VIII. EL CLIMA PALPITANTE

Entonces fue oficio de Eh�catl poner de pie al viento, con �l empujar mucho, hacer andar al viento. As� �l pudo mover al Sol, luego �ste sigui� su camino. Sale una vez el Sol y cumple su oficio durante el d�a. Y la Luna hace su oficio nocturno.

"Origen del nuevo Sol en Teotihuacan",C�dice Matritense del Real Palacio

NO HAY PLAZO QUE NO SE CUMPLA

YA HEMOS hablado de los plazos de tiempo: el propio de la meteorolog�a es del orden de horas y d�as, el plazo del clima es desde un mes en adelante (hasta cientos de millones de a�os). Tambi�n hemos dicho que el pron�stico mensual se refiere a las condiciones medias de todo un mes, predichas el mes anterior. Este plazo de antelaci�n es la escala de tiempo m�s corta en la f�sica del clima y la m�s larga (o extendida) en la meteorolog�a. Entonces el mensual puede llamarse pron�stico meteorol�gico a largo plazo o clim�tico a corto plazo; siendo el clima el tema de este libro, preferimos el segundo nombre.

Las variaciones interanuales del clima se llaman fluctuaciones y las que ocurren en plazos de d�cadas o mayores se denominan cambios; �stos son m�s sistem�ticos (o sea, menos fortuitos) que las fluctuaciones, en tanto que permanecen m�s tiempo; pero comparados con periodos grandes tambi�n son fortuitos, ya que el clima var�a en todas las escalas de tiempo; como se ve en la figura II.2, la temperatura sube y baja continuamente. Reiteramos: lo �nico constante del clima es su variabilidad, a corto, mediano y largo plazo.

En un a�o particular algunos meses son m�s fr�os y otros m�s calientes de lo normal, an�logamente sucede con lo seco y lo h�medo; esto significa que a lo largo del a�o las anomal�as de temperatura y precipitaci�n fluct�an en magnitud y signo. P.ej., en una cierta regi�n, marzo tuvo mucho m�s lluvia y un poco menos de calor que lo normal de marzo; en septiembre se registr� —respecto de la normal de ese mes— 20% menos de precipitaci�n y 3 �C m�s de temperatura; en diciembre el fr�o y la lluvia fueron mayores, etc. Por otro lado, y como se vio en el cap�tulo V, la d�cada de los ochenta tuvo un aumento mundial sistem�tico de temperatura; sin embargo, lo m�s probable es que esa tendencia no contin�e indefinidamente y en el futuro tengamos decenios m�s fr�os; por lo tanto, visto en el contexto de varias d�cadas, el calor de los ochenta es tambi�n fortuito, como las fluctuaciones, pero a otra escala.

DESDE CHIQUITO

El prop�sito con que naci� el Modelo Termodin�mico del Clima (MTC) a principios de los sesenta fue calcular (anticipadamente) las fluctuaciones clim�ticas mensuales, o sea pronosticar el clima a corto plazo; �ste sigue siendo su uso m�s com�n, que se explica a continuaci�n.

Para un pron�stico, el MTC se alimenta con varios campos clim�ticos normales y con unos cuantos anormales del mes anterior; es decir, si voy a predecir junio de 1992, meto la informaci�n de c�mo es normalmente el clima de mayo, de junio, la primavera y el verano; adem�s, los datos de c�mo estuvieron las cosas en mayo de 1992. La informaci�n del clima normal de mayo es el promedio de las condiciones observadas durante 30 mayos, de 1961 a 1990.

El MTC se aplica al HN, de modo que cada campo despliega la informaci�n clim�tica de la mitad del mundo; la malla o rejilla de integraci�n consta de 2 000 puntos en ret�cula, separados por 400 km; en cada punto aparece el valor de la variable desplegada, que puede ser precipitaci�n, temperatura en alg�n nivel, albedo, evaporaci�n, radiaci�n, etc. Estos puntos �son muchos o pocos? Pues, depende de para qu�; para estudios globales son suficientes, cubren el HN con buena resoluci�n; pero para estudios regionales son insuficientes. En M�xico caen s�lo unas cuantas decenas de puntos y, aunque uno de ellos se ubique en —digamos— Toluca, el dato que aparezca all� no ser� el de esa ciudad, sino el promedio de toda una regi�n de 160 000 km² (o sea un cuadro de 400 x 400 km) centrada en Toluca.

