Bienvenidos a esta nueva sesión del curso de energías sustentables,
mi nombre es Julio Vergara, profesor de la escuela de ingeniería UC,
en esta ocasión,
conoceremos los elementos básicos de la modelación climática vigente
para comprender la influencia de los gases de efecto invernadero
antropogénicos en el clima terrestre.
Esto tiene como objetivo implícito
validar o minimizar la contribución de la sociedad en el cambio climático,
si esto no fuera de su responsabilidad donde destaca el sector energía,
no tendría mucho sentido cambiar la forma de generación eléctrica
o de producción y uso de combustibles.
Sabemos que la temperatura de la Tierra
ha variado de forma cíclica en el pasado
y solo en el periodo más reciente se han agregado gases
desde el mundo tecnológico,
no existe evidencia histórica de la reacción de emisiones
en un sistema tan complejo como el climático,
en efecto este es el primer experimento,
ahora en tiempo y escala real,
las reacciones van ocurriendo y se van midiendo,
pero no hubo trayectorias alternativas para hacer comparaciones.
Para eso, la pregunta clave es,
¿cuál es el efecto dominante?
¿El natural o el humano?
En este plano existen muchas preguntas, un par de estas son:
¿cuál es el impacto de las misiones antropogénicas?
y ¿cuál es el plazo disponible para tomar medidas o para mitigar o adaptarse?
La información existente es distante en el tiempo,
hay datos actuales y geológicos
a lo cual se suman modelos teóricos de creciente complejidad y confianza.
La modelación se hace sobre segmentos espaciales
que consideran un bloque con una dimensión vertical,
formado por tierra, mar y atmosfera,
en este segmento se realiza un balance de temperatura y de masa,
contemplando la operación lluvia y nieve,
la circulación oceánica y aérea,
así como la energía que llega al segmento desde el sol
y la energía que emite el segmento al exterior,
además de las barreras que ponen las nubes
Los modelos han ido evolucionando, haciéndose más complejos
junto con la creciente capacidad computacional,
los primeros modelos solo consideraban la atmosfera y luego la superficie,
los mares y hielos,
con esta limitada modelación de la realidad se hicieron las primeras estimaciones
para el panel intergubernamental del cambio climático.
Luego se agregó el océano, dando un mayor realismo,
considerando que el mar ha absorbido decenas de zetajoules
de energía radiante,
los modelos actuales incluyen a los anteriores,
los aerosoles, el ciclo carbón
y crecientemente se considera la vegetación y los procesos químicos atmosféricos,
este cuadro representa el progreso en la resolución horizontal.
En este caso mostrando a Europa desde una grilla de 80 kilómetros
a una de 30 kilómetros de lado,
en los tramos verticales, acuáticos y aéreos,
los modelos describen los fenómenos regionales,
la diferencia de temperatura superficiales troposférica,
el efecto de las nubes, la operación, etcétera.
Se han integrado el transporte de calor oceánico, vapor de agua,
la dinámica del hielo y la química atmosférica,
algunos consideran huracanes, erupciones,
las oscilaciones atmosféricas del pacifico oriental y ecuatorial
o fenómeno del niño, etcétera.
Los modelos deben integrar
los diferentes tiempos y dinámicas de los eventos que operan,
tanto en los cambios de composición atmosférica,
el sistema climático, el sistema ecológico y el sistema tecnológico,
por ejemplo, un pulso de CO2 tiene una duración propia,
del mismo modo se puede esperar reacciones sociales
relativamente lentas y respuestas más lentas aun de los sistemas climáticos
Las simulaciones que integran el forzamiento antropogénico
con las respuestas naturales,
reproducen relativamente bien los cambios a gran escala,
aunque es posible que no modelen todo el problema,
el IPCC concluye que el balance de las pruebas
confirma una influencia humana en el clima,
pero advierte que la señal antropogénica aún se enmascara
en la variabilidad natural.
Los estudios muestran una señal humana más clara en el clima
de los últimos 35 a 50 años,
sin embargo, la simulación de forzamiento natural, no explica el calentamiento
en la segunda mitad del siglo 20
e indican que el forzamiento natural pudo contribuir al calentamiento inicial del ciclo,
las simulaciones de interés
están superpuestas al último segmento del actual periodo interglaciar.
Este cuadro muestra las simulaciones separadas,
considerando por un lado solo el forzamiento natural y por otro lado
el forzamiento antropogénico en fondo gris,
se puede apreciar
que ninguno refleja adecuadamente la temperatura observada en rojo,
sin embargo, la suma de los efectos
lleva a una coincidencia razonable,
lo que parece justificar de buena forma, la perturbación climática
causada por el hombre.
Estas figuras, muestran las simulaciones separadas,
modeladas con y sin el efecto antropogénico
en diferentes regiones y continentes,
se aprecia que el modelamiento combinado,
representa en mejor forma el comportamiento observado,
se aprecia una consistente mayor temperatura
en diferentes regiones del hemisferio norte,
donde se concentra la mayor parte de la población y la actividad industrial.
Lo mismo ocurre en la modelación, separando el mar de la tierra,
acá se aprecia una mayor temperatura global de la Tierra,
en cualquier caso, se muestra que los modelos climáticos
responden adecuadamente.
En efecto,
la mayoría de los estudios considera que en los pasados 50 años,
el ritmo en magnitud del calentamiento global
es comparable a lo observado, con creciente concordancia,
los principales problemas pendientes son las nubes y su efecto en el albedo,
los aerosoles y su influencia en las nubes y el mezclado oceánico.
Es posible resumir y concluir,
que hay modelos cada vez más precisos y coherentes,
que pueden integrar crecientes variables
en una grilla climática cada vez más pequeña.
Los resultados no se ajustan plenamente, sin embargo,
la modelación considerando las emisiones antropogénicas junto con las naturales,
presenta una correlación satisfactoria
y justificaría una intervención antropogénica del clima,
hasta la próxima sesión.
Julio VergaraPhD in Nuclear Materials Engineering
César Sáez NavarreteDoctor en Ciencias de la Ingeniería
