RT.4 Comprensión y Atribución del Cambio Climático

Recuadro RT.7: Evaluación de los Modelos de Circulación General Atmósfera-Océano

Los modelos de circulación general atmósfera-océano (MCGAO) son la herramienta básica utilizada para entender y hacer la atribución de las variaciones climáticas pasadas, y para las proyecciones futuras. Como no existen perturbaciones históricas al forzamiento radiativo completamente análogas a las perturbaciones inducidas por el ser humano previstas para el Siglo XXI, la confianza en los modelos se debe crear a partir de varios métodos indirectos, descritos debajo. En cada uno de estas áreas ha habido adelantos sustanciales desde el TIE, aumentando la confianza general en los modelos. {8.1}

Se ha logrado un mejor escrutinio y análisis del modelo de conducta gracias a la coordinación de esfuerzos internacionalmente coordinados para recopilar y diseminar el rendimiento de los experimentos de modelos realizados bajo condiciones normales. Esto ha motivado una evaluación más integral y abierta de modelos, abarcando una diversidad de perspectivas. {8.1}

Proyecciones para diferentes escalas y diferentes períodos usando los modelos mundiales del clima. Los modelos climatológicos proyectan el clima para varios decenios o a más largo plazo en el futuro. Como no se está realizando el rastreo ni la previsión de los detalles de los sistemas metereológicos individuales, las condiciones atmosféricas iniciales son mucho menos importantes de lo que resultan para los modelos del pronóstico meteorológico. Para las proyecciones climáticas, los forzamientos tiene una importancia mayor. Estos forzamientos incluyen la cantidad de energía solar que llega a la Tierra, la cantidad de partículas de materia que se encuentran en la atmósfera a raíz de las erupciones volcánicas y las concentraciones de gases antropogénicos y de partículas en la atmósfera. Como el área de interés va de lo mundial, a lo regional y a lo local, o se acorta la escala de tiempo de interés, la amplitud de la variabilidad vinculada al tiempo se incrementa en relación a la señal del cambio climático a largo plazo. Esto dificulta aún más la detección de la señal de cambio climático en escalas menores. Las condiciones en los océanos son igualmente importantes, sobre todo para la escala de tiempo interanual y decenal. {PF 1.2, 9.4, 11.1}

Formulación de modelos. La formulación de los MCGAO se ha desarrollado mediante una resolución espacial mejorada y mejoras en los esquemas numéricos y en la parametrización (por ejemplo, el hielo marino, la capa del límite atmosférico, la mezcla de océanos). En muchos modelos se han incluido otros procesos, incluidos diversos procesos clave importantes para el forzamiento (por ejemplo, los aerosoles ahora se modelan interactivamente en muchos modelos). La mayoría de los modelos mantiene ahora un clima estable sin utilizar ajustes de flujo, aunque se mantienen, en las integraciones de control de MCGAO, algunas tendencias a largo plazo, por ejemplo, debido a procesos lentos en el océano. {8.2, 8.3}

Simulación del clima actual. Como resultado de las mejoras en los modelos de formulaciones, se han producido mejoras en la simulación de muchos aspectos de clima medio actual. Las simulaciones de precipitación, la presión del nivel del mar y la temperatura de la superficie presentan cada uno mejoras en conjunto, pero siguen existiendo deficiencias, especialmente en lo concerniente a las precipitaciones tropicales. Aun cuando se mantienen deficiencias significativas en la simulación de nubes (y en las regeneraciones correspondientes a la sensibilidad climática), algunos modelos han mostrado mejoras en la simulación de ciertos regimenes de nubes (el estratocumulus principalmente marino). La simulación de fenómenos extremos (en especial la temperatura extrema) ha mejorado, pero, en sentido general, los modelos simulan muy poco la precipitación en sus casos más extremos. La simulación de ciclones extratropicales ha mejorado. Algunos modelos utilizados para las proyecciones de los cambios en los ciclones tropicales pueden simular, con éxito, la frecuencia y distribución observadas en ciclones tropicales. Se han logrado simulaciones mejoradas para la estructura de masa de agua, la circulación de retorno longitudinal, y la transferencia de calor del océano. Sin embargo, hay modelos sesgados a la hora de hacer la simulación del océano Antártico, mientras que hay cierto nivel de incertidumbre en la incorporación del modelo de calor oceánico durante los cambios climáticos. {8.3, 8.5, 8.6}

Simulación de modos de variabilidad climática. Los modelos simulan modos dominantes de variabilidad climática extratropical que se parecen a los observados (NAM/SAM, PNA, ODP) pero ellos todavía tienen problemas para representar algunos aspectos. Algunos modelos pueden simular ahora aspectos importantes de ENSO, mientras la simulación de la Oscilación Madden-Julian es aún, en general, poco satisfactoria. {8.4}

Simulación de variaciones climáticas pasadas. Se han dado pasos hacia delante en la simulación de variaciones climáticas pasadas. Independientemente de cualquier atribución que se haga a estos cambios, la habilidad de los modelos climáticos para proporcionar una explicación físicamente consecuente de variaciones climáticas observadas en las diferentes escalas de tiempo, brinda confianza en que los modelos están captando muchos procesos importantes para la evolución de clima del siglo XXI. Los últimos adelantos incluyen el éxito a la hora de crear modelos de cambios observados con un abanico más amplio de variables climáticas durante el siglo XX (por ejemplo, temperaturas superficiales y extremas a escala continental, dimensión del hielo marino, tendencias del contenido oceánico de calor, y precipitación en la tierra). También se ha progresado en la habilidad de crear modelos de muchos de los rasgos generales del pasado, de diferentes estados climáticos como el Holoceno medio y en el UMG mediante modelos idénticos o relacionados con aquéllos utilizados para estudiar el clima actual. La información sobre los factores tratados, considerados condiciones límite, en los cálculos del paleoclima incluye los estados diferentes del hielo en esos períodos. A partir de las observaciones se han podido prever los modelos climáticos anteriores, así como el aumento de la temperatura mundial debido al incremento de los gases de efecto invernadero, lo que refuerza la confianza en las proyecciones climáticas a corto plazo y para comprender los cambios climáticos previstos. {6.4, 6.5, 8.1, 9.3–9.5}

El clima y la predicción estacional mediante el uso de modelos climáticos. Se han comprobado algunos modelos climáticos para conocer la capacidad de predicción del valor inicial (que ha quedado demostrada), en escalas de tiempo que van desde las de las predicciones meteorológicas (varios días) hasta las de las variaciones estacionales climáticas, siempre y cuando se hayan iniciado con observaciones apropiadas. Aunque la capacidad de predicción de los modelos según este modo de funcionamiento no implica necesariamente que ofrecerán una respuesta correcta a los cambios en los agentes de forzamiento climático, tales como los gases de efecto invernadero, sí incrementan la confianza ya que sí representan adecuadamente algunos procesos y teleconexiones fundamentales del sistema climático. {8.4}

Medidas para el rigor de las proyecciones de los modelos. Por primera vez se ha explorado, mediante el uso de grupos de modelos, la posibilidad de crear las medidas de capacidad de los modelos (“métrica”), sobre la base de los métodos de evaluación anteriores, que se pueden utilizar para reducir la incertidumbre al brindar límites cuantitativos respecto de las proyecciones de modelos climáticos. Aún cuando estos métodos son prometedores, está por establecerse todavía un conjunto de medidas probadas. {8.1, 9.6, 10.5}