En 2003, una ola de calor mortal golpeó a Europa que marcaría el comienzo de una nueva era de la ciencia climática. Solo en julio y agosto, las temperaturas superiores a 115 ° F se cobraron casi 70, 000 vidas. Sin embargo, si bien las temperaturas globales promedio han aumentado a un ritmo constante desde mediados del siglo XX, antes se habían documentado fuertes olas de calor de vez en cuando. Para los científicos del clima, eso significaba que atribuir la ola de calor al calentamiento global sería casi imposible.
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Entonces, cuando un equipo de investigadores británicos utilizó datos ambientales y simulaciones de modelos para establecer un vínculo estadístico entre el cambio climático y la ola de calor, llamaron la atención.
Aunque no pudieron probar que el calentamiento global había "causado" al escarnecedor, los científicos afirmaron que el calentamiento de las emisiones humanas había duplicado el riesgo de eventos climáticos extremos. Publicado en Nature, su primer estudio de este tipo lanzó el nuevo campo de la "ciencia de la atribución", que utiliza observaciones y modelos para separar los factores que conducen a eventos climáticos extremos.
En los años posteriores, mejores modelos y más datos han ayudado a los científicos climáticos a predecir mejor el clima extremo. Pero, ¿con qué confianza pueden los científicos atribuir estos fenómenos meteorológicos extremos al cambio climático antropogénico? ¿Podrán decir definitivamente que nuestras emisiones causaron una sequía, un tornado o una ola de calor específicos?
Hacemos estas preguntas a tres expertos que utilizan datos ambientales y técnicas de modelado para estudiar el clima extremo y el cambio climático global.
Para ser claros, los científicos pueden afirmar y afirman que el cambio climático antropogénico tiene efectos globales de gran alcance, desde el derretimiento de las capas de hielo y el aumento del nivel del mar hasta el aumento de las precipitaciones. "Muchas líneas de evidencia demuestran que las actividades humanas, especialmente las emisiones de gases de efecto invernadero, son las principales responsables del cambio climático observado recientemente", se lee en un informe federal sobre cambio climático publicado en forma de borrador en enero y publicado por el New York Times la semana pasada.
Gracias a los avances en la supercomputación y la agrupación de cientos de modelos climáticos desarrollados por investigadores de todo el mundo, también están más seguros estadísticamente que nunca al decir que las tormentas intensas, las sequías y las olas de calor récord están ocurriendo con mayor frecuencia debido a los humanos. "Hace diez años no hubiéramos podido hacerlo", dice Ken Kunkel, un científico del clima de la Universidad Estatal de Carolina del Norte que también trabaja con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
Pero burlar los eventos climáticos individuales es más difícil. La historia del planeta está salpicada de olas de calor prolongadas e inesperadas y tormentas repentinas y dañinas mucho antes de que los humanos comenzaran a bombear gases de efecto invernadero. "El gran desafío es que este tipo de eventos extremos siempre han sucedido", dice Kunkel, cuyo trabajo se enfoca en tormentas fuertes que causan daños considerables en los Estados Unidos. Pero, dice, "¿Pueden decir, 'Este evento fue causado por el calentamiento global ? No.'"
La dificultad de aislar a un culpable del clima extremo es similar al desafío de diagnóstico que enfrentan los médicos, dice Noah Diffenbaugh, un científico del sistema terrestre de la Universidad de Stanford. El hecho de que un paciente se recupere del cáncer después de tomar un medicamento en particular, por ejemplo, no es suficiente evidencia para que los médicos prescriban ampliamente esa sustancia como una cura para el cáncer. En cambio, el medicamento debe pasar por cientos de experimentos replicados en múltiples poblaciones antes de que los médicos tengan la confianza suficiente de que funciona.
Tanto en medicina como en ciencias del clima, "la posición predeterminada es la hipótesis nula: que cada evento ocurrió por casualidad", dice Diffenbaugh. "Tenemos una carga de prueba muy alta para rechazar esa hipótesis nula".
Pero a diferencia de la medicina, cuando se trata de la Tierra, no tenemos la capacidad de realizar ensayos clínicos en cientos o miles de planetas similares para anular esa hipótesis nula. Solo tenemos un planeta y una línea de tiempo. Por lo tanto, los científicos han tenido que ser creativos para encontrar formas de observar otras realidades posibles.
