La ciencia climática no existe

Por: Steven E. Koonin

La idea de que la "ciencia del clima está bien establecida" ronda en las creencias de la gente y en las discusiones políticas actuales. Desgraciadamente esta idea es falsa y distorsiona todos los debates llevándolos hacia temas como la energía, gases de efecto invernadero y el medio ambiente. Pero además ha impedido los verdaderos debates científicos en torno al problema climático.

Mi formación como físico computacional, con una carrera de 40 años en investigación científica, además de asesoramiento y gestión en el ámbito académico, el gobierno y el sector privado, me ha dado una amplia perspectiva sobre la ciencia del clima. Las discusiones técnicas llevadas a cabo el año pasado con los principales científicos del clima me han dado una mejor idea de lo que sabemos y lo que no sabemos acerca del clima. He llegado a apreciar el enorme reto científico que significa responder a las preguntas que nos formulan los políticos y el público en general.

La pregunta crucial que los políticos hacen a la ciencia no es si el clima está cambiando. Esto es un hecho: el clima siempre ha cambiado y siempre seguirá cambiando. Los registros geológicos e históricos muestran la ocurrencia de grandes cambios climáticos, a veces durante sólo unas pocas décadas. Sabemos, por ejemplo, que durante el siglo XX la temperatura media de la superficie de la Tierra subió un 1,4 grados Fahrenheit.

Tampoco es una cuestión crucial si los humanos estamos influyendo en el clima.  Esto no es una broma: hay pocas dudas en la comunidad científica de que las cantidades continuamente crecientes de gases de efecto invernadero en la atmósfera, debido en gran medida a las emisiones de dióxido de carbono provenientes del uso convencional de combustibles fósiles, están influyendo en el clima. También hay pocas dudas de que el dióxido de carbono permanecerá en la atmósfera durante varios siglos. El impacto actual de la actividad humana parece ser comparable a la variabilidad natural del propio sistema climático en sí.

En realida, la cuestión científica fundamental, sin resolver para la política es, "¿Cómo será el cambio climático durante el próximo siglo bajo las dos influencias: natural y humana?". Las respuestas a esta pregunta a nivel mundial y regional, así como a las preguntas igualmente complejas de cómo se verán afectados los ecosistemas y las actividades humanas, deben sustentar nuestras decisiones acerca de la energía y la infraestructura.

Pero -aquí está el truco- esas preguntas son las más difíciles de responder. Desafían, de manera fundamental, lo que la ciencia puede decirnos acerca del clima a futuro. A pesar de que la influencia humana podría tener graves consecuencias para el clima (en una área restringida), aun es físicamente muy pequeña en relación con el sistema climático mundial en su conjunto. Por ejemplo, el dióxido de carbono que el hombre añadirá a la atmósfera hasta mediados del siglo XXI, se calcula que impactará en el efecto invernadero natural de la atmósfera en una magnitud de solo el 1% a 2%. Dado que el sistema climático es muy variable en sí mismo, esta mínima adición establece una barrera muy alta para proyectar con confianza las consecuencias de la influencia humana.

Un segundo desafío para el "conocimiento" del clima futuro es la pobre comprensión actual de los océanos. Los océanos, cambian a lo largo de décadas y siglos y contienen la mayor parte del calor del clima, influyendo fuertemente en la atmósfera. Por desgracia, las observaciones precisas e integrales de los océanos solo están disponibles desde las últimas décadas; el registro fiable sigue siendo demasiado corto para entender adecuadamente cómo los océanos van a cambiar y cómo eso afectará el clima.

Un tercer reto fundamental al conocimiento surge de datos que pueden amplificar dramáticamente o silenciar definitivamente la respuesta del clima a las influencias humanas y naturales. Algunos de estos datos importantes, que se cree que incluso duplican el efecto directo del dióxido de carbono sobre el calentamiento global, involucran al vapor de agua, las nubes y la temperatura.

Pero las evaluaciones de estos datos son inciertas. Dependen del detalle de procesos tales como la evaporación y el flujo de radiación a través de las nubes. Esto no se puede determinar con confianza a partir de las leyes básicas de la física y la química, por lo que deben ser verificadas por observaciones directas, precisas y detalladas que, en muchos casos, aun no están disponibles.

Más allá de estos desafíos observacionales están todavía los planteados por los complejos modelos informáticos utilizados para proyectar el clima futuro. Estos programas masivos intentan describir la dinámica e interacciones de los diversos componentes del sistema planetario -atmósfera, océanos, hielo y la biósfera de los seres vivos. Mientras que algunos componentes de los modelos se basan en leyes físicas bien probadas, otras involucran una estimación técnica informada. El modelado de sistemas complejos por computadora es más un arte que una ciencia.

