Cambio climático: los datos sobre la mesa (II)

Una vez resumido qué es y cómo trabaja el IPCC vamos a meter la cabeza en los datos.

La fuente principal de datos son los llamados núcleos de hielo o cores de hielo y de los que hay varios. A modo de resumen: cuando nieva en los lugares donde hay nieves perpetuas la nieve permanece ahí de un año para otro; esa capa de hielo lleva consigo moléculas varias disueltas de la atmósfera que la rodea en el momento en el que se formó. Cada año se depositan nuevas capas que, con la presión, se acaba transformando en hielo donde quedan atrapadas esas moléculas hasta que ese glaciar se derrita. Cuando se extrae un núcleo de hielo y se procesa, se puede obtener un resumen de la atmósfera que había cuando esa capa se formó hasta que se extrajo. A mayor profundidad de extracción más se puede retroceder en el tiempo. Así, dentro de todos esos núcleos tenemos algunos como el de vostok, de 3.623m de largo (el más largo hasta la fecha), el domo de Taylor, de 2.265m de largo (el segundo más largo), otros son algo más modestos como el del glaciar de Newall con 325m. La lista anterior muestra más y con bastante detalle.

Como se tienen muchos datos para un mismo período, hay que hacer un tratamiento estadístico para determinar la dispersión de los datos (más dispersos = menos fiables, y menos dispersos = más fiables), también conocido como error muestral. Para disminuir lo máximo posible ese error, a igualdad de metodología e instrumental, sólo queda aumentar el número de muestras (en su extremo, analizar la totalidad de lo que sea). En ciencia, cuando se quiere estar seguro de algo cuyos efectos o causas se desconocen, debe hacer un tratamiento estadístico de los datos que se tienen y así ver si apoyan la hipótesis A o la hipótesis B; el tratamiento consiste en analizar la varianza, de ahí el nombre ADEVA (Análisis DE la VArianza, también se le llama ANOVA, del inglés ANalysis Of VAriance), de modo que se establece si las variaciones observadas son posibles si se dan al azar o no es así (si no es así, hay algo que las produce).

Un ejemplo lo podemos ver en el apartado 9.4.1.1 del 4º informe del IPCC (a partir de ahora me referiré al 4º informe del IPCC como CII, por economía):

"The global mean temperature averaged over land and ocean surfaces warmed by 0.76°C ± 0.19°C between the first 50 years of the instrumental record (1850–1899) and the last 5 years (2001–2005) (Chapter3; with a linear warming trend of 0.74°C ± 0.18°C over the last 100 years (1906–2005))".

"The rate of warming over the last 50 years is almost double that over the last 100 years (0.13°C ± 0.03°C vs 0.07°C ± 0.02°C per decade; Chapter 3)".

Si hacéis las cuentas, veréis que el error oscila entre el 23-29%. En otros casos el error es del 40%. En una sola palabra: brutal. La probabilidad del 50% marca que algo puede que ocurra o puede que no, pues a ese punto se acerca. Y ello se debe a que las muestras son pocas (de hecho, que abarquen un período de más de 2.000 años son muy pocas). Ésto se puede ver mejor en éste gráfico del NOAA, donde cada autor propone temperaturas y tendencias distintas, salvo a partir de 1.850 (cuanto más cerca en el tiempo, más fácil y fiable tener medidas).

Bueno, si se le echa un vistazo al CII, se puede observar que el 90% de datos y simulaciones están acotados al período que comprende desde 1850 hasta la actualidad (2007, cuando se publica el informe). Un detalle, o mejor dicho otro detalle más, que invita que se hacen las cosas mal, es que se trabaja con modelos lineales, cuando el comportamiento del mismo no es lineal (en plan bestia se podría decir que sería una polinómica de grado n, siendo n > 2). El capítulo 6 del CII se centra todo lo referente a paleoclimatología y entre otras cosas interesantes, podemos ver los respectivos estudios que se hacen de los núcleos de hielo más allá de ese período que mencioné antes (hasta unos 600.000 años).