De lo anterior se ve hasta d�nde llega la precisi�n del MTC, que —adem�s— es semejante a la de otros modelos clim�ticos del mundo. Incluso, en sus primeros 20 a�os de existencia el MTC ten�a la cuarta parte de estos puntos, es decir 500, separados por una distancia doble; todav�a, en estudios de paleoclima o cambios antrop�genos seguimos usando la rejilla burda, suficiente para esos fines, dado que esas situaciones (glaciaciones, duplicaci�n de C0₂, etc.) se conocen con poco detalle y no tiene caso manejarlas con mayor resoluci�n.

D�NDE, C�MO Y CU�NDO

Se puede obtener cierta informaci�n local interpolando de alguna manera la de los puntos de rejilla m�s pr�ximos al lugar de inter�s. De hecho, la interpolaci�n aparece en todas las etapas del manejo de datos y resultados; lo m�s probable es que el punto de malla caiga en un lugar donde no hay estaci�n u observatorio meteorol�gico; entonces se asigna al punto el valor interpolado de los datos tomados en las estaciones vecinas. Un ejemplo muy simple: si el punto est� a la mitad de la l�nea recta que une a Ciudad Victoria con San Luis Potos�, le toca el promedio de los datos tomados en ambas capitales; de hecho, en ese promedio hay que incluir tambi�n la informaci�n circundante (ponderada seg�n su cercan�a) que haya en otras direcciones, en este caso la de Ciudad Mante y Matehuala, si existe.

Para correr un modelo (hacer un pron�stico) los datos son el ingrediente fundamental y en esto debe haber congruencia espacial: la densidad de puntos debe ser similar a la de datos. Los puntos est�n repartidos homog�neamente; en cambio, la densidad de datos es muy variable: en el continente es mayor que en el oc�ano; en zonas deshabitadas, como desiertos, polos, etc., es muy peque�a; los pa�ses desarrollados tienen m�s observatorios que los subdesarrollados, ... En fin. Sin embargo, la falta de homogeneidad de las observaciones no impide construir los campos, simplemente ocasiona que �stos —tanto los de entrada como los de salida— sean menos cre�bles donde escasean los datos; pero esto debe tomarse con reservas, pues el clima de un lugar no s�lo depende de lo que pase ah� o en el entorno, tambi�n hay teleconexiones: relaciones de causa-efecto entre fen�menos lejanos.

Es esencial mejorar continuamente la cantidad, calidad y disponibilidad de la informaci�n; el mejor modelo es in�til sin los datos necesarios. Tampoco ser�a adecuado —aunque no suele ocurrir— usar un modelo tosco con datos refinados.

Los datos son resultado de la observaci�n sistem�tica, requieren de la cooperaci�n internacional para integrar la base inform�tica. Como lo dijimos en el cap�tulo VII, dependen fuertemente de los dispositivos tecnol�gicos; grandes problemas vienen de la (falta de) continuidad y calibraci�n de instrumentos. Al introducir una nueva tecnolog�a, como el globo sonda, el sat�lite, etc., las observaciones frutos de ella son mediciones m�s indirectas que las obtenidas con la tecnolog�a desplazada; adem�s, un campo clim�tico se integra con observaciones de diversas procedencias; p. ej., la temperatura del oc�ano se mide con boyas, por barcos, desde sat�lite, etc.; el campo se construye despu�s de homogeneizar las observaciones; en particular, una medida indirecta debe dar el mismo valor que una directa.

INGREDIENTES Y RESULTADOS

De todos los datos existentes, un modelo s�lo usa algunos; esta selecci�n puede obedecer a consideraciones de completez, confiabilidad, f�sica modelada, capacidad computacional, etc. Por otro lado, un modelo se adapta, desde su formulaci�n, a la disponibilidad de datos.

