La conexión climática entre temperatura, CO2 y KPIs

Con este breve artículo quiero dar continuidad al artículo “Cambio Climático Global” de nuestro boletín 03 WP -04/2019 dando resonancia a la publicación reciente de Pascal Richet del “Institut de Physique du Globe” de Paris.1

El mencionado artículo se centra en múltiples observaciones que evidencian un cambio climático iniciado hace décadas. Todos ellas centradas en demostrar un paulatino aumento de la temperatura media de la superficie de la tierra y que este aumento de temperatura va aparejado por un incremento de la concentración de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero (GEI). Existe una clara relación entre ambos y cierto es que en los últimos 500.000 años, la concentración en la atmósfera nunca alcanzó valores tan altos como en los últimos años. La opinión mayoritaria da por hecho que el aumento de los GEI´s es el desencadenante del aumento de la temperatura de la superficie terrestre.

Se puede decir que la Ciencia Moderna del Clima ha sido creada en 1903 por el físico noruego Vilhelm Bjerknes con la creación de una Meteorología Dinámica2Ha sido el primero que ha intentado describir y modelizar los complejos procesos de esta disciplina mediante un enredado sistema de siete ecuaciones diferenciales parciales no lineales. Estos modelos han experimentado una evolución que en los últimos 70 años va de la mano con la evolución de la capacidad de cálculo de los ordenadores. Sin embargo, al mismo tiempo se ha dejado de investigar los procesos físicos básicos del clima.

Figura 1: Ciclos de variación de la temperatura (ΔT), de la concentración de CO2 en la atmosfera comparado con los ciclos de insolación de Milankovitch 1 en 5 ciclos glaciales – interglaciales de los últimos 423 mil años.

En su publicación Pascal Richet1 se pregunta si los datos climatológicos históricos de los últimos 423 mil años permiten deducir que el aumento de la concentración del dióxido de carbono (y del metano) puede haber sido un/o el desencadenante del aumento de la temperatura en la superficie de la tierra. Para ello ha estudiado la conexión entre ésta última y la concentración de dióxido de carbono y metano en la atmósfera, analizando la evolución de estos tres parámetros en los pasados 423 mil años. Además de analizar los datos experimentales disponibles recurre a una interesante examinación epistemológica.

Del análisis geoquímico de los testigos de hielo de hasta 3.200 m de profundidad obtenidos en la estación Vostok, en el antártico, se ha determinado tanto la evolución de la temperatura del antártico como la concentración de CO2 y CH4 a lo largo de 423 mil años cubriendo 5 ciclos glaciales e interglaciares.

El análisis temporal de los ciclos de intensidad de la insolación de la tierra en este largo periodo de tiempo permite establecer una relación entre insolación, temperatura y concentración de CO2. Estos ciclos se denominan con el nombre del matemático, astrónomo, geofísico e ingeniero civil serbio Milutin Milankovitch (1879-1958) quien estudió en profundidad la relación de los ciclos glaciales e interglaciares en función de estos parámetros y sus variaciones cíclicas. Milankovitch encontró que estos cambios cíclicos en la intensidad de la insolación de la tierra se corresponden a fenómenos astronómicos, en concreto los cambios orbitales causados por la excentricidad, oblicuidad y la oscilación en el eje de rotación (precesión).

Analizando estos ciclos (Figura 1) se encuentra:

1º) Que los picos de temperatura son en miles de años más estrechos que los de CO2.

2º) Que los picos de CO2 tienen un retardo respecto a los de la temperatura de 1,3 ± 1,0 mil años.

3º) Que los picos grandes están controlados por las variaciones en la insolación debido a los mencionados ciclos astronómicos.

Asumiendo que las variaciones en la temperatura sean causadas por las variaciones en la concentración de CO2en la atmosfera, uno se enfrenta a contradictorias observaciones en las que, aunque la concentración de COsigua alta, la temperatura ha empezado a bajar miles de años antes o que en el mismo periodo de tiempo de un pico de CO2 haya dos picos en la temperatura (puntos señalados en la Figura 1).