Y se centran en un pixel de la anterior imagen para explicar por qué estamos tan calentitos:

El lector avispado se habrá percatado de la temperatura que hay próxima a nuestra época en el gráfico de vostok. Se llevará un chasco cuando vea que esa tendencia se mantiene desde hace, aproximadamente, 11.000 años. Pero eso parece no tener importancia a la hora de consensuar los resultados. Si bien los núcleos de hielo que abarquen ese tiempo son muy pocos, la tendencia que muestran es la misma; aunque, como mencioné antes, son necesarias más réplicas para darle validez estadística, salga lo que salga.

Debido a ese sesgo en los datos, es normal que se diga elocuentemente lo siguiente en el FAQ9.2:

"It is very unlikely that the 20th-century warming can be explained by natural causes. The late 20th century has been unusually warm. Palaeoclimatic reconstructions show that the second half of the 20th century was likely the warmest 50-year period in the Northern Hemisphere in the last 1300 years".

Dicho de otro modo: hace 1.300 años hubo otro calentamiento como el actual. Pero las personas nos impresionamos más por el tiempo que hubo sin calentamiento y, evidentemente, así pueden decir lo que quieran. En la película Yo, robot, el holograma del Dr. Lanning le dice a Spooner que haga las preguntas correctas. Y es que, si quieres saber si tienes una enfermedad, no le puedes preguntar al médico si le gusta o no tu jilgero. Y, como se puede ver, tampoco es inusualmente cálido, ya hubo periodos tan cálidos como el actual.

Lo del modelo lineal puede parecer una tontería, pero supone una pérdida de perspectiva muy importante que trataré de ejemplificar a continuación. Como el clima ha tenido varias oscilaciones, para simplificar básicamente mi existencia, se ha simulado esa oscilación con una función logística algo modificada (tiene una r grande, en la ecuación de Verhulst, que hace que los resultados sean un tanto caóticos). Aqui está el núcleo vostok del hombre del gorrocóptero:

La franja rosa indica el intervalo temporal que va desde 1.850 hasta la actualidad. Realmente debe ser mucho más fina, ocupando la última parte, pero no tengo muchas ganas de editar ahora las imágenes. El dedo naranja indica un pico de calentamiento, el azul una glaciación y, lo que hay bajo la llave, pretende representar la estásis que precede a la humanidad en el auténtico núcleo de vostok (no hay grandes picos). Alguien decide estudiar cómo ha evolucionado la temperatura, bueno, realmente muchos lo hacen, pero algunos deciden ver qué ocurre desde 1.850 (dicho sea de paso, es más fácil sacar cores de 200m que de más de 3km, dentro de la dificultad que entraña sacar uno de 10m). Y obtiene ésto:

Tras mucho tiempo y mucha gente mirando éste resultado y haciendo más experimentos en el mismo intervalo temporal, alguien avispado observa que desde la revolución industrial la temperatura no ha parado de aumentar. Curiosamente, la humanidad no ha parado de crecer, ergo la humanidad es la causante de esa tendencia. La humanidad está en el centro del objetivo, por lo que la moda (que también afecta a la ciencia) y las subvenciones de investigación van a éstos asuntos. Tras esa inversión económica y humana, se llega a la conclusión de que se ajusta aceptablemente a una función del tipo y(x) = a·x + b, por lo que se aventuran a predecir lo que ocurrirá en el futuro. Para ello se sirven de posibles escenarios futuros y obtienen el siguiente gráfico:

El modelo dice que la temperatura a irá a peor: seguirá aumentando. Se organizan ruedas de prensa, se ponga el tinglado correspondiente y se acuerda de que hay que hacer un foro internacional para discutir todo ésto que está ocurriendo desde 1.850. Se hacen 1001 modelos de lo mismo, bajo distintas condiciones, todos con resultados similares según el contexto sociopolítico que se incluya/excluya. La mayoría concluyendo lo mismo: la humanidad culpable. Pero otro grupo de personas se fija en los datos que hay más allá de 1.850 y se cuestionan si efectivamente somos culpables (o tan culpables como dicen los otros) porque ven datos que no casan muy bien con lo que se dice a vox populi: hubo otros calentamientos similares e incluso peores que el actual... con la curiosidad de que no había industria entonces.

