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Sobre el clima y sus cambios se habla mucho y se hace poco
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Adolfo Marroquín Santoña | 04-04-2017 | 16:16

Hace ya unos cuantos decenios, muchos más de los que me gustaría recordar, cuando este servidor de ustedes asistía, como joven y aplicado alumno, a las clases de Astrofísica y de Física del Aire que por aquel entonces impartían en la Universidad Complutense de Madrid los ilustres Profesores D. Enrique Gullón de Senespleda y D. Francisco Morán Samaniego, respectivamente, se me planteaba frecuentemente la duda de por qué perteneciendo ambas disciplinas al ámbito de las llamadas Ciencias Exactas, y siendo ambas tratadas con el mismo rigor y exactitud en los cálculos, los resultados eran, sin embargo, tan divergentes en cuanto a su capacidad de proyección hacia un futuro previsible.

Las cosas han cambiado poco desde entonces, de forma que hoy somos capaces de predecir con absoluta precisión la posición de cualquier cuerpo celeste en cualquier momento y en cualquier instante, actual o futuro, en este siglo o en siglos venideros, y sin embargo no somos capaces de predecir el valor que alcanzará una variable meteorológica cualquiera en un lugar determinado dentro de apenas unos días.

Las causas de esta aparente contradicción hay que buscarlas en la periodicidad de los fenómenos astronómicos, frente a la aperiodicidad de los meteorológicos. Pero además, mientras que en astronomía las condiciones iniciales, como la posición y demás características de estrellas, planetas, cometas, etc., pueden establecerse, en general, con una razonable exactitud y precisión, en meteorología las condiciones  iniciales, es decir el estado de la atmósfera en un instante dado, es prácticamente imposible de establecer para todo el planeta, de forma que hemos de aceptar como válidas unas condiciones aproximadas a partir de algunas observaciones, la mayor parte meramente superficiales, y de una serie de hipótesis de partida para asignar los valores que las variables meteorológicas toman en los infinitos puntos no coincidentes con los de la red de observación.

Únicamente la utilización de ordenadores cada vez con mayor capacidad y rapidez ha permitido desarrollar predicciones meteorológicas razonablemente fiables a un plazo de varios días. Sin embargo, la experiencia demuestra que el acierto de las predicciones suministradas por los modelos físico-matemáticos decrece a medida que el plazo es mayor, de forma que más allá de los cinco días, o hasta diez en el mejor de los casos, las predicciones resultan prácticamente aleatorias.

La cuestión que podemos plantearnos es ¿Existe alguna razón que impide extender las predicciones más allá de un cierto número de días? La respuesta hay que buscarla tal vez en la complejidad de la dinámica no-lineal subyacente en los fenómenos atmosféricos, y entonces las ciencias físicas y matemáticas sugieren el enfoque del caos determinista, cuyo rasgo más característico es su sensibilidad a las condiciones iniciales.

Se sabe que muchos sistemas deterministas representados por ecuaciones matemáticas aparentemente simples, pueden sin embargo comportarse de forma tan irregular y compleja que resulte imposible prever con precisión su evolución futura. El estudio de esta dinámica caótica fue desarrollado en principio por los matemáticos, pero en los últimos años ha invadido múltiples campos de la física. De hecho, el pionero fue el meteorólogo Edward N. Lorenz, quien al aplicar en 1963 este tipo de modelo a un problema físico encontró el comportamiento caótico del sistema, lo que posteriormente dio lugar a la actualmente denominada por algunos “Ciencia del Caos”.

Lorenz trataba precisamente de buscar respuesta a la pregunta ¿Por qué es mucho más difícil predecir el movimiento de la atmósfera que el de los cuerpos estelares del Universo? Ambos sistemas están gobernados por las leyes de Newton, de acuerdo con las cuales, si puede fijarse la posición y velocidad de un cuerpo en un instante dado, ambas quedan determinadas para siempre, de forma que, en teoría al menos, podríamos prever la posición y velocidad de ese cuerpo en cualquier momento del futuro.

Pero, puesto que tanto en las revistas científicas como en la prensa diaria aparecen con cierta frecuencia previsiones (reconozco que yo mismo he aportado algunas) de lo que va a ocurrir con las temperaturas o las lluvias en los próximos años o decenios, podría pensarse que el tema de la predicción a medio o largo plazo está ya resuelto científicamente y por tanto en fase “operativa”. Lamentablemente no es así, e incluso se está cuestionando que pueda alcanzarse algún día.

El clima (concepto por otra parte difícil de definir) tiene relación con la historia de los fenómenos meteorológicos a lo largo de todo el período de existencia del planeta y con la proyección de los mismos hacia el futuro, pero a decenios o siglos vista.

