El misterio de las nubes: cómo desafían a los modelos climáticos

Las nubes cumplen un papel fundamental en la regulación del clima terrestre, ya que reflejan parte de la radiación solar de vuelta al espacio, evitando un calentamiento excesivo, y, al mismo tiempo, atrapan radiación infrarroja, ayudando a mantener estable la temperatura del planeta.

Sin embargo, representarlas correctamente en los modelos climáticos sigue siendo un desafío, ya que no todas las nubes actúan igual: en ciertas regiones del planeta, reflejan más luz solar y enfrían la superficie, mientras que otras retienen más calor, contribuyendo al calentamiento.

Esta complejidad, que ocurre a pequeña escala, es una de las principales fuentes de incertidumbre en las proyecciones del cambio climático. Si bien los avances en los modelos de alta resolución han reducido parte de la incertidumbre, aún persisten discrepancias.

Comportamiento diverso de las nubes

Las nubes varían en forma, espesor, altitud y también en su comportamiento según la hora del día. Esa diversidad, junto con su pequeño tamaño relativo, es lo que hace tan complejo representar sus efectos en los modelos climáticos.

En las últimas dos décadas, los avances tecnológicos han permitido mejorar notablemente la resolución espacial y temporal de los modelos climáticos. Los satélites más modernos —de agencias como la NASA, la ESA y la JAXA— ahora pueden observar la estructura vertical de las nubes, medir su contenido de agua y hielo y estimar su influencia sobre la radiación solar y térmica.

Esto ha permitido incluir procesos más realistas en los modelos, como la formación y disipación de nubes en función de la temperatura y la humedad; la interacción entre aerosoles y gotas de agua, que influye en el brillo y la duración de las nubes; la retroalimentación de las nubes con el calentamiento global, especialmente en los trópicos y los océanos.

Sin embargo, gran parte de la incertidumbre en las proyecciones del cambio climático sigue proviniendo de la representación de las nubes en los modelos.

Lo que se ha logrado y lo que falta por entender

Actualmente, se combinan observaciones satelitales, simulaciones de satélites y modelos de alta resolución para reducir la incertidumbre. Gracias a ello, los modelos más recientes —como los del proyecto CMIP6, base de los informes del IPCC— reproducen con mayor precisión la distribución de las nubes y su respuesta ante los cambios del clima.

Aun así, persisten limitaciones. Aunque se han reducido las incertidumbres en procesos específicos, la dispersión global entre los modelos sigue siendo alta. Esto se debe a diferencias estructurales y a limitaciones en la representación de los aerosoles, de la microfísica de las nubes y de los acoplamientos dinámicos.

Las nubes siguen siendo difíciles de modelar porque su formación depende de procesos muy pequeños y rápidos, imposibles de resolver directamente en un modelo global, que trabaja con cuadrículas de decenas o cientos de kilómetros. Las nubes convectivas, por ejemplo, se desarrollan en cuestión de minutos y en áreas de apenas unos kilómetros.

Para incluirlas en un modelo global —que trabaja con cuadrículas de decenas o cientos de kilómetros— es necesario recurrir a parametrizaciones, es decir, simplificaciones matemáticas que representan procesos que el modelo no puede simular directamente.

El problema es que esas simplificaciones varían según la región, la estación del año o las condiciones locales, lo que genera márgenes de error que se acumulan con el tiempo. Además, todavía no se comprende del todo cómo las nubes responden a los aerosoles (partículas en suspensión que pueden hacerlas más brillantes o duraderas) ni cómo el calentamiento de los océanos influye en la formación de nubes bajas, especialmente en zonas tropicales y subtropicales.

Resolver esas incógnitas es esencial para afinar las proyecciones climáticas. Cada mejora en la comprensión de las nubes nos acerca a un panorama más claro del futuro climático del planeta.