RT.4.5 Respuesta climática al forzamiento radiativo

La especificación de un rango probable y un valor muy probable para la sensibilidad climática de equilibrio^[8] en el presente informe representa un importante progreso para cuantificar la respuesta del sistema climático al forzamiento radiativo a partir del TIE y un avance en los desafíos al entendimiento que han perdurado por más de 30 años. El índice de la sensibilidad climática de equilibrio –el equilibrio mundial medio del calentamiento previsto si las concentraciones de CO₂ se mantienen al doble de sus valores preindustriales de (aproximadamente 550 ppm) – en el TIE se estableció entre 1,5°C y 4,5°C. Anteriormente, no había sido posible proporcionar un cálculo óptimo ni calcular. La probabilidad de que la sensibilidad climática pudiera estar fuera del margen citado. Se usan varios enfoques en esta evaluación para limitar la sensibilidad climática, incluso el uso de MCGAO, el examen de la evolución de la transición de la temperatura (superficie, aire superior y océano) durante los últimos 150 años y el análisis de la respuesta rápida del sistema climático mundial a los cambios en el forzamiento causado por las erupciones volcánicas (véase Gráfico RT.25). Éstos se complementan con cálculos basados en los estudios del paleoclima, así como en las reconstrucciones del registro de temperatura del HN del último milenio y el UMG. Una gran cantidad de conjuntos de simulaciones en modelos climáticos muestran que la habilidad de los modelos para simular el clima actual tiene valor para limitar la sensibilidad climática. {8.1, 8.6, 9.6, Recuadro 10.2}

Distribución Acumulada De Sensibilidad Climática

Gráfico RT.25. Distribuciones acumulativas de sensibilidad climática derivadas del calentamiento observado en el siglo XX (rojo), climatología modelo (azul), evidencia del indicador indirecto (azul verdoso) y sensibilidades climáticas de MCGAO (verde). Las líneas horizontales y las flechas marcan los límites de los cálculos de probabilidad definidas en la Guía de Incertidumbres de la Cuarta Evaluación del IPCC (véase Recuadro RT.1). {Recuadro 10.2, Gráfico 1 y 2}

El análisis de modelos, junto con las limitaciones de las observaciones, sugiere que la sensibilidad climática de equilibrio probablemente esté dentro del margen de 2°C a 4,5°C, con un valor en el cálculo óptimo de aproximadamente 3°C. Es poco probable que sea menos de 1,5°C. No se pueden excluir valores substancialmente superiores a los 4,5°C, aunque concuerdan menos con las observaciones. Las funciones de densidad de probabilidad derivadas de diferentes informaciones y enfoques generalmente tienden hacia valores altos que exceden los 4,5°C. Los análisis de la evolución climática y del forzamiento durante siglos anteriores y los estudios de conjunto de modelos, no consideran que la sensibilidad climática llegue a los 6°C o más. Un factor para ello es la posibilidad de un pequeño forzamiento radiativo neto durante el siglo XX, siempre y cuando los efectos de enfriamiento indirecto de los aerosoles está en el extremo superior del índice de incertidumbre, eliminando así la mayor parte del forzamiento positivo derivado de los gases de efecto invernadero. Sin embargo, no existe ninguna forma establecida para calcular una función de distribución de probabilidad única a partir de los resultados individuales que tenga en cuenta las diferentes proposiciones de cada estudio. La falta de restricciones fuertes que limiten las altas sensibilidades climáticas evita la especificación de un límite de 95 percentil o un margen muy probable para la sensibilidad climática. {Recuadro 10.2}

En la actualidad ha aumentado la confianza en el conocimiento de los procesos climáticos claves, importantes para la sensibilidad climática debido a los análisis mejorados y a las comparaciones entre modelos y observaciones. Los cambios en el vapor de agua dominan los retroefectos de sensibilidad climática y ahora se interpretan mejor. Las nuevas pruebas derivadas de la observación y los modelos favorecen un retroefecto combinado de tasa de vapor de agua^[9] – lapso, de aproximadamente la fuerza encontrada en los Modelos de Circulación General (MCG), es decir, aproximadamente de 1 C m^–2 por grado de aumento de la temperatura mundial, correspondiendo a más de un 50% de ampliación del calentamiento medio mundial. Estos MCG demostraron poder estimular las variaciones de humedad de estacional a interdecenal en la tropósfera superior en la tierra y el océano y simularon con éxito la temperatura superficial y los cambios de humedad observados y asociados a las erupciones volcánicas. Los retroefectos de las nubes (particularmente de las nubes bajas) siguen siendo la fuente más grande de incertidumbre. Se ha demostrado que los retroefectos criosféricos, tales como los cambios en la cubierta de nieve, contribuyen menos a la diseminación, en los cálculos del modelo, de sensibilidad climática, que los retroefectos de nubes o de vapor de agua, pero éstos pueden ser importantes para las respuestas climáticas regionales en latitudes medias y altas. Una nueva comparación entre modelos sugiere que las diferencias en las formulaciones de transferencia radiativa también contribuye al índice. {3.4, 8.6, 9.3, 9.4, 9.6, 10.2, Recuadro 10.2}

La mejor cuantificación de sensibilidad climática permite cálculos óptimos del temperaturas de equilibrio e índices que serían de esperar si las concentraciones de CO₂ se estabilizaran en varios niveles sobre la base de las consideraciones del equilibrio de la energía mundial (véase Tabla RT.5). Al igual que los cálculos de sensibilidad climática, no se puede establecer un límite superior muy probable. Se debe hacer a las limitaciones en los conceptos de forzamiento radiativo y sensibilidad climática. Sólo algunos MCGAO alcanzaron el equilibrio con concentraciones elevadas de CO₂, y algunos resultados muestran que los retroefectos climáticos pueden cambiar durante escalas de tiempo prolongadas, arrojando desviaciones sustanciales a partir de cálculos de calentamiento basados en la sensibilidad climática de equilibrio deducido de modelos oceánicos de capa mixta y de cambios climáticos pasados. {10.7}

Desde el TIE, ha mejorado el consenso entre modelos acerca del cambio climático transitorio proyectado. El índice de respuestas al clima transitorio (definido como la temperatura media mundial del aire de la superficie, promediada durante un período de 20 años y centrada en el momento en que el CO₂ se duplicó en un experimento de aumento del 1% año^–1) entre modelos es menor que el margen de sensibilidad climática de equilibrio. Este parámetro se ve ahora más limitado por los conjuntos multimodelo y por las comparaciones con las observaciones; es muy probable que sea mayor que 1°C y muy poco probable que sea mayor que 3°C. La respuesta climática transitoria está relacionada con la sensibilidad de forma no lineal, y no se manifiestan inmediatamente las sensibilidades altas en respuestas a corto plazo. La respuesta climática transitoria se ve muy afectada por la tasa de incorporación oceánica de calor. Aunque los modelos oceánicos han mejorado, los sesgos en los modelos y los datos limitados sobre temperatura oceánica utilizados para evaluar la incorporación oceánica de calor transitoria afectan a la exactitud de cálculos actuales. {8.3, 8.6, 9.4, 9.6, 10.5}