¿Por qué podemos creernos las predicciones climáticas a un siglo vista?

En estos días en los que se celebra la Cumbre sobre el Clima, no pocos escépticos han vuelto a poner bajo la lupa las predicciones que hacen los científicos:

Si no adivinan si va a llover o no va a llover la semana que viene, ¿cómo pueden asegurar que la Tierra se va a calentar dentro de 100 años?

Me parece una objeción razonable, así que en este post voy a intentar explicar por qué los modelos climáticos en los que se basan las predicciones de los investigadores son fiables.

¿Qué es un "modelo climático"?

Un modelo climático es un conjunto de ecuaciones matemáticas que te permiten predecir el clima del futuro según los parámetros que tú le pongas.

Por ejemplo: supongamos que la Humanidad sigue emitiendo CO2 durante las próximas décadas al mismo ritmo que lo ha hecho en los últimos 20 años. Yo le puedo 'meter' esa suposición al modelo y el modelo me dice cuánto subirá la temperatura en consecuencia.

También puedo suponer que a partir de mañana la Humanidad deja de emitir CO2 (es algo irreal, pero es una hipótesis con la que podemos jugar). Le meto eso al modelo y el modelo me dirá si la Tierra se calentará algo o no se calentará nada.

¿Qué ecuaciones lleva un modelo climático?

Los modelos climáticos actuales son construcciones bastante complejas, pero las ecuaciones representan procesos físicos que comprendemos perfectamente: la conservación de la energía, las leyes de Newton para el movimiento del aire y el océano, la ley de Kirchoff sobre la radiación de un cuerpo caliente, las leyes de la física cuántica sobre la absorción y emisión de luz por las moléculas de la atmósfera, etc.

Resolver esas ecuaciones 'a mano' es imposible. Para encontrar la respuesta, esas ecuaciones se codifican en programas informáticos que corren en los ordenadores más potentes del mundo.

Pero entonces, ¿por qué las predicciones del tiempo se equivocan?

Hay que distinguir dos cosas muy diferentes: una cosa son las predicciones meteorológicas (por ejemplo: ¿va a llover mañana?) y otra las predicciones climáticas (por ejemplo: ¿cuánto lloverá de media en la ciudad de Vigo en el año 2050?).

Las predicciones meteorológicas son extremadamente difíciles porque la atmósfera es un sistema caótico y por lo tanto muy difícil de predecir en detalle.

Pero aunque yo no sepa si la semana que viene lloverá o no lloverá en Vigo, sí te puedo decir que alrededor de 180 días del año que viene serán lluviosos.

¿Han evolucionado los modelos climáticos?

Mucho. Hace unas décadas los modelos climáticos eran muy rudimentarios: eran modelos que tenían muy pocos detalles.

En la figura siguiente tenéis la resolución espacial cuatro modelos climáticos para la zona de Europa. El primero es de 1995, el siguiente de 2001, el tercero de 2007 y el último de 2014.

Fijáos cómo según ha ido aumentando la resolución, se puede empezar a distinguir el continente.

La resolución de los modelos ha ido creciendo según ha aumentado la potencia de los ordenadores. Los climatólogos utilizan los ordenadores más potentes que existen en cada momento.

¿Se pueden "testear" de alguna manera los modelos?

Sí. La "verificación" de los modelos es una de las principales tareas a las que se han dedicado los científicos del clima en las últimas décadas.

La manera más directa de testear un modelo es ver si adivina lo que ocurrió en el pasado: puedo coger mi modelo, ponerlo en el año 1980 y decirle el CO2 que hemos emitido desde entonces.

En respuesta, el modelo me dirá cómo ha ido variando la temperatura en la Tierra desde 1980 hasta la actualidad. Como yo ya tengo un registro de cuáles fueron esas temperaturas realmente, puedo compararlas con las que me dice mi modelo y así sabré si el modelo se equivoca o no. (A esta técnica se la conoce en inglés como 'hindcast' o 'backtesting').

En la siguiente figura tenéis un ejemplo: la línea negra representa las observaciones reales de temperatura (medida por los termómetros en estaciones meteorológicas) y las líneas roja y azul corresponden a las predicciones de dos modelos climáticos.