que el calor que entra, la temperaura deja de cambiar.
Ahora imagina que subimos la llama. Se creará un pequeño desequilibrio temporal entre el calor que gana y el que pierde, lo que hará que la olla se caleinte algo más. Según se calienta, perderá energía hacia su entorno cada vez más rápidamente. Finalmente se alcanzará una ueva temperatura, más alta, donde el calor que sale y el calor que entra vuelven a estar en balance.
Pero hay otra forma de hacer que la olla se caliente, aparte de aumentar la llama. Podemos disminuir su capacidad de enfriamiento. Si le ponemos una tapa, la ola se calentará aun más porque la tasa de pérdida de calor quedará reducida por debajo de la tasa a la que lo gana del fuego. En este caso se puede decir que el incremento de temperatura de la olla no es porque se añade más calentamiento, sino porque se deja escapar menos calor.
Calentamiento global
El ejemplo de lo que causa el calentamiento de una olla en la cocina es la misma situación fundamental que se da en el cambio climático en general, y en la teoría del calentamiento global en particular. Un cambio en los flujos de energía hacia dentro o hacia fuera del sistema climático causará, en general, un cambio de temperatura. La temperatura mediadel sistema climático (atmósfera, océanos y tierra) permanecerá lo mismo mientras la enregía que entra del sol sea igual que el calor que sale por pérdida de calor de infrarrojos hacia el espacio exterior. Se puede ver en el siguiente dibujo:
De nuevo, la temperatura media de la tierra (como la ola de agua) solo cambiará cuanda haya un desequilibrio entre la tasa de energía que gana y la que pierde.
Lo que esto quiere decir es que cualquier cosa que pueda cambiar el flujo de energía ilustrado arriba -hacia adentro o hacia afuera del sistema climático- puede causar calentamiento global o enfriamiento global.
En el caso del calentamiento global producido por el hombre, se cree que el CO2 extra reduce la tasa a la que la tierra pierde calor hacia el espacio exterior. Esto ya ocurre naturalmente a través del llamado efecto invernadero de la atmósfera. Un proceso en el que el vapor de agua, nubes, CO2 y metano actúan como una “manta radiativa”, aislando la baja atmósfera y la superficie, y aumenando la temperatura media superficial de la tierra en unos 33ºC.
El efecto invernadero natural de la tierra es como la tapa de la olla. La tapa dificulta el enfriamiento del la olla, y así hace mantenga el agua a mayor temperatura que si no tuviera tapa. (No creo que vayas a encontrar en todas partes la descripción del efecto invernadero en términos de un aislante, como una manta, pero creo que es la analogía más exacta)
Y justo como en la olla de agua, la otra forma básica de causar calentamiento es incrementar la energía que entra -en el caso de la tierra la luz solar. Observa que no es necesario un incremento en la luz producida por el sol. También lo puede hacer un cambio en cualquiera de la miríada de porcesos que controlan la nubosidad media de la tierra. [Las nubes relejan la luz de sol, así que si hay más nubes, entra menos luz solar]. De hecho, el IPCC habla de la polución de partículas producidas por el hombe (aerosoles) como causa de un cambio en la nubosidad global … pero nunca mencionan la posibilidad de que el sistema climático cambie por si mismo la cobertura de nubes.
Si la cantidad de nubes que reflejan la luz del sol de vuelta al espacio disminuye por, por ejemplo, un cambio en la circulación oceánica y atmosférica, entonces el océano absorverá más luz del sol. Como resultado, habrá un desequilibrio entre la pérdida de calor por infrarrojo y la energía solar abosorvida por la tierra. El océano se calentará debido a este desequilibrio, causando un flujo de masas de aire más húmedas y cálidas sobre los continentes, lo que hará que la tierra se caliente también.
La pregunta del milón: ¿Cuanto se calentará la tierra por una aumeto del CO2?
Vams ahora con un número mágico al que nos referiremos más adelante, que es por cuanta más enregía se pierde hacia el espacio al celantarse la tierra. Se puede calcular teóricamente que por cada 1ºC que la tierra se calienta, emite una media de 3,3 watios más por metro cuadrado hacia el espacio. Lo mismo que tu sientes más radiación infrarroja (calor) viniendo de una cocina caliente que de una templada, la tierra emite más energía infrarroja al espacio cuanto más caliente esté.
