Usuario:
Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E5 - Retroalimentaciones Climáticas
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:4603
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: Forzamiento y respuesta de equilibrio
Cómo un forzamiento radiativo produce una respuesta de temperatura superficial en equilibrio.
Grupo 2: Grupo 2: Retroalimentación de Planck
Cómo el aumento de temperatura incrementa la emisión infrarroja y estabiliza el sistema.
Grupo 3: Grupo 3: Retroalimentaciones amplificadoras y regionales
Cómo vapor de agua, hielo-albedo y tasa de lapso modifican la estabilización de Planck.
Grupo 4: Grupo 4: Retroalimentación de nubes
Cómo los efectos solar e infrarrojo de las nubes compiten y generan incertidumbre.
Grupo 5: Grupo 5: Ganancia total y estabilidad
Cómo se combinan las retroalimentaciones en una ganancia total que controla estabilidad y magnitud de respuesta.
Grupo 6: Grupo 6: Sensibilidad climática en equilibrio
Cómo la ganancia total traduce el forzamiento por duplicación de CO2 en calentamiento de equilibrio.
ID:1686
Grupo 1: Grupo 1: Forzamiento y respuesta de equilibrio
Descripción
Cómo un forzamiento radiativo produce una respuesta de temperatura superficial en equilibrio.
Pregunta clave: Cómo un forzamiento radiativo produce una respuesta de temperatura superficial en equilibrio.
Cómo un forzamiento radiativo produce una respuesta de temperatura superficial en equilibrio. El marco estándar para describir esta respuesta la descompone en tres piezas: el forzamiento radiativo que perturba al sistema climático, la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas que responden a esa perturbación, y la respuesta de la temperatura superficial que el sistema climático alcanza una vez que vuelve a un nuevo equilibrio. Esa respuesta de la temperatura superficial en equilibrio es igual al forzamiento radiativo dividido por la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido: cuanto mayor es el forzamiento radiativo que perturba al sistema climático, mayor es la respuesta de la temperatura superficial en equilibrio, y cuanto mayor es, en magnitud, la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas —una ganancia total que debe ser negativa para que el sistema climático sea estable—, menor es la respuesta de la temperatura superficial en equilibrio frente al mismo forzamiento radiativo. El valor más probable de la sensibilidad climática en equilibrio, según la evaluación científica internacional más reciente sobre el clima, es de tres grados Celsius, dentro de un rango probable de entre dos grados y medio y cuatro grados: ese mismo forzamiento radiativo por duplicación de dióxido de carbono con el que empezó a definirse la respuesta del sistema climático en el primer párrafo es, en última instancia, lo que la sensibilidad climática en equilibrio traduce en un aumento concreto de la temperatura superficial una vez que todas las retroalimentaciones climáticas terminan de actuar.
ID:3005
Grupo 2: Grupo 2: Retroalimentación de Planck
Descripción
Cómo el aumento de temperatura incrementa la emisión infrarroja y estabiliza el sistema.
Pregunta clave: Cómo el aumento de temperatura incrementa la emisión infrarroja y estabiliza el sistema.
Cómo el aumento de temperatura incrementa la emisión infrarroja y estabiliza el sistema. Dentro de la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, la retroalimentación de Planck es la estabilizadora fundamental, y es siempre negativa: al aumentar la temperatura superficial, el sistema climático emite más radiación infrarroja hacia el espacio, y esa mayor emisión de radiación infrarroja enfría de vuelta al sistema climático, oponiéndose al aumento de temperatura superficial que la produjo. Sin esta retroalimentación de Planck negativa, ninguna de las demás retroalimentaciones climáticas podría, por sí sola, devolver al sistema climático a un nuevo equilibrio después de un forzamiento radiativo, porque son las otras retroalimentaciones climáticas las que modifican la fuerza de esta retroalimentación de Planck negativa, no las que la reemplazan. La retroalimentación de la tasa de lapso, en cambio, puede ser positiva o negativa según la región: modifica cómo cambia la temperatura con la altitud en distintas capas de la atmósfera, y ese cambio en la estructura vertical de temperatura puede reforzar o debilitar la retroalimentación de Planck negativa según el lugar del planeta donde se mida.
ID:3006
Grupo 3: Grupo 3: Retroalimentaciones amplificadoras y regionales
Descripción
Cómo vapor de agua, hielo-albedo y tasa de lapso modifican la estabilización de Planck.
Pregunta clave: Cómo vapor de agua, hielo-albedo y tasa de lapso modifican la estabilización de Planck.
Cómo vapor de agua, hielo-albedo y tasa de lapso modifican la estabilización de Planck. La sensibilidad climática en equilibrio integra a todas estas retroalimentaciones climáticas —la retroalimentación de Planck negativa, la retroalimentación del vapor de agua, la retroalimentación entre el hielo y el albedo, la retroalimentación de la tasa de lapso y la retroalimentación de las nubes— dentro de una sola ganancia total de las retroalimentaciones climáticas: la sensibilidad climática en equilibrio es igual al forzamiento radiativo que produce una duplicación de la concentración de dióxido de carbono, cercano a tres coma siete vatios por metro cuadrado, dividido por esa misma ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido. La retroalimentación de la tasa de lapso, en cambio, puede ser positiva o negativa según la región: modifica cómo cambia la temperatura con la altitud en distintas capas de la atmósfera, y ese cambio en la estructura vertical de temperatura puede reforzar o debilitar la retroalimentación de Planck negativa según el lugar del planeta donde se mida. La retroalimentación entre el hielo y el albedo es también positiva, por la misma razón descrita para la amplificación ártica: menos hielo significa una superficie más oscura, y una superficie más oscura absorbe más radiación solar, amplificando el calentamiento.