Como dijimos en una secci�n anterior, el MTC se alimenta con varios campos normales y unos cuantos anormales. Los primeros son parte del archivo, o sea el acervo necesario para cualquier aplicaci�n del modelo, incluso las que no son predicci�n; estrictamente, las normales deben actualizarse (s�lo) cada 10 a�os.

Para una predicci�n se necesitan tres campos anormales del mes previo: la temperatura del oc�ano, la del nivel medio troposf�rico (5.5 km de altura snm) y la extensi�n del casquete polar. Estos campos son de entrada, o sea ingredientes; pero �cu�les son los de salida?; en otras palabras �qu� se pronostica? Bueno, el resultado de un proceso de predicci�n es un conjunto de campos, naturalmente anormales, como: temperatura en superficie y altura, precipitaci�n, balances de radiaci�n, advecci�n, evaporaci�n, etc. De estas variables, las m�s importantes son la temperatura y la precipitaci�n; adicionalmente, el an�lisis se facilita si en vez del anormal nos fijamos en la anomal�a, para lo cual el anormal (calculado) se resta de la normal calculada. Esto significa que en la corrida debe calcularse tambi�n la situaci�n normal; ciertamente la normal observada (incorporada en el archivo) es m�s realista que la calculada, pero para determinar la anomal�a se prefiere usar la normal calculada, porque en la resta se eliminan errores sistem�ticos (de origen f�sico, matem�tico o computacional) que pudieran estar presentes (en la normal y el anormal); o sea, por congruencia, la anomal�a calculada debe ser la diferencia entre dos valores calculados con las mismas hip�tesis, aproximaciones y algoritmos.

Especifiquemos un poco las temperaturas de entrada y salida. El MTC necesita como ingredientes dos temperaturas (del mes previo): la del agua superficial (capa mezclada) del oc�ano y la del aire a la mitad de la troposfera. Del modelo resultan las siguientes temperaturas (del mes por predecir): la de la superficie —que ahora incluye la temperatura del suelo continental, aparte de la del agua oce�nica— y la temperatura de la troposfera —que ahora incluye la del aire superficial aparte de la del nivel de 5.5 km—. Todos estos campos son anormales, o sea del a�o particular, p. ej. mayo y junio de 1992, respectivamente. Hay un campo m�s de entrada —la cubierta congelada— y varios otros de salida, sin contar los muchos normales ingredientes y resultantes. En realidad s�lo entran tres campos (anormales) y salen varios (anormales).

M�ltiples an�lisis y pruebas han demostrado que s�lo tres campos anormales del mes previo influyen significativamente; a su vez, estas tres variables no son igualmente importantes; su contribuci�n relativa var�a por regi�n y �poca. P. ej., la extensi�n del casquete polar es una variable que afecta m�s a los pa�ses septentrionales y en invierno; en cambio, la temperatura del oc�ano afecta m�s a las zonas costeras y a territorios (continentales) estrechos o insulares. A Canad� y EUA les ata�e m�s el casquete y menos el oc�ano, y a M�xico al rev�s.

ALGUNOS EXITOS

Desde hace 30 a�os se hacen pron�sticos clim�ticos a corto plazo con el MTC; en sus primeros a�os s�lo manejaba promedios zonales y, cuando ya tuvo los campos desplegados geogr�ficamente (en latitud y longitud), se hizo el primer pron�stico mensual, que fue de diciembre de 1962 a enero de 1963, cuando Juli�n Adem trabajaba en el Centro Nacional de Meteorolog�a, en Washington, D.C. Aquel enero fue especialmente fr�o, p. ej., en el norte de EUA hubo temperaturas 6°C m�s bajas de lo normal para el mes, y esa anomal�a fue bien predicha en magnitud y ubicaci�n por el MTC.

