My Oh Miocene – ¿Qué pasa con eso?

Publicación de invitado de Willis Eschenbach

Hacía calor aquí hace un par de días. Pasé junto a una enorme planta de aloe vera, más alta que mi cabeza, que crece junto a nuestra casa. El calor que irradiaba la planta era palpable. Podía sentir una ráfaga de aire cálido sobre mí mientras estaba parado a favor del viento. Por un momento pensé en la curiosa habilidad de las plantas para calentar el aire que las rodea, y luego lo dejé pasar.

Figura 1. Absorbedor solar, estilo natural. Observe cómo el diseño intercepta eficientemente la luz del sol debido al patrón en espiral y desigual de las hojas. También tenga en cuenta que el diseño evita que los fotones escapen a través de la naturaleza en forma de embudo del patrón de hojas. Finalmente, considere que cuando la planta emite IR desde las hojas internas, será reabsorbido por las hojas externas, quizás varias veces. Esto le da a la planta, en efecto, un “efecto invernadero” local debido a la reabsorción múltiple del IR. La geometría de las hojas también ralentiza mucho el paso del aire a través de la planta, aumentando de nuevo el calentamiento local. La red de todos ellos es una planta cálida, rodeada de aire cálido.

Volví a recordar nuestro aloe vera cuando un amigo me envió una copia del artículo «Un clima cálido del Mioceno a niveles bajos de CO2 en la atmósfera», de Knorr et al. Informa los resultados de un análisis de modelo climático del Mioceno, el período que va desde hace unos veintitrés millones de años hasta hace cinco millones de años. Está en prensa en GRL (paywalled), pero los resultados se discuten aquí.

En su resumen, encontramos (énfasis mío):

En este estudio presentamos simulaciones climáticas del Mioceno superior (11-7 Ma) con un nivel de CO2 preindustrial, utilizando un modelo acoplado de circulación general atmósfera-océano (AOGCM). La temperatura superficial media global simulada de ~17,8 ºC representa un clima significativamente más cálido que el actual. Hemos analizado la importancia relativa de la tectónica [shape and location of the continents] y los cambios de vegetación como factores de forzamiento. Encontramos eso el aumento de temperatura más fuerte se debe a la distribución de la vegetación del Mioceno tardío, que es más de tres veces más fuerte que el impacto inducido por alteraciones tectónicas. Además, una combinación de ambos factores de forzamiento da como resultado un aumento de la temperatura global inferior a la suma de los efectos de forzamiento individuales. Las estimaciones del balance de energía sugieren que a reducción del albedo planetario y una retroalimentación positiva de vapor de agua en una atmósfera más cálida son los mecanismos dominantes para explicar el aumento de temperatura. Cada de estos factores contribuye aproximadamente a la mitad del aumento de la temperatura global de ~3 K. Nuestros resultados sugieren que un clima mucho más cálido durante el Mioceno tardío puede conciliarse con concentraciones de CO2 similares a los valores preindustriales.

Al observar el efecto de las plantas en el clima, me gustaría discutir el uso de los modelos, cuánto peso deberíamos poner en sus resultados y cómo podrían mejorarse.

La primera regla de los modelos dice

Todos los modelos son incorrectos, pero algunos modelos son útiles

Su utilidad, por supuesto, depende de su capacidad para replicar la realidad que están modelando. Un problema con los modelos es que muchos de ellos todavía no son lo que yo llamo «realistas». Discutí este problema de los resultados del modelo climático «realistas» aquí. Si los modelos no actúan como el clima real, ¿por qué deberíamos creerles? Desafortunadamente, nadie ha instituido nunca este tipo de prueba para comparar todos los modelos. Debería ser parte de un conjunto estándar de pruebas de modelos climáticos… siga soñando.

Así que por el momento no sabemos si el modelo climático utilizado en esta prueba ofrece una simulación realista de la actualidad, y mucho menos de hace diez millones de años. Pero yo divago. El estudio dice (énfasis mío):

Utilizamos el completo AOGCM ECHAM5-MPIOM sin correcciones de flujo [e.g. Jungclaus et al., 2006]. Se utilizó el modelo de atmósfera ECHAM5 a resolución T31 (~3.75º) con 19 niveles verticales. El modelo oceánico MPIOM se corrió a una resolución promedio de ~3º con 40 capas verticales. La vegetación es un factor fijo representado especificando diferentes parámetros de la superficie terrestre como el albedo, la longitud de la rugosidad, la proporción de vegetación, el índice de área foliar y la capacidad máxima de agua del suelo.

