Modelos climáticos: sus ventajas y cómo utilizarlos

Hace décadas, los científicos desarrollaron los primeros modelos climáticos para simular cómo sería el tiempo en todo el mundo a medida que aumentara la temperatura media global. En los años transcurridos desde entonces, esos modelos climáticos originales han predicho el alcance del cambio de temperaturas con una precisión impresionante, incluso cuando los científicos amplían y perfeccionan nuevas versiones. 

Estos modelos, y las proyecciones que muestran, pueden ayudarnos a tomar decisiones sobre el futuro con conocimiento de los riesgos. Para utilizar eficazmente los modelos climáticos en la toma de decisiones, primero tenemos que entender cómo funcionan y qué es lo que mejor hacen. 

¿Qué son los modelos climáticos?

Los modelos climáticos muestran cómo podría ser el clima de la Tierra, incluidas la temperatura y las precipitaciones, en función de las emisiones de gases de efecto invernadero que calientan la atmósfera terrestre. Los científicos de las instituciones de investigación crean modelos climáticos dividiendo la superficie de la Tierra en cuadrículas tridimensionales y utilizando ecuaciones para calcular cómo podrían cambiar, interactuar y desplazarse por esas cuadrículas aspectos del clima como la energía, el carbono y el agua. Los modelos climáticos proyectan las condiciones durante décadas, o incluso siglos, en el futuro.

Tipos de modelos climáticos

Los modelos climáticos varían en función del tamaño de sus celdas: Los modelos de circulación global (MCG) simulan el clima a escala mundial; los modelos de circulación regional (MCR) reducen los resultados de los MCG para simular el clima a escala regional. Todos los modelos climáticos parten de la misma fuente inicial: los MCG.

Días de más de 32°C (90°F) a 1°C de calentamiento

MCG CMIP5

RCM CORDEX-CORE

Número de días a más de 32°C (90°F)

• 0
• 1-7
• 8-30
• 31-90
• 91-180
• 181-365

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La mayoría de los MCG tienen una cuadrícula de aproximadamente 150 a 250 kilómetros de lado. Debido al tamaño de estas cuadrículas, los MCG simulan las condiciones climáticas en zonas más extensas, no el tiempo a nivel local. Por ejemplo, un MCG puede captar la dinámica de los cambios en los patrones de precipitación en Escandinavia, pero no la variación de las precipitaciones de un lado a otro de una cordillera montañosa. Para obtener proyecciones locales a partir de los resultados de los MCG, los científicos pueden utilizar una de estas dos técnicas: la reducción estadística o la reducción dinámica.

En la reducción de escala estadística, los científicos añaden detalles a los resultados de los MCG con datos históricos de observación meteorológica. En la reducción dinámica, los científicos utilizan las proyecciones de los MCG para ejecutar MCR más pequeños y detallados. Las RCM tienen celdas cuadriculadas de entre 10 y 50 kilómetros de lado. Como los MCR son tan detallados y requieren tanta potencia de cálculo, los científicos dividen la superficie de la Tierra en regiones más pequeñas y ejecutan modelos individuales para cada región. 

Los puntos fuertes de los modelos climáticos

Los modelos climáticos son los que mejor proyectan una serie de resultados, de menos a más probable, que indican las tendencias en toda una región. 

Tendencias regionales y mundiales

Los modelos climáticos son excelentes a la hora de mostrar cómo cambiarán y se transformarán el clima y el tiempo a medida que se caliente la atmósfera. En las últimas décadas, las tendencias meteorológicas observadas (por ejemplo, que una región se vuelva más seca, más húmeda o más cálida) han reflejado en general las proyecciones de los modelos climáticos realizadas décadas antes. Los modelos climáticos funcionan mejor a escala regional o continental, y tienen límites prácticos cuando se trata de proyectar el tiempo a escala local. 

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Las proyecciones de los modelos climáticos son más sólidas con grados de calentamiento más bajos, cuando el clima mundial se asemeja más al clima predecible de nuestro pasado reciente. Hay fuerzas en nuestro clima global, como las corrientes oceánicas y eólicas, que influyen enormemente en el tiempo, pero que podrían comportarse de formas desconocidas a niveles de calentamiento nunca vistos. A medida que la temperatura media mundial aumente por encima de los valores de referencia preindustriales, estas fuerzas pueden cambiar y, a su vez, alterar el tiempo de formas que los modelos climáticos no prevén. 

Proyección de distribuciones y rangos

En la vida cotidiana, el tiempo varía de un día a otro, de una estación a otra y de un año a otro. Un día concreto del año -por ejemplo, el 31 de octubre- en un lugar determinado puede ser cálido y soleado un año y frío y nevado el siguiente. Uno de los puntos fuertes de los modelos climáticos es que reflejan la aleatoriedad y la variación del tiempo en sus proyecciones.