Sin embargo, lo sucedido en enero de 1963 no era f�cil de vislumbrar a partir de las condiciones prevalecientes en diciembre de 1962, cuando el oc�ano estaba m�s caliente (o menos fr�o) del normal decembrino; una especulaci�n f�cil llevar�a a concluir que esta anomal�a positiva de temperatura producir�a un invierno moderado en enero, pero no fue as�; �qu� ocurri�? Simplemente que el oc�ano (su temperatura) es s�lo uno de los factores que determinan el clima del mes siguiente, y falta considerar los dem�s; sucede que en diciembre del 1962 la cubierta �rtica era un manto de hielo y nieve que se extend�a desde el polo norte hasta el Tibet en Asia, hasta Suiza en Europa y el R�o Colorado en Norteam�rica —mucho m�s de lo normal— y el enfriamiento anormal debido a ella super� al posible calentamiento debido al oc�ano.

Otro logro del MTC consisti� en la predicci�n de una situaci�n que tuvo grandes anomal�as contrarias a la tendencia; se trata de la famosa sequ�a de junio de 1980 y meses subsecuentes que afect� a Norteam�rica (incluyendo M�xico). Quiz� algunos lectores la recuerden; a tal grado escasearon las lluvias que el nivel de las presas baj� alarmantemente y la Comisi�n Federal del Electricidad recort� el suministro de energ�a con apagones programados. Corri� el rumor de que la sequ�a se deb�a a que "los gringos estaban desviando los huracanes" y dej�bamos de recibir la humedad que acarrean. Estas habladur�as falseaban en dos aspectos: en primer lugar, no hay poder humano capaz de alterar el curso natural de un hurac�n, y, en segundo, la sequ�a perjudic� m�s a EUA que a M�xico.

La energ�a que interviene en un hurac�n equivale a miles de bombas nucleares; de modo que s�lo echando mano de una fracci�n apreciable del arsenal mundial se lograr�a desviar o destruir el meteoro, con las evidentes consecuencias colaterales e indeseables, resultando peor el remedio que la enfermedad.

La sequ�a del verano de 1980 caus� estragos en EUA; se le bautiz� como "the 20 billion Dlls. drought", lo pongo en ingl�s porque la traducci�n no es literal, "one billion" no es igual a un bill�n, aqu�l equivale a mil millones y �ste, a un mill�n de millones, 10⁹ y 10¹², respectivamente. De cualquier modo, quiere decir que la sequ�a y el calor causaron p�rdidas por 20 000 millones de d�lares.

QUIEBRO Y TINO

La sequ�a de 1980 tuvo otras peculiaridades m�s; mayo fue m�s h�medo y fresco de lo normal, le sigui� un junio mucho m�s seco y c�lido de lo normal; y en los meses siguientes la sequ�a persisti�.

Por un af�n de colaboraci�n con investigadores del Observatorio Geol�gico Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, N.Y., el MTC les hab�a sido transferido y hac�an con �l predicciones; la de junio de 1980 form� parte de una larga serie que llevaron a cabo. Este pron�stico —hecho con fines acad�micos, ajeno a los servicios meteorol�gicos— acert� en el cambio de r�gimen clim�tico de mayo a junio; calcul� bien el tama�o y ubicaci�n de las anomal�as de temperatura y precipitaci�n, sobre todo en EUA.

Por lo dicho —y lo no dicho—, en las �ltimas secciones el lector puede vislumbrar que, de los tres campos con que se inicializa el MTC, el menos importante es el de la temperatura troposf�rica. Efectivamente, el hecho de que en cierto mes la atm�sfera est� m�s caliente o fr�a de lo normal, poco influye en que el mes siguiente sea m�s c�lido o fresco, lluvioso o seco. Estas condiciones est�n m�s determinadas por el casquete polar, anormalmente extendido o retra�do, y porque el oc�ano tenga temperatura mayor o menor a la normal. El oc�ano es la memoria energ�tica del sistema clim�tico; en este sentido, la atm�sfera es (t�rmicamente) desmemoriada; vamos, la temperatura (ambiente) que tenemos encima influye menos en el clima del mes siguiente que la criosfera y el oc�ano, que nos quedan m�s lejos. La temperatura troposf�rica no tiene importancia crucial, pero tampoco es despreciable, por eso la incluimos en las condiciones iniciales; en otras palabras, no determina el campo calculado, pero s� lo refuerza.

