La formación de las nubes y la sensibilidad climática

El problema fundamental para decidir si el calentamiento global debido al efecto de los gases de efecto invernadero será o no será significativo es dilucidar cual es la sensibilidad del clima terrestre al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

A pesar de décadas de investigación tratando de reducir la incertidumbre, las estimaciones de la sensibilidad climática de los modelos climáticos todavía dan valores comprendidos entre 1,5 a 5 ºC para  una duplicación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, lo que impide hacer proyecciones precisas del clima futuro: una sensibilidad de 1,5 ºC haría que el calentamiento global fuera muy poco relevante, mientras que una sensibilidad de 5 ºC haría que fuera catastrófico.  Este intervalo tan grande en los valores de la sensibilidad del clima es en gran parte debida a las diferencias en la respuesta de las nubes bajas, por razones que no se entienden.

En un reciente estudio titulado Spread in climate sensitivity traces to atmosphere connective mixing se estudia el papel de la formación de nubes y si esto tiene un efecto positivo o negativo sobre el calentamiento global. En él se analizan 43 modelos climáticos, y reduce el intervalo de la sensibilidad climática a uno comprendido entre 3 y 5 ºC al doblar la concentración de CO₂.

La clave para esta disminución del intervalo de la sensibilidad del clima se encuentra en las observaciones reales sobre el papel del vapor de agua en la formación de las nubes.

Estas observaciones muestran que las corrientes ascendentes del vapor de agua absorbido por la atmósfera a través de la evaporación, pueden o bien llegar a una altura de 15 kilómetros para formar nubes que produzcan lluvias intensas, o bien pueden elevarse solo unos pocos kilómetros antes de regresar a la superficie sin formar nubes de lluvia. Cuanto mayor sea la cantidad de estas últimas corrientes ascendentes, más se reduce la cubierta total de nubes, ya que dejan más vapor de agua lejos de las regiones más altas de formación de la nube.

En líneas continuas, el ciclo hidrológico que lleva a la formación de nubes. En líneas discontinuas, el que no lleva a la formación de nubes

Todo el vapor de agua evaporado llegaría a las regiones de formación de nubes si sólo existieran corrientes ascendentes de hasta 15 kilómetros. En este caso, se formarían más nubes y la temperatura en la superficie sería menor, ya que las nubes reflejan parte de la radiación solar hacia el exterior.

Al examinar los 43 modelos anteriormente citados, los autores del estudio descubrieron que los modelos que muestran una sensibilidad climática menor solamente contemplan las corrientes ascendentes de más de 15 kilómetros, por lo que, en estos modelos, se producen más nubes, lo que da lugar a una mayor reflexión de la luz solar. Como consecuencia, el clima global de estos modelos resulta menos sensible a la concentración de CO₂ en la atmósfera. Sin embargo, afirman, las observaciones del mundo real muestran que este supuesto es erróneo.

Cuando los procesos en los modelos climáticos se corrigen para que coincidan con las observaciones en el mundo real, los modelos contemplan ciclos que tienen vapor de agua en una gama más amplia de alturas en la atmósfera, causando que se formen menos nubes cuando el clima se calienta. Esto aumenta la cantidad de luz solar y de calor que entran en la atmósfera y, como resultado, aumenta la sensibilidad de nuestro clima en dióxido de carbono o cualquier otra perturbación.

El mecanismo aparente es que la mezcla de corrientes ascendentes de diferentes alturas deshidrata la parte inferior de la región de formación de nubes, y esta deshidratación aumenta a medida que el clima se calienta. En los modelos, este aumento depende de la mezcla inicial de corrientes ascendentes, lo que relaciona esta mezcla con la retroalimentación de las nubes.

El resultado es que cuando los procesos de vapor de agua se representan correctamente, la sensibilidad del clima a una duplicación del dióxido de carbono (que se producirá en los próximos 50 años) significa que podemos esperar un aumento de temperatura de por lo menos 4 °C para el año 2100.

Si los autores de este estudio tienen razón (algunos ya lo consideran basura, como es el caso de The k2p blog), las consecuencias de proseguir quemando combustibles fósiles al ritmo que se está haciendo pueden ser muy importantes. Seguramente veremos muchos comentarios sobre este estudio en las próximas fechas.