¿Cómo trabaja la ecuación de clima?

Un modelo de cálculo sencillo 

 La ecuación del clima

Demostramos el problema de aerosol en unos pocos cálculos sencillos:

En un modelo de clima hay ciertos factores que manejan (la fuerza) el sistema del clima. Estas fuerzas pueden ser positivas y llevar a un calentamento. Pueden ser también negativas y llevar a un enfriamiento. Llamamos forzar “delta Q”. Si los factores que manejan cambian con el tiempo (por ejemplo de la industrialización hasta ahora) porque la acumulación de los gases de invernadero, o el cambio solar promedio de la radiación o la nubosidad, la temperatura promedio en la Tierra (“delta T”) también cambia. Entre más grande es el cambio en la temperatura lo más sensible que es la reacción del sistema de clima a cambios en la fuerza. Esta sensibilidad del clima es expresada por la letra griega “Lambda”.

Ahora podemos escribir:

Cambio de la emperatura = sensibilidad del clima x fuerza

with:

El cambio de la temperatura en la considerada gama de tiempo

Sensibilidad del clima 

Cambio en la fuerza durante el tiempo considerado (en watts por metro cuadrado)

 ¿Qué son las fuerzas de manejo?

La inverstigación del clima estudia qué sustancias químicas y parámetros físicos  aguantan estas fuerzas de manejo. Un factor clave son los gases invernaderos: el bióxido de carbono, ozono, el óxido nitroso, CFCs. Su fracción en el aire ha aumentado considerablemente desde la industrialización. Los gases invernaderos retienen la energía de la radiación infrarrojo cerca de la Tierra. Esta fuerza radiactiva introduce cerca de  +2.4 W/m².  Hay algunas otras fuerzas que pueden ser positivas o negativas pero que tienen un impacto menos substancial. Finalmente los aerosoles juegan un mayor papel, por reflejo directo de la luz del sol o a través de a formación de nubes. Nuestro conocimiento de la dimensión de este efecto es muy pobre. Nosotros sólo podemos adivinar que puede estar en el rango de –1 to –2 W/m².
 
Podemos escribir ahora una ecuación muy sencilla acerca de la suma de todos los factores de manejo:

 ¿Cuán fuerte es el impacto de el enfriamiento del aerosol en la sensibilidad del clima? 

Un cálculo sencillo con números enteros demuestra que el clima es totalmente dependiente en el enfriamiento del aerosol.  Asumimos que un cambio de la temperatura de 2°C ha sido observado. Además la fuerza del clima viene de los gases invernaderos y otros factores que pueden sumar 2 W/m². Desde que conocemos exactamente el significado del enfriamiento del aerosol, asumimos los valores de: 0 ;  -1 ;  -1.5 ; -1.75 W/m². ¿Cuál es la sensibilidad del clima resultante?

	forcing greenhouse gases + others	forcing aerosol
2	+ 2	0	2	1
2	+ 2	- 1	1	2
2	+ 2	- 1,5	0,5	4
2	+ 2	- 1,75	0,25	8

Vemos que la sensibilidad del clima toma valores de 1, 2, 4 and 8°C por W/m². Esto es muy incierto. Una incertidumbre tan amplia es rendida también en los cálculos científicos del clima. Los modelos del clima utilizan, por ejemplo, sensibilidades de 1.5 a 4.5°C por W/m².

El gráfico a la izquierda muestra el resultado con una gama en color gris de la incertidumbre para un cálculo científico. 

Gráfico: Estimación de la sensibilidad del clima basada en el artículo ‘Naturaleza’ de Andreae,Jones and Cox del 2005-06-30

 Si la sensibilidad del clima es alta...

¿Qué sucederá si asumimos que el enfriamiento de aerosol es bastante alto  (acerca de 1.5 W/m²), pero disminuirá en el futuro próximo, mientras al mismo tiempo la cantidad de gases invernaderos en el aire aumenta? Escogemos algunos números: 

forcing greenhouse gases + others	forcing aerosol
+ 2,5	1	1,5	4	6
+ 3	- 0,5	2,5	4	10

Como podemos observar, la temperatura global incrementaría significativamente.

Este ejemplo del cálculo de un modelo de clima es simplificado totalmente. Pero explica los pensamientos básicos que están detrás de las preocupaciones de los científicos.