Ya hemos visto que el efecto invernadero se está intensificando y que la causa son las emisiones humanas de gases de efecto invernadero. Con eso ya sabemos que existe un calentmiento antropogénico (es lo que se llama “atribución informal” del calentamiento global), pero el siguiente paso natural sería hilar más fino e intentar concretar cuánto calienta esa intensificación del efecto invernadero y cuánto nos vamos a calentar en el futuro si continuamos emitiendo. La referencia que se toma es cuánto aumenta la temperatura global media si se duplica el CO2 atmosférico. O, lo que es lo mismo: cuánto aumenta la temperatura global media con una perturbación de +3,7 W/m2 en la alta atmósfera (en realidad nos da igual si esa perturbación procede del CO2 o de cualquier otra fuente, el efecto climático es el mismo). La respuesta a esta pregunta es lo que se llama “sensibilidad climática”.
Ya hemos visto antes que la perturbación directa de 3,7 W/m2 (p.ej. duplicando el CO2 atmosférico) produce un calentamiento inmediatio de 1 ºC. Si el sistema climático fuese tan simple, hallar la sensibilidad climática sería tremendamente sencillo. El problema sin embargo es que cualquier variación de temperatura produce cambios que a su vez afectan a la temperatura. Estos cambios derivados de una variación de temperatura que a su vez vuelven a afectar a la temperatura se denominan indistintamente “retroefectos”, “realimentaciones”, “retroalimentaciones” o “feedbacks”. Por ejemplo, cuando aumenta la temperatura, aumenta la evaporación y la capacidad del aire de contener vapor de agua, con lo que aumenta la humedad específica global. Puesto que el vapor de agua es el gas de efecto invernadero más potente, este aumento del vapor de agua en la atmósfera a su vez produce un aumento adicional de temperatura. Otro ejemplo sería que el calentamiento reduce la extensión de la banquisa de hielo Ártica y de la cubierta de nieve. Eso hace que se reduzca la cantidad de energía solar que es devuelta al espacio exterior (albedo); o sea, que más energía solar estaría penetrando en los océanos y en la tierra. A su vez, los feedbacks tienen un pequeño factor de ganancia (puesto que producen un calentamiento adicional, este calentamiento adicional produce también los mismos feedbacks (mayor aumento del vapor de agua, más reducción del hielo y la nieve…)).
Los feedbacks pueden ser positivos o negativos. Son positivos los que van en la misma dirección que el impulso inicial. Por ejemplo, si hay un calentamiento inicial, los feedbacks positivos producen un mayor calentamiento, pero si lo que hay inicialmente es un enfriamiento, los feedbacks positivos producen un mayor enfriamiento. Así por ejemplo, cuando hay una erupción volcánica significativa, los aerosoles expulsados llegan a la estratosfera y producen un efecto de ensombrecimiento (aumento del albedo) que disminuye la radiación solar entrante puesto que aumenta la cantidad de energía reflejada de vuelta al espacio. Esta disminución de temperatura hace que la capacidad del aire de contener vapor de agua disminuya, reduciéndose la humedad específica, lo cual disminuría el efecto invernadero producido por el vapor de agua. Los feedbacks negativos son los que van en dirección contraria al impulso inicial. Es decir, ante un calentamiento enfrían y ante un enfriamiento calientan. Sumando los feedbacks postivos y restándole la suma de feedbacks negativos obtendríamos el feedback neto. Así pues, la sensibilidad climática sería el resultado de sumar el calentamiento producido inmediatamente por el forzamiento inicial más el subsiguiente feedback neto del sistema climático.
Hay dos maneras básicas de estimar la sensibilidad climática: a) estimando la contribución de cada uno de los feedbacks (modelos) o b) sin necesidad de individualizar cada feedback, mirando al pasado para ver cuánto varió la temperatura en función del forzamiento habido (enfoque empírico). Todos los estudios científicos mediante diferentes enfoques dentro de estas dos aproximaciones encuentran que el feedback neto es positivo y que la sensibilidad climática se encuentra en torno a 3ºC (entre 2ºC y 4,5 ºC con un 66% de probabilid, entre 1,5ºC y 6ºC con un 90 % de probabilidad, siendo 3 ºC el valor más probable). Es decir, que ante una perturbación de 3,7 W/m2 la temperatura varía en torno a 3 ºC.