Por ejemplo, los modelos climáticos globales describen la Tierra en una cuadrícula que se encuentra limitada por la capacidad de la computadora en una resolución no más fina de 60 millas. (La distancia entre la ciudad de Nueva York y Washington, DC, está por tanto cubierta por sólo cuatro celdas de la cuadrícula.) Pero ciertos procesos como la formación de nubes, turbulencia y lluvia suceden en escalas mucho más pequeñas. Estos procesos críticos aparecen en el modelo a través de supuestos ajustables que se especifican, por ejemplo, cómo el promedio de nubosidad depende de la temperatura y la humedad promedio que hay en un cuadrante del cuadriculado. En cualquier modelo, docenas de estos supuestos deben ser ajustados ("sintonizados", en la jerga de los modeladores) para representar tanto las observaciones actuales como los registros históricos desconocidos.

A menudo escuchamos que hay un "consenso científico" sobre el cambio climático. Pero así como van los modelos informáticos, no habrá demasiado consenso útil a un nivel de detalle relevante para evaluar la influencia humana. Desde 1990, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático o IPCC, ha evaluado periódicamente el estado de la ciencia del clima. Cada sucesivo reporte a partir de tal esfuerzo, con la contribución de miles de científicos de todo el mundo, ha llegado a ser visto como la valoración definitiva de la ciencia del clima en el momento de su edición. Para el último informe del IPCC (septiembre de 2013), el Grupo de Trabajo I, que se centra en la ciencia física, utiliza un conjunto de unos 55 modelos diferentes. Aunque la mayoría de estos modelos están sintonizados para reproducir las características generales del clima de la Tierra, las marcadas diferencias en sus detalles y proyecciones reflejan todas las limitaciones que he descrito. Por ejemplo:

• Los modelos difieren en sus descripciones de la temperatura media de la superficie del siglo pasado por más de tres veces todo el calentamiento registrado durante ese tiempo.Tales desajustes también están presentes en muchos otros factores climáticos básicos, incluyendo la lluvia, que es fundamental para el balance energético de la atmósfera. Como resultado, los modelos dan muy diversas descripciones del funcionamiento interno del clima. Ya que todos ellos discrepan de forma tan marcada, no puede estar en lo cierto más que uno de ellos.

• Aunque la temperatura media de la superficie de la Tierra aumentó bruscamente en 0,9 grados Fahrenheit durante el último cuarto del siglo XX, también ha aumentado mucho más lentamente durante los últimos 16 años, a pesar de que la contribución humana al dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado en un 25%. Este hecho sorprendente demuestra claramente que las influencias naturales y la variabilidad del clima son lo suficientemente poderosas para contrarrestar la influencia ejercida por la actividad humana en el calentamiento global. Incluso los famosos modelos fallan en capturar esta desaceleración del aumento de la temperatura. Se han ofrecido varias docenas de explicaciones diferentes sobre este fracaso, teniendo la variabilidad oceánica como la más probable en jugar un papel importante. Pero todo el episodio sigue poniendo de relieve los límites de nuestro modelo.

• Los modelos describen aproximadamente la media en la reducción del hielo ártico observado durante las últimas dos décadas, pero fallan para describir el crecimiento comparable de hielo antártico, que ahora está en un máximo histórico.

• Los modelos predicen que la baja atmósfera en los trópicos absorberá gran parte del calor del calentamiento de la atmósfera. Pero ese "punto caliente" no se ha observado directamente, poniendo en duda nuestra comprensión de la crucial retroalimentación del vapor de agua sobre la temperatura.

• A pesar de que la influencia humana sobre el clima era mucho más pequeña en el pasado, los modelos no tienen en cuenta el hecho de que hace 70 años la tasa de aumento global del nivel del mar era tan grande como lo que observamos hoy en día -cerca de un pie por siglo.

• Un punto crucial de nuestro conocimiento sobre la retroalimentación es la sensibilidad climática -o sea, el calentamiento inducido por una duplicación de la concentración hipotética de dióxido de carbono. La mejor estimación actual de la sensibilidad (entre 2,7 y 8,1 grados Fahrenheit grados Fahrenheit) no es diferente, y no más seguro, de lo que era hace 30 años. Y esto es a pesar de un esfuerzo de investigación heroico que costó miles de millones de dólares.

Estas y otras muchas preguntas están abiertas en los hechos descritos en los reportes de investigación del IPCC, aunque una lectura detallada y bien informado es a veces necesaria para discernirlos.