Climas y causas

Atención, es apto para cualquiera al que le guste pensar, aunque no le interese la discusión del clima.

Christofides y Koutsoyiannis

La entrada está robada del blog del dr. Roger Pielke [-->], que tiene la virtud de saber apreciar y aplaudir enfoques que no coinciden mucho con el suyo, si le parece que están bien pensados y plantean matices inteligentes. Es el caso de este.

Señalo la no coincidencia de Pielke. El está empeñado en que respecto al cambio climático que vemos sólo caben tres hipótesis:

Que lo que vemos es natural, y el hombre apenas influye
Aunque las causas naturales son importantes, el efecto del hombre también, y envuelve un rango diverso de factores de primer orden, que incluye el CO2, pero no solo, o no principalmente.
Como 2, pero el factor principal es el CO2.

Pielke propuso este esquema como resumen de la discusión sobre el clima, y de las posturas que hay al respecto. Y pidió a sus compañeros que le manifestaran si estaban de acuerdo, en esta entrada de su blog -->. (Él mismo está por la 2).

Y Christofides le manda como respuesta esta breve e intrigante presentación [–>], que yo resumo aun más. La conclusión es:

... debemos ser cuidadosos cuando hablamos de causas, y las tendencias y los giros en el clima no implican necesariamente no estacionaridad [-->], o un cambio en los forzamientos: puede simplemente ocurrir.

Que no se asusten los que odian la estadística; es fácil. Señalan que estamos acostumbrados a que siempre que vemos un efecto (por ej. un cambio en el clima) pensamos en una causa, de forma que se puedan hacer afirmaciones del tipo de "el 90% del cambio climático se debe a X", o debatimos sobre si la causa principal es la actividad humana, el sol, o cualquier otra cosa.

Ponen el ejemplo de la disminución del hielo en el Ártico, y su gráfico clásico:

El mínimo de cada año muestra una tendencia descendente, señalada por la línea roja. La creencia universal es que debe haber una causa para ello. Y lo que han hecho es desarrollar un modelo de juguete para mostrar que en un sistema caótico altamente no lineal (como el clima, según ellos), puedes tener una grafica así, sin ninguna causa.

¿Sorprendente, no? Pues para mostrarlo han creado un modelo extremadamente simple (y el clima no tiene nada de simple), que se puede representar con este esquema:

Funciona así: Es un trozo de terreno aislado del mundo en el que todos los años cae la misma cantidad de lluvia. La lluvia se filtra en el suelo, y crea la capa freática, hasta cierto nivel. Hay cierta cantidad de vegetación que absorve agua, y la evapora. Cuando hay mucha agua en la tierra, la vegetación crece, y evapora más. Cuando hay menos agua, pasa lo contrario.

El unico forzamiento, que es constante, es el agua que llueve. Pero hacen funcionar el modelo durante cien años, dos veces, y empezando con condiciones iniciales ajustadas al milímetro, y ocurren cosas distintas cada vez. En la primera, el nivel de agua va disminuyendo durante 65 años, y ahí cambia la tendencia. En la segunda, en nivel de agua se mantiene mucho más constante, y en ningún momento hay una tendencia significativa en la altura de la capa freática. Se ve en este gráfico:

Así que tienes, la primera vez, un clima que cambia - sin ninguna causa. Y la segunda vez un clima que no cambia, por la misma no causa. Cabe imaginar que si puedes hacer algo así con sólo matemáticas, y bien simples, ¿qué no será capaz de hacer la naturaleza con un sistema muy complejo?

Esto es, en resumen, lo que cuentan Christofides y Koutsoyiannis en esta presentación que dieron ante la Asamblea General de la Unón Europea de Geociencias, en Viena, el 5 de abril de 2011.--

Original (en inglés):

Causalidad en el clima y en hidrología.

