Los datos matemáticos del cambio climático

Aunque la mayoría de los científicos (de hecho, el 97%) creen que hay evidencias sólidas del cambio climático causado por los seres humanos, no existe un acuerdo total sobre su importancia o su impacto en el futuro. Las matemáticas pueden ayudarnos a lidiar con ciertos puntos cruciales del debate, y el primer paso es analizar con atención los datos disponibles. Se dispone de muchos datos estadísticos indiscutibles, referentes a diversos fenómenos, que muestran que el clima actual está cambiando. Por ejemplo, posiblemente te hayas dado cuenta de que se ha incrementado el número de sucesos meteorológicos extremos, como las recientes tormentas de viento y lluvia que han azotado el sureste de España causando cinco muertes. ¿Son estos fenómenos evidencia del cambio climático? La respuesta es, casi seguro, sí. Para entender el por qué necesitamos comprender unos pocos conceptos estadísticos.

Sabemos que las tres últimas décadas han sido las más cálidas y que la temperatura media registrada de la Tierra ha aumentado un grado centígrado, desde que comenzaron los registros (con la creación de la Oficina Meteorológica del Reino Unido en 1850). Esto puede no parecer mucho, ya que en un solo día la variación de temperaturas es mucho mayor. Sin embargo, este cambio en la temperatura media aumenta significativamente la probabilidad de temperaturas extremas y eventos meteorológicos relacionados, como mayores lluvias (ya que una atmósfera más cálida puede retener más agua). Para ver esto, es conveniente echar un vistazo al gráfico que se incluye abajo.

Este gráfico muestra la típica distribución estadística de temperaturas, que sigue una campana de Gauss, o curva de campana, con el centro en el valor medio. La porción en el extremo derecho es la cola de la distribución y el área debajo de la cola muestra la probabilidad de una temperatura caliente. La curva de la derecha representa lo que sucede si aumenta la temperatura media: se desplaza toda la curva hacia la derecha. Ese pequeño desplazamiento aumenta significativamente la altura de la curva en la cola derecha. Es decir, aumentan las posibilidades de que se dé un clima caluroso y extremo, lo que a su vez aumenta dramáticamente la posibilidad de tener eventos climáticos extremos. El aumento en los eventos de temperatura extrema y de la frecuencia de tormentas tropicales observada es consistente con esta predicción.

Otra consecuencia directa del calentamiento global, y una de las indicaciones más claras de su impacto, ha sido el deshielo del Ártico. Existen pruebas claras de ello gracias al satélite del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo de la NASA, que monitorea la extensión del hielo marino en el verano ártico desde 1979. En 36 años, se han perdido aproximadamente 2,5 millones de kilómetros cuadrados de superficie. Si esta tasa continúa, todo el hielo marino del Ártico habrá desaparecido en 100 años. Una consecuencia a largo plazo de esto es que la Tierra se oscurecerá. Una de las funciones de las capas de hielo es que reflejan una gran cantidad de energía del Sol y, como resultado, mantienen más frio el planeta. Por lo tanto, a medida que el hielo desaparece, aumenta el calentamiento.

Pero... ¿qué dicen las matemáticas sobre las causas del calentamiento global? El Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC), considera, en base a gigantescos modelos computacionales, que una de las razones principales es el aumento del dióxido de carbono. Desde luego, sabemos —es posible controlar con precisión la cantidad de CO₂ en la atmósfera— que el nivel de dióxido de carbono ha aumentado de forma acelerada. En concreto, en los últimos cincuenta años la cantidad media ha aumentado de 320 ppm al valor actual de 406 ppm. Este hecho es innegable y, muy probablemente, se debe a la quema de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas.

Sin embargo, la relación entre la variación del nivel del dióxido de carbono y los cambios de temperatura de la Tierra es lo que genera mucha controversia, y es, además, la base de las recomendaciones del IPCC sobre la necesidad de una "economía baja en carbono". La pregunta clave es si el aumento de CO₂ conduce a un incremento de la temperatura (debido al efecto invernadero) o, por el contrario, si es un aumento de la temperatura (debido, por ejemplo, a causas naturales), lo que ha llevado a un aumento en los niveles de dióxido de carbono. Si fuese lo primero, entonces debemos (y podemos) hacer algo para detener el desastre climático. En el segundo caso, somos víctimas de variaciones climáticas naturales, y no podemos hacer nada al respecto. Digan lo que digan algunos políticos, los modelos matemáticos del cambio climático (de los que hablaremos en el próximo Café y teoremas) son consistentes con el primer punto de vista y no con el segundo.

Chris Budd es gresham professor of Geometry en la Universidad de Bath (Reino Unido) y ha sido uno de los ponentes de la sesión “Climate crisis: facts and actions” que tuvo lugar el pasado 24 de septiembre en el 7º Heidelberg Laureate Forum.

Traducción: Ágata Timón García-Longoria

Café y Teoremases una sección dedicada a las matemáticas y al entorno en el que se crean, coordinado por el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT), en la que los investigadores y miembros del centro describen los últimos avances de esta disciplina, comparten puntos de encuentro entre las matemáticas y otras expresiones sociales y culturales y recuerdan a quienes marcaron su desarrollo y supieron transformar café en teoremas. El nombre evoca la definición del matemático húngaro Alfred Rényi: "Un matemático es una máquina que transforma café en teoremas".

Edición y coordinación: Ágata Timón (ICMAT).

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