Nubes y clima: cómo pequeños cambios atmosféricos podrían desencadenar un calentamiento global importante
Estudios recientes revelan cómo dos tipos de nubes —cúmulos de vientos alisios y de fase mixta— afectan significativamente las predicciones del clima global. Los científicos ahora comprenden cómo la composición de las nubes, los bucles de retroalimentación y la reflectividad afectan el calentamiento global, lo que subraya la urgencia f
Las masas de vapor de agua condensado que flotan en la atmósfera desempeñan un papel importante en el calentamiento global
Predecir cuánto se calentará el clima de la Tierra es vital para ayudar a la humanidad a prepararse para el futuro. Eso, a su vez, requiere abordar una de las principales fuentes de incertidumbre en la previsión del calentamiento global: las nubes.
Some clouds contribute to cooling by reflecting part of the Sun's energy back into space. Others contribute to warming by acting like a blanket and trapping some of the energy of Earth's surface, amplifying the greenhouse effect.Puzzle pieces
«Las nubes interactúan muy intensamente con el clima», dijo la Dra. Sandrine Bony, climatóloga y directora de investigación del French National Centre for Scientific Research (CNRS) en París.
Influyen en la estructura de la atmósfera, afectando todo, desde la temperatura y la humedad hasta las circulaciones atmosféricas.
Y, a su vez, el clima influye en dónde y qué tipos de nubes se forman, según Bony, autora principal del informe de evaluación de 2007 del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de las Naciones Unidas, galardonado con el Premio Nobel de la Paz.
Son tantos los procesos y bucles de retroalimentación que pueden afectar el cambio climático que resulta útil descomponer el problema en partes más pequeñas.
'Cada vez que logramos comprender mejor una de las piezas, disminuimos la incertidumbre del problema en su conjunto', dijo Bony, quien coordinó el proyecto EUREC4A, financiado por la UE, que finalizó el año pasado.
Hace varios años, Bony y sus colegas descubrieron que las nubes pequeñas y esponjosas comunes en las regiones de los vientos alisios causan algunos de los mayores niveles de incertidumbre en los modelos climáticos. Estas nubes se conocen como cúmulos de alisios.
Si bien las nubes cúmulos de alisios son pequeñas y relativamente poco espectaculares, son numerosas y se encuentran ampliamente en los trópicos, según Bony. Debido a que hay tantas de estas nubes, lo que les sucede potencialmente tiene un enorme impacto en el clima.
EUREC4A utilizó drones, aviones y satélites para observar las nubes cúmulos de alisios y sus interacciones con la atmósfera sobre el océano Atlántico occidental, cerca de Barbados.
Muchos modelos asumen que la estructura y el número de estas nubes cambiarán significativamente a medida que aumente la temperatura global, lo que podría generar bucles de retroalimentación que amplifiquen o atenúen el cambio climático. Los modelos que proyectan una fuerte reducción de tales nubes a medida que aumentan las temperaturas tienden a predecir un mayor grado de calentamiento global.
Buenas noticias
Pero Bony y sus colegas descubrieron que las nubes cúmulos de alisios cambian mucho menos de lo esperado a medida que la atmósfera se calienta.
'En cierto modo, son buenas noticias porque un proceso que pensábamos que podría ser responsable de una gran amplificación del calentamiento global no parece existir', dijo.
Más importante aún, significa que los climatólogos ahora pueden utilizar modelos que representan con mayor precisión el comportamiento de estas nubes al predecir el efecto del cambio climático.
Reducir este elemento de incertidumbre en las predicciones de la magnitud global del calentamiento hará más precisas las predicciones de impactos locales, como las olas de calor en Europa, según Bony.
'El aumento en la frecuencia de las olas de calor depende en gran medida de la magnitud del calentamiento global', dijo. 'Y la magnitud del calentamiento global depende en gran medida de la respuesta de las nubes'.
