Cómo prueba la ciencia si los humanos son los causantes de los fenómenos climáticos extremos

Un campo emergente de la ciencia climática que analiza los fenómenos meteorológicos extremos está detrás de la afirmación de que las olas de calor sin precedentes que azotan el mundo son resultado del cambio climático inducido por el hombre.

La atribución de eventos extremos examina la huella humana en los desastres relacionados con el clima comparando nuestro mundo actual (y su creciente cantidad de anomalías climáticas) con uno idealizado, donde la influencia humana sobre el clima nunca ocurrió.

Para ello, los investigadores ejecutan programas informáticos conocidos como modelos climáticos que simulan patrones climáticos a lo largo del tiempo, de forma similar a los modelos utilizados para un pronóstico local de siete días. Pero estos recrean el clima a lo largo de décadas o siglos, en lugar de horas o días.

“Lo realmente interesante de los modelos climáticos es que tienes un mundo en una computadora y puedes hacer experimentos con él”, dijo Andrew Pershing, vicepresidente de ciencia de la organización de investigación sin fines de lucro Climate Central. “Y literalmente puedes hacer el experimento de cómo sería este mundo si el calentamiento global nunca hubiera ocurrido”.

La conexión de un clima cambiante con la actividad humana se remonta al trabajo de dos premios Nobel de física, Syukuro Manabe y Klaus Hasselmann, quienes fueron pioneros en el desarrollo de modelos climáticos a partir de la década de 1960. Los modelos climáticos nos ayudan a comprender cómo ha cambiado el clima en el pasado y cómo puede cambiar en el futuro. Resuelven ecuaciones matemáticas que describen cómo interactúan la energía y la materia en diferentes partes del océano, la atmósfera y la tierra.

Los científicos de la atribución utilizan modelos climáticos para reproducir los últimos cientos de años en la Tierra, eliminando todas las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por los humanos. Al contrastar este mundo ficticio con el nuestro, pueden ver si eventos extremos como inundaciones, sequías u olas de frío son diferentes y qué efecto han tenido esas emisiones en nuestro clima.

Por ejemplo, un estudio de atribución realizado en julio encontró que las olas de calor en América del Norte y Europa habrían sido “prácticamente imposibles” en un mundo sin cambio climático.

Si los humanos no hubieran calentado el planeta quemando combustibles fósiles, estas olas de calor todavía se considerarían raras. Pero en realidad, podemos esperar que aparezcan cada 15 años en América del Norte y cada 10 años en Europa, según los científicos de atribución.

También advierten que, si los humanos continúan produciendo emisiones al ritmo actual, las olas de calor se acelerarán hasta llegar a ser cada dos o cinco años, a partir de mediados de la década de 2030.

“Se trata de información realmente importante para los gestores de recursos hídricos, los planificadores urbanos y los responsables de la formulación de políticas en relación con la adaptación y la resiliencia climática”, afirmó Kevin A. Reed, profesor de ciencias marinas y atmosféricas en la Universidad Stony Brook.

Hasta hace poco, los científicos evitaban en gran medida conectar cualquier evento individual con el cambio climático, con la idea de que el tiempo es por naturaleza impredecible y no tiene una causa única. Pero en 2004, lo que se considera el primer estudio sobre eventos extremos determinó que el cambio climático había “al menos duplicado el riesgo” de la ola de calor del año anterior en Europa, que mató a más de 70.000 personas.

Casi cualquier fenómeno meteorológico podría ocurrir por casualidad, pero los autores argumentaron que los modelos climáticos podrían usarse para desentrañar el papel que jugó la humanidad al hacer que un calor tan intenso fuera más probable. Simularon el clima con y sin emisiones humanas miles de veces, contando cuántas veces apareció una ola de calor tan extrema como la de 2003. Si bien el evento fue raro en ambos casos, ocurrió con el doble de frecuencia en el mundo con emisiones humanas.

Desde ese primer estudio fundamental, los científicos han investigado más de 500 desastres relacionados con el clima en todo el mundo, y se ha descubierto que el 71 por ciento de ellos son más probables o más graves debido al cambio climático causado por el hombre. Con la ayuda de computadoras más rápidas y modelos climáticos más precisos, los investigadores ahora pueden realizar estos análisis en días en lugar de meses.

La iniciativa Atribución del Clima Mundial (WWA, por sus siglas en inglés), formada en 2015 por un equipo internacional de científicos climáticos, ha llevado a cabo más de 50 estudios de atribución, la mayoría después de eventos o mientras aún están ocurriendo. La WWA fue responsable del análisis del calor extremo de julio en todo el mundo, un análisis que sólo tardó cinco días en compilarse.

Muchos investigadores ven la atribución de eventos extremos como una herramienta de comunicación que tiene el poder de conectar el cambio climático con las experiencias cotidianas de las personas. “Hacer la atribución en tiempo real es lo que será más útil para que la gente esté informada, mientras se centra la atención en un evento extremo”, dijo Robert Vautard, miembro del equipo de la WWA y director del Instituto Pierre-Simon Laplace.

La WWA ha señalado el calentamiento global como el principal impulsor de las sequías en África Oriental desde 2020, una ola de calor en 2022 en América del Sur y las inundaciones de 2022 en Pakistán. Pero en el caso de una sequía en Madagascar en 2019, la WWA descubrió que la reducción de las precipitaciones se debía principalmente a la variación climática natural, a pesar de que las Naciones Unidas afirmaran lo contrario.

Climate Central ha adaptado los métodos desarrollados por WWA para crear el Índice de Cambio Climático (CSI, por sus siglas en inglés), una métrica que revela cuánto han sido alteradas las condiciones climáticas diarias por el cambio climático. Pershing y sus colegas promedian los resultados de 22 modelos climáticos, calculando la probabilidad de temperaturas locales diarias con y sin emisiones históricas de gases de efecto invernadero.

Su reciente análisis de que el cambio climático hizo que julio fuera más caluroso para más de 6.500 millones de personas, o el 81 por ciento de la población de la Tierra, había analizado datos de 4.700 ciudades y 200 países. “Prácticamente ningún lugar de la Tierra escapó a la influencia del cambio climático” en julio, afirmó Pershing.

El laboratorio de Reed se especializa en estudios de atribución de eventos que analizan específicamente el efecto sobre los huracanes. Para cada estudio, ejecuta 40 simulaciones durante los últimos 150 años, cada una con una superficie del mar, una temperatura y una humedad atmosférica ligeramente alteradas para agregar el elemento de azar a la hora de influir en las condiciones climáticas. También incluye una “carrera de control preindustrial” que captura el clima de 1850, o una época anterior al aumento de las emisiones humanas.

Después de acercarse a una hora y región determinadas para capturar un huracán objetivo, Reed ejecuta pronósticos meteorológicos de siete días. Para identificar la huella humana, comparan las características de los huracanes durante esa semana, como la tasa de lluvia, la cantidad de acumulación, la intensidad y el tamaño.

Su estudio de la temporada de huracanes del Atlántico norte de 2020, una de las más activas registradas, descubrió que el cambio climático aumentó las tasas de precipitaciones en un 11 por ciento y las cantidades de lluvia en un 8 por ciento.

*Meeri Kim (c) 2023, The Washington Post