En un modelo climático, cada día simulado en cada celda de la cuadrícula contiene datos sobre temperaturas altas y bajas, cantidad de precipitaciones y otros datos. Para comprobar cómo pueden variar estos resultados, los científicos pueden ejecutar modelos climáticos repetidamente y simular un año varias veces o incluso cientos o miles de veces en condiciones ligeramente diferentes. Las simulaciones resultantes muestran no sólo cuánto cambiará el clima por término medio, sino también qué variaciones podrían producirse y cuáles podrían ser los resultados menos probables. 

Ver esta gama de posibles resultados, desde los percentiles 5 y 95 menos probables hasta el resultado medio más probable, como se muestra en los mapasProbable Futures , ayuda a presentar una imagen completa de lo que puede ocurrir en un lugar determinado.

Evaluar los riesgos

Por último, lo que convierte a los modelos climáticos en una herramienta tan útil es su potencial para evaluar los riesgos climáticos. La gravedad de cualquier riesgo climático depende de la exposición local a ese riesgo, y la exposición es exactamente lo que los modelos climáticos pueden simular y proyectar. Por ejemplo, un modelo climático puede indicar, por término medio, la probabilidad de una sequía grave en una región agrícola a 1,5 ºC (la media mundial en 2025). Comprender esta exposición al riesgo climático es el primer paso hacia la adaptación al clima.

Cómo utilizar los modelos climáticos

Seguir algunas pautas puede ayudarle a tomar decisiones con conocimiento de causa utilizando las proyecciones de los modelos climáticos.

Utilizar grados de calentamiento, no fechas y años

Los modelos climáticos simulan las condiciones climáticas basándose en cómo la composición de la atmósfera afecta a la temperatura atmosférica media global y, en última instancia, a los impactos físicos del cambio climático, como el calor extremo, la sequía y las precipitaciones.

Dado que los modelos climáticos se basan en estas dinámicas físicas, la mejor manera de utilizar un modelo climático es partir de un grado de calentamiento, examinar el clima simulado y considerar cuándo alcanzaremos o no ese grado de calentamiento. El año en que la Tierra puede alcanzar un determinado grado de calentamiento depende sobre todo del ritmo y la escala de las emisiones humanas de gases de efecto invernadero, que podemos estimar, pero no predecir con precisión.

Algunos mapas climáticos proyectan fechas basadas en escenarios de emisiones, una combinación específica y compleja de actividades humanas. Los mapas Probable Futures sólo muestran grados de calentamiento, no fechas precisas. 

Centrarse en la temperatura

La temperatura es la variable meteorológica más fácil de modelizar porque la física del calor se conoce bien. Otros tipos de tiempo, como la precipitación y la humedad, son más difíciles de modelizar porque las condiciones físicas implicadas son más complejas e implican más incertidumbre. Por ejemplo, la lluvia necesita humedad en el aire y un catalizador que provoque la condensación, y puede variar en zonas pequeñas. 

Los fenómenos climáticos más extremos y complejos, como los huracanes y los tifones, son difíciles de modelizar porque los científicos disponen de observaciones limitadas y son producto de una física muy compleja.  

Sin embargo, la temperatura es el motor del cambio climático y afecta a muchos de estos fenómenos meteorológicos. Por ejemplo, aunque los científicos no pueden predecir la localización exacta de las precipitaciones violentas, sí saben que el aumento de las temperaturas hace mucho más probables los patrones de precipitaciones más erráticos y violentos. Es una información útil que podemos utilizar junto con los datos históricos y las proyecciones de los modelos climáticos para comprender las tendencias sobre el futuro de esos fenómenos raros y difíciles de modelizar.

Ten en cuenta los comentarios

Además de las emisiones de gases de efecto invernadero de origen humano, las retroalimentaciones bióticas dentro de los sistemas terrestres también pueden elevar la temperatura media global. Es posible que los modelos climáticos no tengan en cuenta este calentamiento adicional al simular las condiciones climáticas futuras, por lo que comprender cuándo podríamos activar ciertas retroalimentaciones —como el deshielo de la capa de hielo de Groenlandia y la posible muerte de la selva amazónica— puede aportar más contexto a las proyecciones de los modelos climáticos.

Los modelos climáticos son una herramienta útil para evaluar el riesgo climático. Explore nuestros mapas para visualizar el cambio climático pasado, presente y futuro en todo el mundo. Con un clic y un zoom, puede empezar a utilizar los modelos climáticos para tomar decisiones informadas sobre el clima en su propia vida y trabajo.