Esto es parte del mecanismo natural de enfriamiento del sistema climático, y todos los científicos climáticos aceptan este hecho básico. Pero en lo que no estamos de acuerdo es en como el sistema climatico responde al calentamiento, ya sea aumentando o reduciendo este mecanismo de enfriamiento natural. El número mágico -3,3 watios por metro cuadrado- representa cuanta energía extra pierde la tierra si SOLO la temperatura se aumenta en 1ºC, y nada más cambia. En el mundo real, sin embargo, podemos esperar que el resto del sistema climático NO permanecerá igual en respuesta a un calentamieto.
Así, el debate más importante en la investigación del calentamiento global es hoy el mismo que hace 20 años.: ¿Como responderán las nubes (y en menor medida otros elementos menores del sitema climático), aumentando o reduciendo el calentamiento? Estos cambios indirectos que influyen en la temperatura se llaman “retroalimentaciones” (feedbacks), y son los que determinarán si el calentamiento global producido por el hombre será catastrófico, o se perderá en el ruido de la variabilidad climática natural.
Volviendo a nuestro ejemplo de toda la tierra calentándose en 1ºC, si este calor causa un incremento en la nubosidad, entonces los 3,3 watios extra de pérdida de infrarrojo al espacio serán acompañados or una reducción del calentamiento solar de la tierra. El resultado es un aumento de temperatura menor. Esto se llama “retroalimentación negativa”, y se puede ilustrar conceptuealmente así:
Si la retroalimientación negativa existe en el sistema climático real, el calentamiento global de origen humano será irrelevante.
Pero esto no es como el IPCC piensa que fuciona la naturaleza. Ellso creen que la nubosidad de la tierra disminuye con el calentamiento, lo que dejaría pasar más luz solar, y calentaría la tierra a una temperatura aun superior. (Lo mismo sería cierto si el contenido de vapor de agua de la atmósfera se incrementa con la temperatura, ya que el vapor de agua es nuestro principoal gas invernadero) A esto se le llama “retroalimentación positiva”, y cada uno de los 23 modelos climáticos exhiben una retroalimentación positiva de nubes y de vapor de agua. la siguiente ilustración muestra conceptualmente como funciona la retroalimentación positiva:
El caso es que se ha averiguado que la diferencia entre los modelos que predicen solo un calentamiento moderado contra los que predicen un calentamiento fuerte es debido a la fuerza de sus respectivas retroalimentaciones positivas.
Como la madre naturaleza engañó a los mejores científicos climáticos del mundo
Evidentemente, la cuestión de como responden las nubes a un calentamiento en el sistema climático REAL es de la mayor importancia, porque eso guía el desarrolo y la verificación de los modelos. Al final, los modelos deben estar basados en el comportamiento observado de la atmósfera.
¿Y así, qué es lo que se observa cuando la tierra se calienta? ¿Las nubes aumentan o disminuyen? Aunque los resultados varían según los años analizados, se ha encontrado frecuentemente que años más calientes tienen menos nubosidad, no más.
Y esto ha llevado al “consenso científico” de que la retroalimentación de la nubes en el sistema climático real es probablemente positiva, aunque en una cantidad incierta.. Y si la retroalimentación de las nubes acaba siendo fuerte, estamos ante un problema grave de calentamiento global antropogénico.
Pero en este punto hay que preguntarse una cuestión que nadie se pregunta. ¿Cuando el sistema climático tiene un año caliente, qué causó el calentamiento? Por definición una retroalimentación no puede ocurrir si no cambia la temperatura en primer lugar … pero, ¿y si el cambio de temperatura fue provocado por los nubes en primer lugar?
Esto es importante porque si una disminución de las nubes causó el calentamiento, y eso se ha interpretado equivocadamente como que el calentamiento provocó la disminución de las nubes, entonces se ha in¡ferido una retroalimentación positiva aunque la retroalimentación real sea negativa.