Se da el hipotético caso de que se molestan en modelar un sistema que incluya, además de la actividad humana desde 1.850, todo lo habido y por haber durante todo el período de tiempo del que se tiene información fiable (digo hipotético porque hacer algo así es muy laborioso y no sé si da tanto dinero), y obtienen una cosa extraña:

Un galimatías de gráfica que, tras estudiarla, revela que un período de enfriamiento a más corto plazo -geológicamente-, al contrario que el modelo del foro internacional que daba un crecimiento aún mayor. Y no sólo eso, tras varios ciclos de glaciación/calentamiento, observan que hay un período con una dinámica prácticamente idéntica a la que se ha obtenido en la gráfica para el periodo que abarca desde la revolución industrial y que además habría otro período de estasis (poco antes del tiempo 40). Pero lo mejor de todo: la escala temporal que va desde la actualidad hacia atrás refleja con aceptable fidelidad lo que los datos disponibles dicen que ocurrió, lo que indica que el modelo es bueno.

Fuera del ejemplo anterior, otro dato curioso y que está siendo prostituido por el IPCC es el tema del CO2. Y como lo que dice el IPCC tiene más bombo que lo que no dice, pues no existe. Y a ello ayuda en su medida la ignorancia de términos estadísticos de gente ajena a la ciencia o a la estadística. En el CDIAC, entre otros, están los datos de CO2 de intervalos temporales varios. En el informe del núcleo de vostok, se puede leer lo siguiente:

"There is a close correlation between Antarctic temperature and atmospheric concentrations of CO₂ (Barnola et al. 1987)".

Dice que hay una gran correlación entre la temperatura antártica y concentraciones de CO2 atmosférico. El quid de la cuestión es que se dice correlación: una relación entre dos variables aleatorias. El número de paraguas y el número de días de lluvia también tienen una correlación, así como el famoso gráfico de los piratas y la temperatura. Sin embargo, lo que se da a entender desde éstos foros internacionales es una cosa bien distinta: una regresión, donde hay una relación de dependencia (más o menos influyente en lo que estudiemos). Es decir, hay otra cosa que no es el CO2 estrictamente (aunque es un gas de efecto invernadero), que hace variar la temperatura del planeta, lo que a su vez hace variar la cantidad de CO2 (ya lo dice la ley de Henry, la solubilidad de los gases es inversamente proporcional a la temperatura). Puede que sea otro gas con efecto invernadero, variaciones solares u otra cosa, pero esa conclusión consensuada dice que es el CO2. No importa que el ubícuo vapor de agua sea el mayor generador de efecto invernadero (emitido por todo bicho que respire oxígeno), o que el metano que mamíferos y rumiantes emiten en forma de flatulencia genere más efecto invernadero que el CO2. Había que nombrar a alguien con un criterio arbitrario y ese fue el CO2.

Pongo arbitrario porque en el informe no se ve exactamente el por qué; dicen mucho que CO2 y temperatura varían, pero no hacen referencia a la correlación (vs regresión) ni qué porcentaje de esas variaciones se debe al CO2. Todo ello se verá en el futuro, y temo que será tan mal tratado como todo lo anterior. Aunque, lo bueno de la ciencia, es que antes o después las cosas y las personas acaban donde deben estar.

Otro tema a tratar son las mediciones que se llevan a cabo de ese CO2. Para la temperatura se utilizan discriminaciones isotópicas varias (deuterio, oxígeno-18, etc). La base es que si hace mucho frio (en regiones frías), al precipitar el agua (líquida o en forma de nieve) caen más moléculas que tienen el isótopo pesado y el suelo, en forma de hielo en éste caso, queda enrriquecido en oxígeno-18. En zonas donde hace calor el agua se evapora y es más fácil evaporar agua con oxígeno-16, pero el sol inyecta tanta energía que el efecto es menos acusado que en la precipitación, por lo que el suelo pierde oxígeno-18 y se empobrece (más o menos, dependiendo de la región). Ésto se traduce como valores positivos en la discriminación, cuando son negativos, está enrriquecido en oxígeno-16. En el capítulo 6 del informe del IPCC podéis ver imágenes donde superponen datos isotópicos como método de estimación de la temperatura. Para el CO2, se mide directamente en las burbujas que hay atrapada en los núcleos de hielo extraidos. La gracia de ésta medición es que se mide en aire un gas que se puede disolver en el agua, y de hecho lo hace. Y no sólo eso, también es un gas asimilable por bichos marinos varios (para formar estructuras de carbonato cálcico) y que sedimenta, ésto no se mide. No está accesible, pero es que no se tiene en cuenta en el informe y debería ya que la medida está infravalorada. No hay otra cosa, pero si se compara esa medida infravalorada con una medida directa de la atmósfera, ésta última siempre va a ser mayor y va a tener una dispersión mucho menor que la medida en el hielo. Como dije, ni se contempla tal cosa.