Frecuentemente, la gente cree que las fluctuaciones consecutivas son contrastadas; es decir, que las anomal�as se dan en sucesi�n de signos alternados: a una positiva le sigue una negativa, y viceversa. Esto se se�ala en algunos refranes como: "Cuando el invierno primaverea, la primavera invernea", pero realmente los contrastes son raros; la mayor�a son enga�osos; p. ej., el invierno que sigue a un verano c�lido parece —por ilusi�n sensorial— muy fr�o.

VIDA Y DULZURA

Hemos platicado de los pron�sticos m�s exitosos del MTC, pero por supuesto no son as� en todos los casos; no todo es vida y dulzura. Los casos aislados dicen poco, la evaluaci�n de un modelo debe ser objetiva; para eso se requiere acumular una serie larga de experimentos num�ricos, estad�sticamente significativa y por diversos m�todos comparar su habilidad de acierto, su predictabilidad, con la de los controles (persistencia, retorno a la normal, etc�tera.)

Nosotros, y tambi�n algunos colegas de instituciones extranjeras, hemos hecho esta evaluaci�n estad�stica del MTC, y el resultado ha sido que posee una predictabilidad superior a los controles. Estos andan en algo as� como 60% de tino, y el MTC los supera sistem�ticamente, aunque s�lo por unos cuantos puntos porcentuales; pero —como se dijo en el cap�tulo VII— este peque�o excedente es muy meritorio y semejante al de otros modelos de pa�ses extranjeros. A�n estamos lejos, en todo el mundo, de contar con el modelo que acierte en el 90% de los casos, y llegar al 100% de predictabilidad es ilusi�n.

La discusi�n precedente puede dejar la falsa impresi�n de que predecir el clima se reduce a meter a la computadora unos cuantos campos anormales y esperar la salida de resultados. Efectivamente, al echar a andar el programa computacional del MTC entra en acci�n un complejo sistema de algoritmos num�ricos, ecuaciones matem�ticas, leyes f�sicas, parametrizaciones semiemp�ricas, etc. que procesan numerosos campos clim�ticos normales y anormales de todo el hemisferio, simulando los fen�menos e interacciones naturales y dando por resultado las condiciones clim�ticas del mes deseado. Sin embargo, program�ticamente no existe una cosa tal como El modelo; el MTC es un programa con muchas opciones, seg�n se desee o no incluir diversos mecanismos clim�ticos, o para seleccionar parametrizaciones alternativas de cierto mecanismo, etc.; tambi�n tiene los comandos de la corrida para fijar el mes y a�o que se desea, el archivo de datos que debe usar, los campos que debe exhibir, imprimir, etc. Todo esto sin contar la magna empresa inicial de construir el modelo y mejorarlo continuamente.

Hemos insistido en la importancia que las condiciones an�malas de la superficie (temperatura del oc�ano y extensi�n del hielo y la nieve) tienen sobre el clima (manifestado principalmente en las anomal�as de la atm�sfera, en constante circulaci�n) del mes siguiente. Sin embargo, es claro que estas condiciones anormales en la superficie subyacente pueden a su vez deberse a las condiciones de la circulaci�n troposf�rica; lo que queremos subrayar es que una vez que aparecen, influyen en la circulaci�n de modo determinante para mantener un estado an�malo que puede persistir durante algunos meses.

Una �ltima aclaraci�n. Todos los campos (normales y anormales, de entrada y salida) son variables promediadas mensualmente, excepto el campo de criosfera anormal de entrada, dado que es m�s significativo el estado de la cubierta congelada en los d�as finales del mes previo que el promedio de todo ese mes; por lo tanto, se usa el campo medio de la �ltima semana. Podr�a pensarse en hacer lo mismo con las temperaturas anormales de entrada; realmente tiene sentido tal inquietud, y los colegas de Lamont, Columbia, han probado que da buenos resultados. Tenemos en mente llevar a cabo esta mejora, evaluarla estad�sticamente y, en su caso, adoptarla.