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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A2 - Activación de Puntos de Inflexión (Tipping Points)
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4564
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Dinámica general de punto de inflexión
Competencia entre retroalimentación estabilizadora y positiva alrededor de un umbral crítico, con transición entre estados estables.
Grupo 2: Grupo 2: Capa de hielo de Groenlandia — retroalimentación hielo-albedo
Pérdida de hielo, cambio de superficies reflectantes/oscuras, absorción solar y calentamiento que refuerzan el deshielo.
Grupo 3: Grupo 3: Bosque amazónico — biomasa, evapotranspiración y precipitación
Bucle positivo entre biomasa, evapotranspiración, precipitación y estrés de vegetación que puede culminar en aridización.
Grupo 4: Grupo 4: Permafrost — deshielo y liberación de metano
Cruce del umbral térmico del permafrost, deshielo, liberación de metano atrapado y aumento de retención de calor atmosférico.
Grupo 5: Grupo 5: Arrecifes de coral — umbral térmico y degradación
Superación del umbral de temperatura del agua y degradación permanente de la estructura que sostiene el ecosistema coralino.
Grupo 6: Grupo 6: Acoplamiento entre elementos y cascada
Interacciones entre elementos de inflexión por las que activar uno puede reducir el umbral de otro y facilitar una cascada sistemática.
Grupo 7: Grupo 7: Sincronización de impactos y riesgo sistémico
Cruce casi simultáneo de múltiples umbrales, superposición de impactos y reducción del tiempo disponible para adaptación.
ID:1674
Grupo 1: Grupo 1: Dinámica general de punto de inflexión
Descripción
Competencia entre retroalimentación estabilizadora y positiva alrededor de un umbral crítico, con transición entre estados estables.
Pregunta clave: ¿Cuándo una perturbación deja de ser absorbida y produce un salto de estado?
Competencia entre retroalimentación estabilizadora y positiva alrededor de un umbral crítico, con transición entre estados estables. A diferencia de una respuesta gradual y proporcional al forzamiento que la provoca, el elemento de inflexión climático que cruza ese umbral crítico lo hace porque, en torno a ese umbral crítico, la retroalimentación positiva del sistema climático pasa a predominar sobre la retroalimentación estabilizadora que hasta entonces mantenía el equilibrio: mientras la retroalimentación estabilizadora es más fuerte, el sistema climático absorbe la perturbación y vuelve a su estado original, pero cuando la retroalimentación positiva se vuelve más fuerte que la retroalimentación estabilizadora, cualquier perturbación adicional se amplifica en vez de atenuarse, y el elemento de inflexión climático salta hacia el nuevo estado climático. Una precipitación menor sobre el bosque amazónico estresa aún más a la vegetación del bosque amazónico y reduce todavía más su biomasa, de modo que la caída de biomasa del bosque amazónico y la caída de precipitación sobre el bosque amazónico se refuerzan mutuamente y cierran un ciclo de retroalimentación positiva equivalente al de la capa de hielo de Groenlandia: superado el umbral crítico de este elemento de inflexión climático, el bosque amazónico se encamina hacia la aridización, un nuevo estado estable con mucha menos vegetación que el estado original. En cada uno de estos elementos de inflexión climáticos hay una variable de estado propia —el volumen de hielo en el caso de la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, la biomasa del bosque amazónico en el caso del bosque amazónico, la temperatura del permafrost en el caso del permafrost— que puede instalarse establemente en más de un estado posible: mientras el forzamiento que la empuja se mantiene moderado, la variable de estado se sostiene cerca de su estado original, pero al cruzar el umbral crítico de ese elemento de inflexión climático, la variable de estado salta hacia un estado estacionario distinto, y permanece ahí aunque el forzamiento vuelva a bajar.
ID:3122
Grupo 2: Grupo 2: Capa de hielo de Groenlandia — retroalimentación hielo-albedo
Descripción
Pérdida de hielo, cambio de superficies reflectantes/oscuras, absorción solar y calentamiento que refuerzan el deshielo.
Pregunta clave: ¿Cómo el deshielo de Groenlandia se auto-refuerza mediante el albedo?