Con los conocimientos actuales, nuestra capacidad de predicción presenta una laguna temporal entre los cinco o diez días máximo que alcanza la predicción meteorológica y los varios años o decenios a que podemos establecer la predicción climática, de forma que, entre esos dos intervalos temporales, reina la incertidumbre, cuando no el caos. Ahora bien, en la física actual lo caótico, es decir lo relativo al caos, no está necesariamente unido al concepto clásico de confusión y desorden, sino más bien al de evolución imprevisible.

Para poder entender mejor lo que es y lo que puede conllevar el cambio climático, conviene concretar el significado de ese término, para lo cual lo recomendable es acudir a fuentes generalmente bien informadas sobre el particular, como es el IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático), que en una reciente publicación explica que el Cambio Climático es la variación del estado del clima, identificable en las variaciones del valor medio o en la variabilidad de sus propiedades, que persiste como mínimo durante decenios o períodos más largos.

El cambio climático puede deberse a procesos internos naturales o a forzamientos externos tales como modulaciones de los ciclos solares, erupciones volcánicas o cambios antrópicos (debidos al hombre) en la composición de la atmósfera o en el uso del suelo.

Por su parte, la CMNUCC (Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático), en su artículo 1, define el cambio climático como “cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera global y que se suma a la variabilidad natural del clima”. La CMNUCC diferencia, pues, entre el cambio climático atribuible a las actividades humanas que alteran la composición atmosférica y la variabilidad climática atribuible a causas naturales.

La imagen anterior presenta los cambios de temperatura registrados en el planeta, a lo largo del siglo XX y comienzos del XXI, pero para anticipar lo que puede ocurrir a lo largo de lo que queda del presente siglo, hay que trabajar con hipótesis sobre lo que vaya a hacer la humanidad con sus agresiones al medio ambiente y, en particular, con las emisiones de los GEI (Gases de Efecto Invernadero) altamente contaminantes.

Si, para simplificar la idea, nos fijamos nada más que en dos de los muchos escenarios posibles y los denominamos, de acuerdo con la nomenclatura del IPCC, RCP2,6 para un escenario con bajas emisiones de GEI y otro escenario RCP8,5 en el que las emisiones serían altas, las subidas de temperatura en el planeta a lo largo de los dos últimos decenios del actual siglo serían, respectivamente, las que aparecen en la siguiente figura.

Como se puede ver, en el caso de bajas emisiones, el aumento de la temperatura quedaría por debajo de los 2 ºC en todo el planeta, excepto en las zonas de elevada latitud norte, en el entorno del Ártico. Éste sería el escenario deseable y al que aspiran los acuerdos firmados en las últimas Cumbres Mundiales del Clima Internacionales, incluyendo el reciente Acuerdo de París, en el que están puestas muchas de las esperanzas para no traspasar el punto de no retorno que nos llevaría a un caos climático.

Ese caos climático, con efectos imprevisibles, pero desde luego no deseables, sería el correspondiente a unas emisiones más altas, con las que la temperatura global alcanzaría subidas por encima de los 6, 7, o más grados centígrados, en la mayor parte del planeta.

Tal como está el nivel de los Gases de Efecto Invernadero en la atmósfera, al ritmo actual de emisiones, que es del orden de 10.000 millones de toneladas anuales, sólo podemos emitir, como máximo, 300.000 millones de toneladas de carbono más, para que el calentamiento no sobrepase los 2 ºC. Es decir que, al ritmo actual de emisiones alcanzaremos el límite en apenas treinta años. De forma que, para permanecer por debajo de los 2 ºC debemos dejar que el 30% de las reservas de petróleo, el 50% del gas natural y un 80% del carbón se queden en el subsuelo.

Según el climatólogo James E. Hansen, sería posible extraer alrededor de cien mil millones de toneladas de carbono del aire mediante la reforestación masiva (limitando el uso de tierras en una medida suficiente para que los bosques puedan crecer de nuevo hasta cubrir una extensión como la que tenían antes de la deforestación humana). Esto, junto con la reducción de las emisiones de carbono, lo que es difícil pero no imposible, podría satisfacer el objetivo de la estabilización en los deseados 2 ºC.

Aun con innovación y economías de escala, en algún momento quizá tengamos que aplicar técnicas de “captura directa del aire” para extraer dióxido de carbono de la atmósfera, lo que sería caro, pero asumible, puesto que el coste descendería notablemente cuando se fabricaran en masa.

El coste de actuar, para conseguir que el cambio climático no se nos vaya de las manos, es solo la mitad del de no hacerlo, luego ¿podemos permitirnos estabilizar el calentamiento planetario por debajo de los dos grados? La respuesta más razonable a esta pregunta debería ser “Lo que no podemos permitirnos es no hacerlo”, pero ¿cuál será la realidad? La respuesta a esta pregunta es… ¡Dependerá de nosotros!

Adolfo Marroquín Santoña

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Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.