Por lo que yo sé, esta posible confusión entre causa y efecto - y el error en la retroalimentación resultante - no ha sido estudiado hasta que nosotros lo demostramos en una publicación –> “peer"review” en el Journal of Climate. Desgraciadamente, como la investigación sobre el clima cubre un campo de especialidades tan amplio, la mayor parte de los expertos climáticos probablemente no están al tanto de nuestro trabajo.
¿Como sorteamos este preoblema de causa contra efecto al observar las variaciones naturales del clima en nuestro intento de identificar la retroalimentación? Nuestra última investigación, ahora en revisión para su posible publicación en el Journal of Geophysical Research, muestra que uno puede separar, al menos parcialmente, los efectos de nubes-causando-cambio-de-temperatura (que “parece” una retroalimentación positiva) de la temperatura-causando-cambios-en las-nubes (retroalimentación real)
Hemos analizado 7,5 años de nuestros últimos y mejores datos NASA de satélites y ehmos descubierto que, cuando se tiene en cuenta el efecto de nubes-causando-cambio-de-temperatura, la retroalimentación por las nubes en e sistema climático real son fuertemente negativas. Esta retroalimentación era tan fuerte que más que cancelaba la retroalimentación positiva de vapor de agua que también encontramos. También es consistente con con la evidencia de retroalimentación negativa que encontramos en los trópicos y publicamos –> en 2007.
De hecho, la retroalimentación neta resultante es tan fuerte que si existe en escales de tiempo largas asociadas al calentamiento global, resultaría un calentamiento para finales de este siglo de solo 0,6ºC.
Variación natural de la nubosidad: ¿la pieza perdida del puzzle?
En este asunto crucial de la retroalimentación de las nubes - que incluso el IPCC ha admitido que es su mayor fuente de incertidumbre - está claro que se ha ignorado el efecto de la variación natural de la nubes. Diciéndolo de la forma más simple, se ha mezclado causa con efecto.(hasta los modelistas yendrán que aceptar que ocurre lo de las nubes-causando-cambio-de-temperatura porque hemos encontrado una clara evidencia en cada uno de los modelos del IPCC que hemos estudiado.)
Pero esto nos trae otro asunto importante. ¿Y si el calentamiento global ha sido causado por un pequeño cambio natural de largo plazo en la nubosidad? Nuestras observaciones de la nubosidad no llevan tanto tiempo como para documentar si un cambio así ha ocurrido o no. Cierta evidencia indirecta de que sí ha ocurrido puede verse aquí –>.
Aunque nunca lo dicen así, el IPCC simplemente ha asumido que la nubosidad media de la tierra no cambia, siglo a siglo. Esta es una asunción completamente arbitraria, y vista la variación caótica de que son capaces las corrientes de la atmósfera y los océanos, probabemente es un error. Poco más de un 1% de cambio en la nubosidad, a más o a menos, sostenido durante muchas décadas, puede causar eventos como el período Cálido Medieval, o la Pequeña Edad de Hielo.
Por lo que sé, el IPCC nunca ha discutido su asunción de que la nubosidad media se mantiene siempre igual. El asunto del cambio climático es tan compejo que la mayoría de los expertos probablemente no han pensado en ello. Pero nosotros, meteorólogos por práctica, tenemos la intuición de que cosas como esa ocuren ciertamente. En mi experiencia, la mayoría de los meteorólogos no creen que el hombre es el culpable principal del cambio climático. los meteorólogos perciben cuan comlicado es el comportamiento de las nubes, y tienden a pensar que el cambio climático es fundamentalmente natural.
Nuestra investigación ha partido de esta intuición, y ha demostrado con datos de satélite y con un modelo simple, en la lengua que los modelistas climáticos hablan, cuan potencialmente serio es este asunto para la teoría del calentamiento global. Esto se conoce hace tiempo [–>], pero una vez más, el cambio climático cubre un rango tan amplio de disciplinas que muy pocos de los expertos han reconocido la importancia de oscuras publicaciones como esta.
Aunque hay varios otros problemas potenciales con las predicciones de los modelos, la mezca entre causa y efecto al estudiar el comportamiento de las nubes, tiene por sí mismo el potencial de desinflar todas las predicciones de calentamiento global sustancial. Solo es cuestión de tiempo antes de que otros en la comunidad de investigación del clima se den cuenta también.