Un gran avance en la teoría de la ciencia del cambio climático ha proporcionado a los científicos la forma más sólida hasta ahora de vincular el cambio climático observado con causas naturales y provocadas por el hombre y de detectar señales de alerta temprana de posibles desastres climáticos.
por la Universidad de Leicester
Una colaboración internacional entre Valerio Lucarini, matemático de la Universidad de Leicester, y el científico Mickaël Chekroun ha llevado a aplicar principios de mecánica estadística a la ciencia del clima para definir cómo distinguir la señal del cambio climático del «ruido de fondo» de la variabilidad climática natural y señalar la proximidad de «puntos de inflexión», como los asociados con el colapso de la circulación del océano Atlántico o de la selva amazónica.
Este avance teórico abre el camino para el desarrollo de métodos innovadores para estudiar el cambio climático y sus riesgos asociados, gracias a una comprensión más avanzada de los mecanismos subyacentes que lo impulsan.
Publicado en la revista Physical Review Letters , este estudio dará a los científicos la confianza necesaria para realizar atribuciones al cambio climático y para identificar cuándo estamos en camino a un posible cambio climático y tomar medidas preventivas para mitigarlo. También dará a los responsables de las políticas la certeza que tanto necesitan sobre los procedimientos utilizados para evaluar el cambio climático.
Los puntos de inflexión son umbrales en nuestro sistema climático que pueden provocar cambios a gran escala y daños a nuestro medio ambiente. Eventos como el colapso de la circulación meridional del Atlántico, cuya desaceleración provocaría un enfriamiento relativo en esta región, o el colapso ecológico de la selva amazónica tendrían consecuencias desastrosas para la vida en nuestro planeta. Sin embargo, es difícil anticipar cuándo llegaremos a un posible punto de inflexión a partir de los datos climáticos.
El desafío consiste en distinguir las evidencias del cambio climático y, en particular, de un punto de inflexión inminente, de la variabilidad climática natural que existe. La «señal» de los cambios climáticos causados por el hombre queda oculta por el «ruido» de los cambios naturales en el medio ambiente. El equipo dirigido por Leicester descubrió que el enfoque actual, basado en un método puramente estadístico, proporciona información limitada sobre los procesos dinámicos que afectan a nuestro clima. Proporciona una instantánea de nuestro clima, sin ninguna idea de cómo llegó a ser así.
Al aplicar los principios de la mecánica estadística (la física que se esconde detrás de los procesos dinámicos aleatorios), su investigación nos permite, en cambio, dar marcha atrás en esa instantánea y entender cómo se formó esa imagen. Crearon un modelo matemático capaz de recrear dinámicamente los procesos en juego e identificar las causas del cambio. A partir de esto, pudieron «tomar la huella» de la señal del cambio climático causado por el hombre y determinar su impacto, lo que permitió una mejora drástica en la capacidad de detectar advertencias tempranas de puntos de inflexión climáticos.
El autor principal, el profesor Lucarini, de la Facultad de Informática y Ciencias Matemáticas de la Universidad de Leicester, afirmó: «Este problema de cómo atribuimos las fuerzas antropogénicas en los datos climáticos tiene consecuencias de largo alcance. Los escépticos del cambio climático han cuestionado cómo se puede relacionar una fuerza en un sistema que fluctúa mucho con una causa específica. El clima siempre ha cambiado y siempre cambiará.
«¿Cómo se puede rebatir ese argumento y demostrar que lo que estamos observando ahora se debe a la intervención humana? Por supuesto, la comunidad científica ha presentado fuertes contraargumentos, pero hasta ahora se basaban exclusivamente en argumentos estadísticos y no dinámicos.
«El gran avance que hemos logrado es conectar la física del sistema, las leyes que determinan la evolución del sistema, con lo que se puede observar. Está bastante claro que la mejor manera de estudiar el cambio es a partir de las leyes evolutivas que afectan a lo que observamos, y que el cambio sería exactamente el factor climático que estamos buscando».
El Dr. Mickaël Chekroun, de la Universidad de California en Los Ángeles y del Instituto de Ciencias Weizmann, añadió: «Este es un gran paso porque nos dice que los métodos de detección y atribución que hemos utilizado durante muchos años para afirmar que el cambio climático existe están bien fundamentados. Demostramos cómo se puede mejorar la metodología y podemos ver sus posibles inconvenientes. Hemos avanzado sustancialmente en la teoría de la dinámica climática y de la relación entre la variabilidad climática y el cambio climático».
Más información: Valerio Lucarini et al, Detecting and Attributing Change in Climate and Complex Systems: Foundations, Green’s Functions, and Nonlinear Fingerprints, Physical Review Letters (2024). DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.244201