Figura 2: Las tres principales variaciones orbitales. Excentricidad: cambios en la forma de la órbita terrestre. Oblicuidad: cambios en la inclinación del eje rotacional de la Tierra. Precesión: oscilación en el eje rotacional.

El cambio en la temperatura induce un cambio en la concentración de especies químicas en la atmosfera. En el caso del CO2, su concentración en la atmósfera experimenta un incremento cuando la temperatura aumenta debido a que su solubilidad en el agua del mar disminuye. A este respecto hay que tener en cuenta que la cantidad de CO2 que se almacena en la atmosfera es solo una pequeña fracción de la de los océanos.

El trabajo realizado por Pascal Richet y otros autores a los que éste se refiere no ponen en duda la existencia de un cambio climático, únicamente cuestiona seriamente que sea desencadenado por efectos antropogénicos. Los datos obtenidos de los sondeos en el hielo de la estación de Vostok demuestran que no existe evidencia física de que el aumento de la concentración de CO2 en la atmosfera pueda haber causado un aumento significativo de la temperatura media de la superficie de la tierra, contradiciendo los resultados obtenidos de los extraordinariamente complejos modelos matemáticos de simulación del clima.

El valor de un modelo se mide en función de su capacidad de replicar los experimentos y de poder hacer predicciones. Existen pocas teorías que hayan sido ampliamente aceptadas por la comunidad científica sin que hayan podido ser validadas por el experimento. Transcurrieron muchos años hasta que esto se pudiera hacer con la Teoría General de la Relatividad. Al reprochar a Einstein esta inaceptable carencia él respondió que su Teoría es tan bella que ello es suficiente, siendo realmente cierto que es una de las teorías más bellas que el hombre nunca ha creado.

Hoy en día, un científico es alguien que sabe todo de una parte insignificante del conocimiento universal en cambio no tiene visión global. La doctrina consiste en elaborar muchas publicaciones sobre esta parte insignificante del gran mar de conocimiento. Si se hubiese desarrollado el ideal del hombre renacentista, un científico debería ser una persona que disponga de unos conocimientos y experiencias equilibrados entre las distintas ramas del saber y del hacer, entre teología, filosofía, historia, justicia, economía, medicina, farmacología, agricultura «la madre de todas las culturas», psicología, lenguas, matemática, astronomía, física, química, biología, ingeniería civil, industrial, y «last but not least» el arte y la literatura. Sería imprescindible añadir habilidades manuales para poder mantener una equilibrada actividad neuronal de acuerdo con la famosa regla de San Benito «Ora y Labora». A mi juicio y por mi experiencia, muy poco puede comprenderse y hacerse sin profundos conocimientos en otras diciplinas. Un sencillo ejemplo: no pueden comprenderse las mareas sin conocimientos de astronomía. La especialización cada vez mayor nos ha llevado a una enorme falta de interconexión del Saber. Una sociedad compuesta únicamente por especialistas lleva a la sinrazón y a la decadencia.

En los complejos modelos de cambio climático, con un gran número de variables, muchas de ellas complejas funciones de otras variables, el cálculo de la propagación de los errores se vuelve demasiado inseguro o imposible. Los científicos de hoy en día, muy especializados en sus respectivas disciplinas, raras veces se interesan por la epistemología como lo hace Richet, cuando recurre, entre otras reflexiones filosóficas, al «principio de no contradicción» de Aristóteles, es decir que el modelo no debe contradecir a la observación y al experimento.

A mi juicio las llamadas emisiones de Gases de Efecto Invernadero sirven como un buen KPI de la gestión medioambientalmente sostenible más que como parámetro para medir la influencia de la humanidad en el clima global.

REFERENCIAS
» 1 “The temperature – CO2 climate connection: an epistemo- logical reappraisal of ice-core messages” – Pascal Richet. Institut de Physique du Globe de Paris. History of Geo- and Space Sciences, 12, 97-110, 2021

» 2 Physik Journal 7, Julio 2021 – Geschichte der Klimafors-chung. – Prof. Dr. Matthias Heymann