Pérdida de hielo, cambio de superficies reflectantes/oscuras, absorción solar y calentamiento que refuerzan el deshielo. En el caso de la capa de hielo de Groenlandia, el volumen de hielo no solo responde a la temperatura global, sino que además la retroalimenta: cuanto más hielo se derrite, menor es la superficie blanca capaz de reflejar la luz solar y mayor es la superficie oscura de mar o suelo expuesta, de modo que la capa de hielo de Groenlandia absorbe más radiación solar de la que absorbía antes. Esa mayor absorción de radiación solar eleva aún más la temperatura global en la región, lo que derrite más volumen de hielo de la capa de hielo de Groenlandia, cerrando un ciclo de retroalimentación que se refuerza a sí mismo. Por encima de cierta temperatura global, este ciclo de retroalimentación hace que el único estado estable para la capa de hielo de Groenlandia deje de ser el estado con hielo y pase a ser el estado sin hielo, y una vez que la capa de hielo de Groenlandia cruza ese umbral crítico, el mismo ciclo que antes la mantenía congelada pasa a mantenerla derretida.
ID:3123
Grupo 3: Grupo 3: Bosque amazónico — biomasa, evapotranspiración y precipitación
Descripción
Bucle positivo entre biomasa, evapotranspiración, precipitación y estrés de vegetación que puede culminar en aridización.
Pregunta clave: ¿Cómo la pérdida de biomasa amazónica se auto-refuerza mediante el ciclo precipitación–evapotranspiración?
Bucle positivo entre biomasa, evapotranspiración, precipitación y estrés de vegetación que puede culminar en aridización. Una precipitación menor sobre el bosque amazónico estresa aún más a la vegetación del bosque amazónico y reduce todavía más su biomasa, de modo que la caída de biomasa del bosque amazónico y la caída de precipitación sobre el bosque amazónico se refuerzan mutuamente y cierran un ciclo de retroalimentación positiva equivalente al de la capa de hielo de Groenlandia: superado el umbral crítico de este elemento de inflexión climático, el bosque amazónico se encamina hacia la aridización, un nuevo estado estable con mucha menos vegetación que el estado original. Una biomasa del bosque amazónico menor reduce la evapotranspiración del bosque amazónico —el agua que el bosque amazónico libera hacia la atmósfera— y esa menor evapotranspiración reduce a su vez la precipitación sobre el bosque amazónico. En cada uno de estos elementos de inflexión climáticos hay una variable de estado propia —el volumen de hielo en el caso de la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, la biomasa del bosque amazónico en el caso del bosque amazónico, la temperatura del permafrost en el caso del permafrost— que puede instalarse establemente en más de un estado posible: mientras el forzamiento que la empuja se mantiene moderado, la variable de estado se sostiene cerca de su estado original, pero al cruzar el umbral crítico de ese elemento de inflexión climático, la variable de estado salta hacia un estado estacionario distinto, y permanece ahí aunque el forzamiento vuelva a bajar.
ID:3124
Grupo 4: Grupo 4: Permafrost — deshielo y liberación de metano
Descripción
Cruce del umbral térmico del permafrost, deshielo, liberación de metano atrapado y aumento de retención de calor atmosférico.
Pregunta clave: ¿Qué ocurre cuando el permafrost supera su umbral térmico?
Cruce del umbral térmico del permafrost, deshielo, liberación de metano atrapado y aumento de retención de calor atmosférico. Cuando la temperatura del permafrost cruza su umbral crítico, el permafrost se deshiela y libera el metano que mantenía atrapado, y ese metano liberado por el permafrost es un gas que retiene calor en la atmósfera. Cuando varios elementos de inflexión climáticos cruzan su umbral crítico casi al mismo tiempo, sus efectos —el deshielo irreversible de las capas de hielo, la aridización del bosque amazónico, la liberación de metano por el permafrost y la degradación de los arrecifes de coral— se superponen en vez de darle tiempo al sistema climático para adaptarse a cada uno por separado, lo que convierte al cruce sincrónico de múltiples puntos de inflexión climáticos en uno de los riesgos climáticos más graves identificados hasta ahora. Dentro de los elementos de inflexión climáticos, los ejemplos más estudiados son el deshielo irreversible de la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, la muerte del bosque amazónico por aridización, el deshielo del permafrost con liberación de metano, y la degradación permanente de los arrecifes de coral.
