Unas 30 redes informáticas gigantescas e intrincadas dan servicio a los científicos que están a la vanguardia de la investigación sobre el cambio climático. Cada red ejecuta un programa informático compuesto por millones de líneas de código.
Estos programas son modelos computacionales que combinan los innumerables fenómenos físicos, químicos y biológicos que juntos forman el clima de nuestro planeta. Los modelos calculan el estado de la atmósfera, los océanos, la tierra y el hielo de la Tierra, capturando la variabilidad climática pasada y presente y utilizando los datos para predecir el cambio climático futuro.
Estos resultados son analizados por los principales institutos de investigación de todo el mundo, incluido el Instituto Weizmann de Ciencias, y luego incorporados al informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático ( IPCC ) de las Naciones Unidas.
Los responsables de las políticas se basan en el informe del IPCC cuando formulan estrategias de adaptación y mitigación para el cambio climático, una de las mayores crisis de nuestra generación.
Un estudio, publicado en Nature Climate Change en 2022, sin duda llamó la atención del IPCC y otros organismos ambientales. Un equipo de científicos dirigido por el Dr. Rei Chemke del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Weizmann reveló una intensificación considerable de las tormentas invernales en el hemisferio sur.
El estudio, realizado en colaboración con el Dr. Yi Ming de la Universidad de Princeton y el Dr. Janni Yuval del MIT, seguramente causará revuelo en el debate sobre el clima. Hasta ahora, los modelos climáticos han proyectado una intensificación de las tormentas invernales causada por el hombre solo hacia fines de este siglo.
En el nuevo estudio, Chemke y su equipo compararon las simulaciones de los modelos climáticos con las observaciones actuales de tormentas.
Su descubrimiento fue desolador: quedó claro que la intensificación de las tormentas en las últimas décadas ya ha alcanzado niveles proyectados para el año 2080.
“Las tormentas de invierno son fenómenos meteorológicos que duran sólo unos días. Cada una de ellas individualmente no tiene mucho peso climático. Sin embargo, el efecto a largo plazo de las tormentas de invierno se hace evidente cuando se evalúan los datos acumulados recopilados durante largos períodos de tiempo”, explica Chemke.
En conjunto, estas tormentas tienen un impacto significativo, ya que afectan a la transferencia de calor, humedad y momento en la atmósfera, lo que, en consecuencia, afecta a las distintas zonas climáticas de la Tierra.
“Un ejemplo de esto es el papel que desempeñan las tormentas en la regulación de la temperatura en los polos de la Tierra. Las tormentas de invierno son responsables de la mayor parte del transporte de calor desde las regiones tropicales hacia los polos. Sin su contribución, las temperaturas medias en los polos serían unos 30 °C más bajas”.
De manera similar, la intensificación colectiva de estas tormentas supone una amenaza real y significativa para las sociedades del hemisferio sur en las próximas décadas.
“Decidimos centrarnos en el hemisferio sur porque la intensificación registrada allí ha sido más fuerte que en el hemisferio norte”, afirma Chemke. “No examinamos el hemisferio norte, pero parece que la intensificación de las tormentas en este hemisferio es más lenta en comparación con la del hemisferio sur. Si la tendencia persiste”, añade Chemke, “observaremos una intensificación más significativa de las tormentas invernales aquí en los próximos años y décadas”.
En su laboratorio del Instituto Weizmann, Chemke investiga los mecanismos físicos que subyacen al cambio climático a gran escala. En este estudio, él y sus compañeros de investigación trataron de entender si estos cambios en los patrones climáticos fueron causados por factores externos (como la actividad humana) o si fueron resultado de las fluctuaciones internas del sistema climático global.
Analizaron modelos climáticos que simulaban patrones de intensificación de tormentas bajo la influencia aislada de causas climáticas internas, sin impacto externo. Demostraron que en los últimos 20 años, las tormentas se han intensificado más rápido de lo que puede explicarse solo por el comportamiento climático interno.
Además, los investigadores descubrieron el proceso físico que se esconde detrás de la intensificación de las tormentas. Un análisis de la tasa de crecimiento de las tormentas mostró que los cambios en las corrientes en chorro atmosféricas durante las últimas décadas han provocado estas escaladas, y los modelos climáticos actuales no son capaces de reflejar estos cambios con precisión.
El estudio de Chemke, Ming y Yuval tiene dos consecuencias inmediatas y considerables. En primer lugar, demuestra que no solo las proyecciones climáticas para las próximas décadas son más graves que las evaluaciones anteriores, sino que también sugiere que la actividad humana podría tener un mayor impacto en el hemisferio sur de lo que se había estimado anteriormente.
Esto significa que se requiere una intervención rápida y decisiva para detener el daño climático en esta región. En segundo lugar, es necesario corregir el sesgo en los modelos climáticos, de modo que estos puedan proporcionar una proyección climática más precisa en el futuro.
¿Podrían los modelos climáticos estar prediciendo de forma incorrecta otros fenómenos importantes? “Los modelos están haciendo un muy buen trabajo pronosticando casi todos los parámetros”, dice Chemke. “Hemos descubierto un parámetro para el cual es necesario ajustar la sensibilidad de los modelos. Los cambios en la temperatura, las precipitaciones, el hielo marino y los patrones de tormentas de verano, por ejemplo, se están simulando con precisión”.
Se espera que los resultados del estudio ayuden a los investigadores del clima de todo el mundo a corregir el sesgo de los modelos y a crear una predicción más precisa de los patrones climáticos futuros. Además, la comprensión actualizada de la intensificación de las tormentas invernales en las últimas décadas nos ayudará a comprender mejor el estado del clima de la Tierra.
Los científicos del clima ahora podrán estimar con mayor precisión el alcance del daño que se espera que cause el cambio climático, daño que solo se mitigará si la humanidad interviene y asume la responsabilidad por el futuro del planeta.
La investigación del Dr. Chemke cuenta con el apoyo del Instituto de Liderazgo de la Familia Willner para el Instituto de Ciencias Weizmann y el Programa de Liderazgo STEM Zuckerman.
