La Modelación climática es clave para estudio del cambio climático

e has preguntado ¿cómo es que se logran hacer predicciones meteorológicas de los próximos días?, o en el área de la salud, ¿cómo se da seguimiento a enfermedades infecciosas en las poblaciones para reducir la propagación de la enfermedad?, bueno, para resolver estas preguntas los científicos y expertos utilizan algo llamado modelos.

Los modelos en el contexto de la ciencia buscan simular situaciones del mundo real, y se utilizan para entender mejor ciertos procesos y también para proyectar lo que puede suceder en el futuro.

Por lo tanto con un modelo climático se busca representar a la atmósfera acoplada con otros sistemas de la tierra, para así lograr comprender y proyectar los cambios naturales y provocados por el hombre en el clima.

Debemos tener claro que generar y ejecutar un modelo climático es un proceso complejo y es necesario desarrollar ecuaciones matemáticas que simulan los procesos naturales. También los modelos climáticos están limitados por algo llamado resolución espacial y temporal. Para la resolución espacial se divide al planeta en una cuadrícula tridimensional , y en cada una de estas se aplican las ecuaciones matemáticas y evalúan los resultados. En cuanto a la resolución temporal, se utiliza el llamado paso de tiempo. Los pasos de tiempo pueden ser minutos, horas, días o años.

Existen diferentes tipos de modelos climáticos y dos de los más importantes son los modelos físicos que simulan los parámetros de la meteorológica como la temperatura, radiación, humedad, entre otros, y los modelos químicos que simulan cambios en la composición de la atmósfera, y se puede combinar ambos modelos para simular cómo a partir de los cambios en la física o la química se modifica el sistema climático.

Uno de los modelos más empleados es el Modelo de circulación General (General Circulation Models) estos son los modelos más complejos utilizados en la ciencia del cambio climático, pues combinan procesos atmosféricos y oceánicos. El modelo está basado en leyes físicas como la conservación de masa, conservación de energía y la ley de gas ideal, por mencionar algunos.

Como se mencionó se genera una malla y en cada una de estas se realiza el cálculo de algunos factores físicos: el Movimiento del aire (vientos); Transferencia de calor (termodinámica); Radiación (solar y terrestre); Contenido de humedad (humedad relativa); e hidrología superficial (precipitación, evaporación, deshielo y escorrentía). Estas variables se pueden utilizar como punto de partida conocidas como de entrada y obtener de resultado estas mismas pero en otro periodo de tiempo para conocer como se ve afectado el sistema climático.

Antes de emplear un modelo, obtener las proyecciones y los cambios en el futuro, los modelos son probados por científicos y programadores. Este proceso consiste en ejecutar el modelo desde el tiempo presente hacia atrás es decir al pasado. Después, los resultados del modelo se comparan con el clima y las condiciones meteorológicas observadas en ese tiempo, para ver qué tan bien coinciden. Cuando funcionan bien estas pruebas, entonces los resultados para simular el clima futuro son válidos.

También al utilizar la modelación climática se pueden estudiar diferentes escenarios climáticos los cuales son descripciones coherentes y consistentes de cómo el sistema climático de la Tierra puede cambiar en el futuro. Es una representación de probabilidad que indica cómo se comportará posiblemente el clima en una región, durante una cierta cantidad de años, tomando en cuenta datos históricos y algunas variables físicas.

Por ejemplo, podemos usar los modelos para conocer y ver el calentamiento de la Tierra que podríamos esperar para un cambio dado en las concentraciones de gases de efecto invernadero, tal es el caso del IPCC, quienes proporcionan “proyecciones” de temperatura como parte de sus informes de evaluación. Estas proyecciones utilizan diversas cantidades de emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero o GEI. El IPCC en su quinto informe indica que hay 4 escenarios diferentes de cómo cambiará la temperatura del planeta con diferentes tasas de emisión de GEI.