ID:3125
Grupo 5: Grupo 5: Arrecifes de coral — umbral térmico y degradación
Descripción
Superación del umbral de temperatura del agua y degradación permanente de la estructura que sostiene el ecosistema coralino.
Pregunta clave: ¿Cómo la temperatura del agua activa la degradación permanente del coral?
Superación del umbral de temperatura del agua y degradación permanente de la estructura que sostiene el ecosistema coralino. Los arrecifes de coral, por su parte, se degradan de forma permanente cuando la temperatura del agua que los rodea supera el umbral crítico de ese elemento de inflexión climático, perdiendo la estructura que sostenía al ecosistema que albergaban. Cuando varios elementos de inflexión climáticos cruzan su umbral crítico casi al mismo tiempo, sus efectos —el deshielo irreversible de las capas de hielo, la aridización del bosque amazónico, la liberación de metano por el permafrost y la degradación de los arrecifes de coral— se superponen en vez de darle tiempo al sistema climático para adaptarse a cada uno por separado, lo que convierte al cruce sincrónico de múltiples puntos de inflexión climáticos en uno de los riesgos climáticos más graves identificados hasta ahora. Dentro de los elementos de inflexión climáticos, los ejemplos más estudiados son el deshielo irreversible de la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, la muerte del bosque amazónico por aridización, el deshielo del permafrost con liberación de metano, y la degradación permanente de los arrecifes de coral.
ID:3126
Grupo 6: Grupo 6: Acoplamiento entre elementos y cascada
Descripción
Interacciones entre elementos de inflexión por las que activar uno puede reducir el umbral de otro y facilitar una cascada sistemática.
Pregunta clave: ¿Cómo la activación de un elemento facilita la activación de otros?
Interacciones entre elementos de inflexión por las que activar uno puede reducir el umbral de otro y facilitar una cascada sistemática. Los elementos de inflexión climáticos descritos —la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, el bosque amazónico, el permafrost y los arrecifes de coral— no actúan de forma aislada: están acoplados entre sí, de modo que la activación de un elemento de inflexión climático puede reducir el umbral crítico de otro elemento de inflexión climático. En cada uno de estos elementos de inflexión climáticos hay una variable de estado propia —el volumen de hielo en el caso de la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida Occidental, la biomasa del bosque amazónico en el caso del bosque amazónico, la temperatura del permafrost en el caso del permafrost— que puede instalarse establemente en más de un estado posible: mientras el forzamiento que la empuja se mantiene moderado, la variable de estado se sostiene cerca de su estado original, pero al cruzar el umbral crítico de ese elemento de inflexión climático, la variable de estado salta hacia un estado estacionario distinto, y permanece ahí aunque el forzamiento vuelva a bajar. Este acoplamiento entre los elementos de inflexión climáticos crea el riesgo de una cascada sistemática, en la que cruzar un primer punto de inflexión climático facilita que se crucen los siguientes.
ID:3127
Grupo 7: Grupo 7: Sincronización de impactos y riesgo sistémico
Descripción
Cruce casi simultáneo de múltiples umbrales, superposición de impactos y reducción del tiempo disponible para adaptación.
Pregunta clave: ¿Por qué varios cruces casi simultáneos elevan el riesgo sistémico?
Cruce casi simultáneo de múltiples umbrales, superposición de impactos y reducción del tiempo disponible para adaptación. Cuando varios elementos de inflexión climáticos cruzan su umbral crítico casi al mismo tiempo, sus efectos —el deshielo irreversible de las capas de hielo, la aridización del bosque amazónico, la liberación de metano por el permafrost y la degradación de los arrecifes de coral— se superponen en vez de darle tiempo al sistema climático para adaptarse a cada uno por separado, lo que convierte al cruce sincrónico de múltiples puntos de inflexión climáticos en uno de los riesgos climáticos más graves identificados hasta ahora. La consecuencia más grave de esta cascada sistemática entre elementos de inflexión climáticos es la posibilidad de que varios puntos de inflexión climáticos se crucen de forma sincrónica, en una ventana de tiempo relativamente corta, en vez de cruzarse uno por uno y de forma espaciada. Este acoplamiento entre los elementos de inflexión climáticos crea el riesgo de una cascada sistemática, en la que cruzar un primer punto de inflexión climático facilita que se crucen los siguientes.
ID:3128