From the wilderness 2011-04-09 20:55:17
. A veces los fenómenos observados nos parece que son aleatorios, pero podría ser que las causas no son las que presuponemos. E incluso que desconozcamos causas potenciales que se activan a lo largo del proceso, dependiendo de mil factores. Y resulta que el proceso evolucionará de forma distinta cada vez simplemente porque a lo largo de su evolución hay distintos elementos que toman una magnitud importante, condicionando su evolución. Eso de los forzamientos, igual me equivoco, podría ser como las resonancias. En sistemas dinámicos, es decir aquellos en los que hay movimiento, ocurren cosas curiosas, como que un elemento se comporte de forma diferente y amplificada en ciertas circunstancias y no en otras. La resonancia mecánica es una de ellas. A toda acción corresponde una reacción, que si se produce algo retardada, lleva al sistema completo a oscilar. Normalmente no hay correspondencia entre la cadencia de la acción y la de la reacción y se amortiguan entre sí. Casi no se nota nada. Pero si la respuesta o reacción se superpone a la acción, ocurre una amplificación, que se llama resonancia. Ocurre que con muy poca acción la respuesta es muy superior a la esperada. Está el clásico ejemplo de los puentes y lo que te dicen en la mili de no cruzar un puente en formación. Si la cadencia de las pisadas uniformes de los soldados coincide con la respuesta oscilatoria del puente, puede ocurrir una resonancia y comenzar a temblar. Hace años asistí a unas pruebas sísmicas de unos equipos electrónicos para su certificación. En una plataforma de ensayos sísmicos cerca de Tolosa. Es impresionante ver cómo se desmonta y destroza un armario metálico pesado al coincidir la frecuencia de las vibraciones de la plataforma con la frecuencia propia de uno de sus elementos. Concretamente un pesado transformador en su base. Los perfiles en U de la estructura eran de 100mm y uno de los largueros apareció segado. Como opino que todo en la naturaleza es básicamente oscilatorio (desde la rotación de la Tierra hasta las olas de Al), no es descartable que, a lo largo de un proceso climático de décadas, aparezcan activaciones de resonancias parciales, que finalmente hacen derivar la ruta. Bueno, igual estoy desbarrando.
- plazaeme 2011-04-09 21:00:04
  Ningún desbarre; al contrario. Es lo mismo que están diciendo C y K. Si no conoces la dinámica interna de un sistema, no puedes saber si lo que observas se debe al propio sistema, o a un factor externo nuevo. Ni en qué medida a ambos.
- eclectikus 2011-04-09 22:14:06
  Interesantes los razonamientos de From the wilderness, la verdad es que todos esos fenómenos de que hablas son bien conocidos en Mecánica Clásica, y aún más desde que fue reformulada por Lagrange y Hamilton, y se llegarón a las expresiones analíticas de las resonancias, los modos normales de vibración, los armónicos... Pero lo que ha mi me ha hecho siempre desconfiar de la ciencia del clima, es la enorme cantidad de variables estocásticas que deberian manejar, para que sus flamantes modelos pudieran servir a parte de para engañar para convencer, y en resumidas cuentas para hacer predicciones contrastables. Tenemos unos fenómenos relativamente sencillos y cíclicos (en comparación con el todo del clima), El Niño y la Niña, y no existe ningún modelo que yo sepa que sea capaz de predecirlos. Y a parte de las variables físicas y naturales hay otras variables digamos humanas (sociales, económicas, energéticas, demográficas, políticas...) que sin lugar a dudas juegan un papel, también estocástico, en el ya de por sí intrincado puzle de la naturaleza. Y con estas premisas en mente, resulta que yo he sido escéptico con este tema desde el principio. Cosa que no me pasó con el agujero de ozono, que era mucho más sencillo de medir y por tanto de diagnósticar. Además un profesor mío era un especialista en ese tema y colaboró activamente en la instrumentación para medir de una manera sencilla el espesor de la capa desde tierra. En fin, quería expresar mi opinión, porque me parece que a menudo nos dedicamos a buscar pegas al sonido del violin o del piano, cuando en realidad todos los instrumentos pueden estar desajustados. O austados para semi-sordos.
tmpd 2011-04-09 22:57:27
Tienes razón que es apto para cualquiera que le guste pensar, aunque no sepamos gran cosa sobre la materia. Creo que esa tendencia simplista de causa- efecto es algo que se da en "ciencias" muy distintas. Cuando no se tiene en cuenta que los factores que intervienen en el efecto pueden ser muchísimos y algunos desconocidos. El ejemplo que da "From the wilderness" y la contestación de plaza aclaran aún más.
viejecita 2011-04-10 08:36:48
Ayer, en un pequeño descanso con niños dormidos, entré al hilo y al artículo del enlace. Vi la definición de Hume de causalidad--Que A ocurra antes que B, --- Que A y B estén cercanos en tiempo y espacio.---Que después de A , siempre ocurra B. Y luego vi la de Suppes --- Que A ocurra antes que B--- Que P(B/A)> P(B)---- Que no exista un factor anterior C que haga que P(B/AC) = P(B/C). Y con todo ello, el experimento "sencillo" (¡Ja!) de C . y K. de la portada del hilo, y estas definiciones, he llegado a la siguiente conclusión: a- O bien el universo es un caos, que tiene algunas reglas de andar por casa, pero que se las salta cuando le da la gana. Y le da la gana a menudo. b- O bien el universo está ordenado, y tiene reglas que se cumplen. pero en las que influyen factores que todavía desconocemos. Y desde luego, en relación con el "Cambio Climático , el CO2", y esas cosas ni se ve ese siempre, de Hume, ni guardan la proporción constante entre A y B, ni se fijan en si hay otros elementos C que puedan influir. Con lo cual, para mí, lo más práctico es ir a las cosas en que se ve claramente la causa, como lo de tirar las basuras al mar, y las enormes corrientes de detritus de plástico en los océanos, como el construir en las playas, y la erosión de dichas playas, como el tirar productos contaminantes directamente a la alcantarilla, y la contaminación de los acuíferos, como la tala de árboles grandes y... No sigo, pero hay cosas que arreglar a punta de pala. Y cuando los científicos descubran esos factores C que ahora desconocemos, y que pueden ser los determinantes en caso de tormentas, de terremotos, de volcanes en erupción, de supuesto aumento global de la temperatura, será el momento de intentar poner los remedios que hagan falta al "calentamiento", caso de existir de verdad ese calentamiento, de ser perjudicial para el Hombre, y de haber encontrado una manera realista para luchar contra todo ello. Mientras tanto, yo al menos, me niego a seguir dejándome echar la culpa de cosas que ni ellos están seguros de que sean malas.

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