Aquí nos encontramos con otro problema de modelado. Han establecido los parámetros de vegetación para que coincidan con lo que sabemos del paisaje del Mioceno. Esto, por supuesto, significa que están utilizando la vegetación como un forzamiento, en lugar de una retroalimentación.

Pero nos han informado, una y otra vez, que la vegetación es una retroalimentación y nunca un forzamiento…

Esto es tanto una fortaleza como una debilidad de los modelos. Podemos hacer suposiciones como dónde creció la vegetación y forzar las cosas en el modelo para que sean de cierta manera. Entonces podemos ver cuál podría ser el efecto de eso en los resultados.

Desafortunadamente, el clima no funciona de esa manera, donde una cosa se mantiene firme mientras todo lo demás cambia. Entonces, aunque podemos obtener algunas ideas, no tenemos la seguridad de que el efecto que encontramos sea real. Por ejemplo, no sabemos si la vegetación del Mioceno (que se especifica) encaja con lo que el modelo dice que eran los patrones climáticos de esa época.

Dejando de lado las múltiples preguntas sobre el modelo, hubo un par de partes interesantes del estudio. La primera fue que encontraron que el efecto principal de las plantas se produjo a través de un cambio en el albedo, particularmente para el Sahara. Esto está de acuerdo con mi experiencia con la planta de aloe vera, donde absorbía mucha más energía que el suelo que la rodeaba. En parte esto se debió a que el albedo de la planta era más bajo que el suelo debajo, pero en parte se debió a la geometría de la planta. (Este último efecto se desprecia en el modelo).

La segunda cosa interesante involucra estas dos afirmaciones suyas sobre el albedo:

El albedo planetario en MIO [the Miocene simulation] se reduce en ~0,014, lo que provoca menos reflexión de onda corta en la atmósfera y un calentamiento.

y

Basado en un modelo de balance de energía de dimensión cero [e.g. Budyko, 1969] el impacto de α [albedo] y ε [effective long wave emissivity] se pueden cuantificar, cada uno de los cuales causa aproximadamente la mitad del calentamiento global de ~3 K.

Suponiendo la misma intensidad solar que la actual (345 W/m2), lo que los autores dicen haber hecho, este cambio en el albedo daría como resultado un cambio en la radiación solar de 0,014 veces 345 = 4,83 W/m2. Dado el cambio de temperatura de 1,5 °C debido al cambio de albedo, esto da una sensibilidad climática de:

1,5 °C * 3,7 W m-2 por duplicación_CO2 / 4,83 W m-2 = 1,15 °C por duplicación de CO2.

Yo creo que la sensibilidad climática es una ilusión basada en un malentendido de cómo funciona el clima… pero para aquellos que creen en ello, usando las cifras de Knorr et al y sus conceptos, eso da una sensibilidad muy baja, muy por debajo de la cifra canónica del IPCC. El Resumen del AR4 del IPCC para los responsables de la formulación de políticas dice (énfasis mío):

La sensibilidad climática de equilibrio es una medida de la respuesta del sistema climático al forzamiento radiativo sostenido. No es una proyección, pero se define como el calentamiento global promedio de la superficie luego de una duplicación de las concentraciones de dióxido de carbono. Es probable que esté en el rango de 2 a 4.5°C con una mejor estimación de alrededor de 3°C, y es muy poco probable que sea inferior a 1,5 °C.

“Muy improbable”, en la jerga del IPCC, significa menos del 10 % de probabilidad de que la sensibilidad sea inferior a su estimación mínima de 1,5 °C por duplicación de CO2. A pesar de eso, este estudio muestra una sensibilidad de alrededor de las tres cuartas partes de la estimación mínima del IPCC…

Así que uno pensaría que el titular de los medios de este estudio sería

“El modelo climático encuentra una sensibilidad climática extremadamente baja”

Lamentablemente, eso podría suceder, pero solo en un universo alternativo…

Lo mejor para todos,

w.

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