Para llevar a cabo experimentos planetarios, el equivalente a los ensayos clínicos en medicina, utilizan modelos informáticos que imitan las variables en la Tierra y giran las perillas. "Con las simulaciones de modelos, esencialmente tienes grandes poblaciones a las que puedes mirar", dice Diffenbaugh. "Ahí es donde entran los modelos, nos permiten tener más Tierras para mirar".
Un modelo climático funciona dividiendo la atmósfera y la superficie de la Tierra en una cuadrícula, como las líneas de latitud y longitud en un globo terráqueo. "El modelo tiene que dividir el espacio en trozos", dice Adam Schlosser, investigador científico principal del Centro para la Ciencia del Cambio Global. Cuanto más pequeños sean los trozos, más preciso será el modelo.
Estos modelos climáticos funcionan bien cuando se trata de capturar patrones a gran escala. "Son bastante buenos para simular la temperatura a escala global", dice Diffenbaugh. Pero los fenómenos meteorológicos extremos son más desafiantes, porque son raros, localizados y provocados por una mezcla vertiginosa de factores ambientales. Actualmente, la mayoría de los modelos climáticos funcionan a una escala bastante gruesa debido a las limitaciones de la potencia de supercomputación, dice Schlosser.
Esto es parte de la razón por la cual modelar eventos extremos como olas de calor es más fácil que modelar, por ejemplo, tormentas o tornados individuales. Las olas de calor ocurren en grandes regiones geográficas que los modelos gruesos pueden capturar fácilmente. “Cuando ves noticias sobre los cazadores de tornados, están viendo eventos climáticos del tamaño de una pequeña ciudad. Un modelo climático no puede llegar a esa resolución ”, dice Schlosser.
Todavía no, al menos. Las computadoras se están volviendo más rápidas, y los científicos del clima están buscando formas de procesar más datos para fortalecer sus habilidades predictivas. "Analizamos cada variable que podríamos tener en nuestras manos", dice Schlosser. Aún así, los desafíos persisten cuando se trata de construir suficiente evidencia para hacer afirmaciones de mayor probabilidad. Como dice Diffenbaugh: "La ciencia es muy conservadora".
La frecuencia cada vez mayor y a veces alarmante de las inundaciones, las sequías, las olas de calor y las fuertes tormentas pueden tener un lado positivo: proporcionan una gran cantidad de datos para que los investigadores los conecten a sus modelos. En otras palabras, están haciendo más claras las conexiones entre la ocurrencia de eventos extremos localizados y el cambio climático antropogénico.
Las cosas que oye mencionar al meteorólogo en las últimas noticias (velocidad del viento, frentes de presión, temperatura, humedad, inestabilidad en la atmósfera) son todos ingredientes en el libro de cocina del clima extremo.
"Podemos usar esos signos reveladores como una receta: cada vez que vea que estos ingredientes se unen, estará en un ambiente de tormenta", dice Schlosser. "Ese es el tipo de cosas que hemos estado usando y han tenido éxito en dar un salto agradable en nuestra confianza en el modelo de consenso sobre hacia dónde va todo esto en el futuro".
Diffenbaugh está de acuerdo. Cuando se trata de predecir eventos climáticos específicos, "nos hemos movido realmente rápido de decir 'no hacemos eso' como nuestra postura pública, a algunos pioneros audaces que intentan hacerlo, y ahora a varios grupos que trabajan duro".
Como muestra el reciente informe climático, los investigadores ahora tienen mayor confianza cuando hacen afirmaciones sobre el papel del cambio climático antropogénico en el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos. "El consenso es cada vez más fuerte", dice Schlosser. "Realmente no importa en qué dirección va, solo queremos tener confianza en ello".
Sin embargo, los desafíos de descubrir las causas de algo tan complejo como el clima también ilustran las formas en que el cambio climático es diferente a cualquier otro campo de la ciencia. "Sería bueno tener 100 Tierras, por lo que podría girar las perillas y aumentar esto o disminuir eso y ver qué pasa", dice Kunkel. “No tenemos eso. Estamos viviendo nuestro experimento ".
Hace una pausa y agrega: "desafortunadamente".
