Extrayendo la sensibilidad climática de mediciones por satélite

La sensibilidad climática es la medida de cuánto responde nuestro clima a un desequilibrio energético. La definición más habitual es el cambio en la temperatura global si se duplica la concentración atmosférica de CO2. Si no hubiera realimentaciones, la sensibilidad climática sería de 1ºC. Sin embargo sabemos que hay un número de realimentaciones (feedbacks), positivos y negativos. Así que, ¿cómo determinamos la realimentación neta? Una solución empírica es observar cómo responde nuestro clima a los cambios de temperatura. Dado que tenemos mediciones por satélite del balance radiativo y mediciones de temperatura en superficie, la unión de ambas debería darnos una indicación del feedback neto.

Un estudio que intenta hacer esto es On the determination of climate feedbacks from ERBE data (Lindzen et al 2009), que examina la temperatura de la superficie oceánica en los trópicos (20° Sur a 20° Norte) desde 1986 a 2000. En concreto, examina los periodos en los que la variación de temperaturas es mayor de 0,2°C, marcados en colores rojo y azul en la Figura 1:

Figura 1: temperatura mensual de la superficie oceánica entre 20° Sur y 20° Norte. Los periodos con cambios de temperatura superiores a 0,2°C están marcados en rojo y azul (Lindzen et al 2009).

Lindzen et al también analizan las mediciones por satélite de la radiación que escapa al espacio durante esos periodos. Puesto que los cambios de temperatura de corto plazo en la temperatura del océano tropical están en buena medida causados por la Oscilación del Sur El Nino Southern Oscillation, los cambios en la radiación que escapa al espacio permiten comprender mejor cómo responde el clima a los cambios de temperatura. Su análisis encontró que cuando aumenta la temperatura, escapa más radiación al espacio, y concluyeron que el feedback neto es negativo y nuestro planeta tiene una baja sensibilidad climática de unos 0,5°C.

Sin embargo, una contestación a este estudio, Relationships between tropical sea surface temperature and top-of-atmosphere radiation (Trenberth et al 2010) reveló una serie de errores en el análisis de Lindzen. Resulta que la baja sensibilidad climática es un resultado que depende mucho de la elección del los puntos iniciales y finales en los periodos analizados. Cambios pequeños en las fechas elegidas cambian por completo el resultado. En resumen, se puede pellizcar en la fecha de inicio y fin para obtener la realimentación (feedback) que se desee.

Figura 2: intervalos de calentamiento (rojo) y enfriamiento (azul) de la temperatura de la superficie oceánica en los trópicos (20°N – 20°S) utilizados por Lindzen et al 2009 (círculos rellenos) y una selección alternativa derivada de un enfoque objetivo (círculos huecos) (Trenberth et al 2010).

Otro error importante en el análisis de Lindzen es que intentan calcular una sensibilidad climática global a partir de datos de los trópicos. Los trópicos no son un sistema cerrado, una buena parte de la energía se intercambia entre los trópicos y los subtrópicos. Para calcular adecuadamente la sensibilidad climática se necesitan observaciones globales.

Esto ha sido confirmado por otro estudio publicado a principios de mayo (Murphy 2010), que encuentra que pequeños cambios en el transporte de calor entre los trópicos y los subtrópicos pueden inundar la señal tropical, y concluye que la sensibilidad climática debe calcularse utilizando datos globales.

Además, un estudio publicado la semana pasada reproduce el análisis de Lindzen et al 2009 y lo compara con los resultados utilizando datos cuasi-globales (Chung et al 2010). Los datos cuasi-globales encuentran un feedback neto positivo y los autores concluyen que el océano tropical no es una región adecuada para determinar la sensibilidad climática global.

Una comprensión completa del clima exige tener en cuenta todo el conjunto de evidencias. En el caso de la sensibilidad climática y los datos por satélite, se necesita un set de datos global, no sólo de los trópicos. Retrocediendo unos pasos para tener una visión más amplia, un estudio singular debe siempre entenderse dentro del contexto de un cuerpo completo de investigación con revisión por pares. Una multitud de estudios que examinan diferentes periodos en la historia de la Tierra convergen de manera independiente y empírica en una respuesta consistente: la sensibilidad climática es de en torno a 3°C, lo que implica un feedback neto positivo.

Translation by Jesús Rosino. View original English version.