ID:3007
Grupo 4: Grupo 4: Retroalimentación de nubes
Descripción
Cómo los efectos solar e infrarrojo de las nubes compiten y generan incertidumbre.
Pregunta clave: Cómo los efectos solar e infrarrojo de las nubes compiten y generan incertidumbre.
Cómo los efectos solar e infrarrojo de las nubes compiten y generan incertidumbre. Cuál de estos dos efectos opuestos de las nubes domina depende del tipo de nube, de la altitud de la nube y de la región del planeta donde se forma esa nube, y esa dependencia es la que hace que la retroalimentación de las nubes sea, de todas las retroalimentaciones climáticas, la más difícil de cuantificar con precisión. Las nubes son la mayor fuente de incertidumbre entre todas las retroalimentaciones climáticas, porque tienen efectos opuestos según el tipo de radiación: las nubes reflejan radiación solar de vuelta al espacio, un efecto que enfría al sistema climático, pero las nubes también atrapan radiación infrarroja que de otro modo escaparía hacia el espacio, un efecto que calienta al sistema climático. La sensibilidad climática en equilibrio integra a todas estas retroalimentaciones climáticas —la retroalimentación de Planck negativa, la retroalimentación del vapor de agua, la retroalimentación entre el hielo y el albedo, la retroalimentación de la tasa de lapso y la retroalimentación de las nubes— dentro de una sola ganancia total de las retroalimentaciones climáticas: la sensibilidad climática en equilibrio es igual al forzamiento radiativo que produce una duplicación de la concentración de dióxido de carbono, cercano a tres coma siete vatios por metro cuadrado, dividido por esa misma ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido.
ID:3008
Grupo 5: Grupo 5: Ganancia total y estabilidad
Descripción
Cómo se combinan las retroalimentaciones en una ganancia total que controla estabilidad y magnitud de respuesta.
Pregunta clave: Cómo se combinan las retroalimentaciones en una ganancia total que controla estabilidad y magnitud de respuesta.
Cómo se combinan las retroalimentaciones en una ganancia total que controla estabilidad y magnitud de respuesta. La sensibilidad climática en equilibrio integra a todas estas retroalimentaciones climáticas —la retroalimentación de Planck negativa, la retroalimentación del vapor de agua, la retroalimentación entre el hielo y el albedo, la retroalimentación de la tasa de lapso y la retroalimentación de las nubes— dentro de una sola ganancia total de las retroalimentaciones climáticas: la sensibilidad climática en equilibrio es igual al forzamiento radiativo que produce una duplicación de la concentración de dióxido de carbono, cercano a tres coma siete vatios por metro cuadrado, dividido por esa misma ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido. Esa respuesta de la temperatura superficial en equilibrio es igual al forzamiento radiativo dividido por la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido: cuanto mayor es el forzamiento radiativo que perturba al sistema climático, mayor es la respuesta de la temperatura superficial en equilibrio, y cuanto mayor es, en magnitud, la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas —una ganancia total que debe ser negativa para que el sistema climático sea estable—, menor es la respuesta de la temperatura superficial en equilibrio frente al mismo forzamiento radiativo. Dentro de la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, la retroalimentación de Planck es la estabilizadora fundamental, y es siempre negativa: al aumentar la temperatura superficial, el sistema climático emite más radiación infrarroja hacia el espacio, y esa mayor emisión de radiación infrarroja enfría de vuelta al sistema climático, oponiéndose al aumento de temperatura superficial que la produjo.
ID:3009
Grupo 6: Grupo 6: Sensibilidad climática en equilibrio
Descripción
Cómo la ganancia total traduce el forzamiento por duplicación de CO2 en calentamiento de equilibrio.
Pregunta clave: Cómo la ganancia total traduce el forzamiento por duplicación de CO2 en calentamiento de equilibrio.
Cómo la ganancia total traduce el forzamiento por duplicación de CO2 en calentamiento de equilibrio. El valor más probable de la sensibilidad climática en equilibrio, según la evaluación científica internacional más reciente sobre el clima, es de tres grados Celsius, dentro de un rango probable de entre dos grados y medio y cuatro grados: ese mismo forzamiento radiativo por duplicación de dióxido de carbono con el que empezó a definirse la respuesta del sistema climático en el primer párrafo es, en última instancia, lo que la sensibilidad climática en equilibrio traduce en un aumento concreto de la temperatura superficial una vez que todas las retroalimentaciones climáticas terminan de actuar. La sensibilidad climática en equilibrio integra a todas estas retroalimentaciones climáticas —la retroalimentación de Planck negativa, la retroalimentación del vapor de agua, la retroalimentación entre el hielo y el albedo, la retroalimentación de la tasa de lapso y la retroalimentación de las nubes— dentro de una sola ganancia total de las retroalimentaciones climáticas: la sensibilidad climática en equilibrio es igual al forzamiento radiativo que produce una duplicación de la concentración de dióxido de carbono, cercano a tres coma siete vatios por metro cuadrado, dividido por esa misma ganancia total de las retroalimentaciones climáticas, con el signo invertido. El marco estándar para describir esta respuesta la descompone en tres piezas: el forzamiento radiativo que perturba al sistema climático, la ganancia total de las retroalimentaciones climáticas que responden a esa perturbación, y la respuesta de la temperatura superficial que el sistema climático alcanza una vez que vuelve a un nuevo equilibrio.
ID:3010