Un último conflicto, con su importancia, es el de las estimaciones. 'Se estima que es' no es igual que 'es', y por tanto no se puede comparar. Pero se hace, de ahí que se digan y escriban barbaridades. Si os sacáis un diente (no me hago responsable si uno de vosotros está loco y lo hace) y utilizáis las famosas relaciones alométricas utilizadas por muchos paleontólogos, podréis estimar vuestra altura; por ejemplo de 1,70m. Ésto es lo que se extrae de esos núcleos de hielo. Lo que se hace para la actualidad es coger el metro y medir: 1,76m. La explicación de ese repentino crecimiento se deberá a lo que la calenturientamente del lector prefiera. Pues a ésta cosa tan sencilla, tampoco se hace referencia en ese consenso: ¿lo que es, es? ¿o no es?

De todo ésto se pretende poner de manifiesto que, en pocas palabras, se está trabajando mal. Y a ésta misma conclusión han llegado muchos otros científicos, científicos que no se alojan en lujosos hoteles cuando tienen alguna ponencia en la ciudad X, ni comen tantas delicatessen. A ello hay que sumar a personajes varios que se han subido al carro para dar conferencias, por un módico precio, que han multiplicado la difusión de ese mal trabajo (e incluído nuevos y cómicos errores -para el que los pille-). Ese consenso, donde los científicos tienen poca participación tal y como se muestra en el diagrama de la primera parte de ésta entrada, constituye un piscinazo científico y matemático, de ahí que no sean pocos los científicos que han salido y salen despavoridos del IPCC.

Debido a ello, no es posible a día de hoy tener claro si hemos tenido impacto o no sobre el clima. Ésto se verá en un futuro que ninguno de nosotros, ni nuestros nietos, verán; pero se verá. Y cuando llegue ese futuro, se verá si hemos alterado algo o no y, si efectivamente lo hemos alterado, en qué medida. Todo lo demás es hablar para nada. Bueno, para nada no, muchos bolsillos están a buen recaudo tras tanta palabrería. Hubiese sido más productivo utilizar datos y hechos contrastados como las enfermedades que causa la polución, o que queremos dejarles a nuestros hijos y nietos un mundo no muy adulterado para que puedan ver lo que es un lobo de tasmania (vaya, que se extinguió...) o alguna cosa de esas en lugar de decir que la humanidad ha cambiado el clima, que somos el malo de la película, sin tener nada concluyente.

Pensad que el famoso volcán islandés, en un par de días, ha alterado el ciclo del azufre. ¡En dos días!, algo así ya ocurrió por otra erupción del volcán Láscar en 1992 y muchas otras veces. La naturaleza siempre lleva la escritura de propiedad bajo el brazo... y pobre de aquel que pretenda quitársela.

Bibliografía y enlaces:

4º Informe del IPCC (PDF)

• Grupo de trabajo I (base física): http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htm
• Grupo de trabajo II (efectos socioeconómicos): http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg2.htm
• Grupo de trabajo III (cómo mitigar los efectos): http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg3.htm
• Versión HTML (me resulta más incómodo de leer, pero ahí lo pongo para el que lo quiera): http://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.htm

Programa de paleoclimatología del NOAA: http://www.ncdc.noaa.gov/paleo/globalwarming/paleodata.html

Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC): http://cdiac.ornl.gov/by_new/bysubjec.html