Agua y hielo
Mientras tanto, la profesora Trude Storelvmo, científica atmosférica de la Universidad de Oslo en Noruega, ha estado explorando los procesos dentro de un tipo diferente de nube, las nubes de fase mixta, para ayudar a mejorar los modelos climáticos.
Le fascina cómo los procesos en las nubes que ocurren a una escala minúscula, micrométrica, pueden tener una influencia tan grande en los procesos atmosféricos y climáticos a escala global.
Las nubes de fase mixta contienen tanto agua líquida como hielo y son responsables de la mayoría de las precipitaciones en todo el mundo. En los últimos años, ha quedado claro que también desempeñan un papel importante en el cambio climático.
Storelvmo coordinó el proyecto MC2 financiado por la UE, que se desarrolló durante cinco años hasta el mes pasado y descubrió nuevos detalles sobre cómo reaccionan las nubes de fase mixta a temperaturas más altas. Los resultados subrayan la urgencia de transitar hacia una sociedad baja en carbono.
Cuanta más agua líquida contienen las nubes de fase mixta, más reflectantes son. Y al reflejar más radiación del sol lejos de la Tierra, enfrían la atmósfera.
«A medida que la atmósfera se calienta, estas nubes tienden a desplazarse del hielo hacia el líquido», dijo Storelvmo. «Lo que ocurre entonces es que las nubes también se vuelven más reflectantes y tienen un efecto de enfriamiento más fuerte».
Un despertar abrupto
Pero hace algunos años, Storelvmo y sus colegas descubrieron que la mayoría de los modelos climáticos globales sobreestiman este efecto. MC2 lanzó globos hacia las nubes de fase mixta y utilizó datos de teledetección de satélites para sondear su estructura y composición.
Los investigadores descubrieron que los modelos climáticos actuales tienden a hacer que la mezcla de agua y hielo en las nubes de fase mixta sea más uniforme y menos compleja que en las nubes reales, lo que lleva a sobreestimar la cantidad de hielo en las nubes.
Según Storelvmo, como estas nubes de los modelos tienen más hielo que perder, cuando las simulaciones las calientan, el cambio en la reflectividad es mayor que en las nubes reales. Esto significa que los modelos sobreestiman el efecto atenuante que las nubes de fase mixta tienen sobre el cambio climático.
Cuando el equipo introdujo los datos de nubes más realistas en los modelos climáticos y los sometió a un calentamiento simulado, hicieron otro hallazgo importante: el aumento de la reflectividad de las nubes de fase mixta se debilita con el calentamiento.
Si bien con un calentamiento moderado el efecto atenuante sobre las temperaturas más altas es bastante fuerte, este ya no es el caso a medida que se intensifica el calentamiento.
Llega un punto en el que el hielo de la nube se ha derretido por completo y el efecto de enfriamiento se debilita, y luego desaparece por completo. Determinar exactamente cuándo empieza a ocurrir esto es una cuestión para futuras investigaciones.
Pero, según Storelvmo, esto refuerza la necesidad de reducciones urgentes de las emisiones de gases de efecto invernadero.
«Nuestros hallazgos sugieren que si simplemente dejamos que continúen las emisiones de gases de efecto invernadero, no se tratará solo de un calentamiento lineal y gradual; podría haber un calentamiento que se acelera rápidamente cuando se llega a cierto punto», dijo. «Realmente necesitamos evitar alcanzar ese punto a toda costa».
A medida que se integren en los modelos nuevos hallazgos sobre las nubes como estos, las predicciones climáticas utilizadas por los responsables de las políticas serán más precisas.
Originally published in Horizon MagazineImage credit: Mateus Andre / Freepik.Tags: clouds and climate change, trade cumulus clouds, mixed-phase clouds, cloud reflectivity, climate model uncertainty, global warming predictions, climate feedback loops, atmospheric warming, EUREC4A project, MC2 project, greenhouse gas tipping points