Podemos ver una lista de estos estudios científicos en la web de John Cook (SkepticalScience) o en la de Ari Jokimäki (Antrhopogenic Global Warming Observer), pero quizá más interesante son los propios estudios científicos que sintetizan los diferentes estudios, como estos tres:
- How Well Do We Understand and Evaluate Climate Change Feedback Processes? (pdf1, pdf2)
Sandrine Bony, Robert Colman, Vladimir m. Kattsov, Richard P. Allan, Christopher s. Bretherton, Jean-Louis Dufresne, Alex Hall, Stephane Hallegatte, Marika m. Holland, William Ingram, David a. Randall, Brian j. Soden, George Tselioudis, y Mark J. Webb
Journal of Climate, Volume 19, Issue 15 (August 2006) pp. 3445–3482 - An Assessment of Climate Feedbacks in Coupled Ocean–Atmosphere Models (pdf)
Brian J. Soden e Isaac M. Held
Journal of Climate, Volume 19, Issue 14 (July 2006), pp. 3354–3360 - The equilibrium sensitivity of the Earth’s temperature to radiation changes (pdf1)
Reto Knutti y Gabriele C. Hegerl
Nature Geoscience 1, 735 – 743 (2008) Published online: 26 October 2008 | doi:10.1038/ngeo337
Los escépticos se empeñan en buscar la idílica visión de un clima estable, que corrige los forzamientos en el clima de manera natural. Sin embargo, lo que nos enseña la historia paleoclimática es precisamente todo lo contrario: que el clima es muy sensible a cualquier variación (p.ej. las glaciaciones se producen cuando, a raíz de una oscilación orbital cuasi-periódica que varía la orientación del eje de la Tierra únicamente en 3º, el Ártico recibe algo menos de luz solar en verano, de modo que el hielo y la nieve se derriten menos).
En palabras de la revista Nature:
Studies estimating the climate’s sensitivity give a large range of possibilities, but they agree that the most likely value is 3 °C.
Los estudios que estiman la sensibilidad climática arrojan un amplio rango de posibilidades, pero coinciden en que el valor más probable es 3 ºC.
Dicen que una imagen vale más que mil palabras, así que para finalizar, unos gráficos que sintetizan los resultados de los diferentes estudios científicos sobre sensibilidida climática:
Estimación de feedbacks según los diferentes modelos climáticos (Bony et al 2006):
Distribuciones probabilísticas y ragnos de sensibilidad climática a partir de diferentes líneas de evidencia (knutti & Hegerl 2008):
El círculo indica el valor más probable. Las líneas de color estrechas indican valor muy probable (más del 90 % de probabilidad). Las líneas de color gruesas indican valores probables (más de 66% de probabilidad). Las lineas punteadas indican que no hay una restricción robusta sobre el límite superior. El rango probable del IPCC (2 a 4.5°C) y el valor más probable (3°C) se indican mediante la franja vertical de color gris y la línea negra vertical, respectivamente.
Distribución de probabilidades según la paleoclimatología y la climatología actual, recopilada por el IPCC:
Respuesta estimada de la temperatura al forzamiento en cantidades equivalentes de CO2 (en negro el valor más probable, en rojo y azul una sensibilidad de 4,5 ºC y de 2 ºC respectivamente, representando una certidumbre del 66 %) (IPCC 2007):
Más información a nivel divulgativo:
Y en este enlace http://bartonpaullevenson.com/ClimateSensitivity.html tienes todas las referencias históricas de la determinación de la sensibilidad.
Gracias por tu aportación. Está muy bien la recopilación, aunque, al ser histórica, incluye algunos estudios que están ya obsoletos y le faltan algunos de los más recientes. Llama la atención cómo la divergencia se ha ido reduciendo a lo largo del tiempo hasta converger en torno a los 3ºC:
http://bartonpaullevenson.com/ClimateSens01.bmp
Un saludo.
Exacto. Esa convergencia me pareció interesante. Demuestra la historia del progreso de una disciplina que parece algunos quieren obviar.
Anda, claro, pero si eres pj, ahora que caigo. Te leí en el malogrado foro de meteored diciendo esto mismo, pero no te había reconocido ;-)
Me ha sorprendido que tu blog no vaya sobre el tema del cambio climático. Ni siquiera sobre algo de corte puramente científico. Como era de esperar, tus reflexiones son interesantes más allá de la climatología.
Saludos.
Excelente trabajo de divulgación. Mi enhorabuena.
Me has descubierto ;-)
Veo que apuntas al tag de cambio climático de mi blog. En realidad no voy a escribir nada más sobre el tema en el blog porque he decidido emplear el escaso tiempo que tengo en aprender climatología algo más a fondo. He empezado a reunir información en una wiki –entorno que es ideal para ir acumulando información sin necesidad de seguir un orden particular–. Por supuesto estás invitado a unirte para que la utilices como más te guste, añadas, corrijas, o lo que sea. La dirección es climax.wikispaces.com
saludos
Ups, vaya. Entonces casi que voy a quitar el enlace, gracias por avisar. De todos modos, creo que sí podrías restringirte a la ciencia y escribir sobre lo que vaya saliendo sobre cambio climático.
No creo que pueda aportar nada a la Wiki, yo no estoy muy metido en el tema, me limito a estar un poco enterado de qué es lo que dice la literatura peer reviewed, pero no entro demasiado en los detalles. Si se me ocurre algo ya te comentaré ;-)