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 precipitaciones en los próximos años o decenios, de si los valores que se alcancen van a ser superiores o inferiores y de si el número de tormentas severas va a ser mayor o menor, podría pensarse que el tema de la predicción a largo plazo está ya resuelto científicamente y por tanto en fase “operativa”; lamentablemente no es así, e incluso se está cuestionando que pueda llegar a alcanzarse su operatividad algún día.

Conviene tener claro para empezar que los conceptos de meteorología y climatología son cosas diferentes, a pesar de que desgraciadamente son manejados indistintamente con bastante frecuencia, sobre todo en estas plataformas de rápida y amplia difusión que son los medios de comunicación.

Pero nos falta establecer los períodos temporales a que nos referimos para que quede claro. La meteorología trata de los fenómenos que tienen lugar en la atmósfera, pero en el entorno temporal del momento en que ocurrieron en el pasado o están ocurriendo en el presente, es decir el día a día del estado de la atmósfera (un día determinado en el pasado, o bien ahora mismo, hoy, ayer, mañana, y como mucho hasta poco más de una semana antes o después),  mientras que el clima, concepto por otra parte muy difícil de definir, tiene relación con la historia de esos fenómenos a lo largo de períodos de tiempo mucho más largos, e incluso a todo el período de existencia del planeta y con la proyección hacia el futuro, pero a decenios o siglos vista.

De acuerdo con lo anterior, una predicción meteorológica es la que nos informa de lo que está previsto que ocurra en la atmósfera en los días próximos, hasta cinco días con una razonable probabilidad de acierto o hasta diez cuando la situación es suficientemente estable, y aun así con bastantes dudas. Más allá de eso, es decir si alguien se atreve a predecir los fenómenos atmosféricos en un día futuro concreto a varios meses vista, entonces no estamos hablando de predicción meteorológica, sino simplemente de ciencia-ficción. Si me pregunta usted el 18 de mayo cómo va a ser, meteorológicamente hablando, el 23 de septiembre, aunque ese día tenga usted la boda de su hija; yo me pongo en su lugar, comprendo y comparto sus inquietudes y zozobras, pero es sencillamente imposible una predicción medianamente seria a ese plazo temporal, para un punto concreto a una cierta hora de un día determinado. Sería posible una estimación en términos estadísticos, de posibles valores medios, pero créanme ustedes eso no funciona para un día concreto.

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.

Cuando este servidor de ustedes asistía como alumno, hace ya una barbaridad de años, 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 el futuro previsible.

Las cosas han cambiado poco desde entonces, de forma que hoy los astrónomos son capaces de predecir con precisión la posición de cualquier cuerpo celeste en cualquier momento y en cualquier instante, actual o futuro, en este siglo o en siglos venideros, mientras que 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. En astronomía las condiciones iniciales, es decir la posición y estado de todos los planetas en un momento determinado, pueden establecerse, en general, con una enorme exactitud y precisión, en meteorología las condiciones iniciales, es decir el estado de toda la atmósfera en un instante dado, es prácticamente imposible de establecer.

Una forma muy realista, aunque pueda parecer exagerada, de plantearnos el problema de la predicción, podría ser la siguiente:

Imaginemos una esfera en rotación, de 12.800 kilómetros de diámetro,  con una superficie enormemente heterogénea que además está “abollada” (llena de bultos) y rodeada por una capa de 40 kilómetros de espesor, mezcla de diferentes gases, cuyas concentraciones varían espacial y temporalmente, y que es calentada, junto con los gases que la rodean, por un reactor nuclear de fusión situado a 150 millones de kilómetros de distancia.

Imaginemos también que esta esfera está moviéndose a torno al reactor nuclear y que algunos lugares se calientan más durante una parte del giro y otros durante otra parte del giro. E imaginemos que esta mezcla de gases recibecontinuamente influencias de la superficie que está debajo de ella, que normalmente está en calma pero a veces expulsa violentas y muy localizadas emisiones (volcanes).

Finalmente imaginemos que después de observar la mezcla gaseosa, se espera predecir su estado en un lugar concreto de la esfera uno o varios días más tarde. Pues bien, ésta es, esencialmente, la misión encomendada cada día a un predictor meteorológico. (Bulletin of the American Meteorological Society, 1982).

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

Las cuestiones que uno se plantea entonces son: ¿Es que los modelos, es decir las ecuaciones, que estamos utilizando son inadecuadas?, o bien ¿Es que existe alguna razón más profunda que impide extender las predicciones más allá de un cierto número de días?

A la primera de las preguntas puede responderse señalando que si bien la atmósfera es un sistema enormemente complejo, con fenómenos que tienen lugar simultáneamente a múltiples escalas de espacio y tiempo, sin embargo el conocimiento cada vez mayor de estos fenómenos, de su parametrización y de su inclusión en los modelos tratados con ordenadores más y más potentes, han dado como resultado una mayor aproximación de las predicciones, pero no una extensión a muchos más días vista.

Es entonces cuando nos enfrentamos con la segunda de las cuestiones ¿Es que existe un límite en el tiempo, más allá del cual no podemos llegar con la predicción? 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.

En efecto, un pequeño error en las condiciones iniciales de la atmósfera cuya evolución se quiere analizar, da como resultado un gran error a lo largo del funcionamiento del modelo. Muchos sistemas deterministas, representados por ecuaciones matemáticas aparentemente simples, pueden comportarse de forma tan irregular 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 de entender la no predictibilidad del tiempo meteorológico y de buscar respuesta a la pregunta ¿Por qué es mucho más difícil predecir el movimiento de la atmósfera que el de los cuerpos estelares que pueblan el Universo?

En la práctica, la simple idea de conocer la posición y velocidad de “todas” las partículas de la atmósfera terrestre resulta evidentemente utópica, dado que se sabe que existen límites en la exactitud de las medidas de posición y velocidad de cada una de las partículas (Principio de indeterminación), lo que unido a la teoría de Poincaré que establece que pequeñas diferencias en las condiciones iniciales pueden generar diferencias muy grandes en los fenómenos finales, nos hace llegar a la conclusión de que más allá de unos días la predicción se hace imposible y el fenómeno se convierte en puramente casual.

Según lo anterior parecería que estamos condenados definitivamente a una limitación temporal de las predicciones meteorológicas, y probablemente es así para el tipo de “predicción cuantitativa” tal como la manejamos a corto plazo, no obstante hay que dejar abierta una puerta a la esperanza, puesto que tal vez no sea así para una “predicción cualitativa”, es decir del tipo de las que se manejan para predicciones estacionales, para las que resulta suficiente establecer si los valores esperados de una variable se encontrarán por encima o por debajo de un umbral dado (habitualmente el valor medio de la variable de que se trate).

Adolfo Marroquín Santoña