Nuevos modelos para futuros climáticos: proyecto ESM2025

Météo-France coordina el proyecto europeo ESM2025, a través del CNRM (Centro Nacional de Investigaciones Meteorológicas, Meteo-France - CNRS, unidad conjunta de investigación de Toulouse).

Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una nueva versión de los modelos climáticos y del sistema terrestre CNRM-CM y CNRM-ESM integrando en particular una mejor representación de las superficies continentales (permafrost, incendios forestales y vegetación) y del océano (efecto de vórtices y convección profunda). El CNRM también tiene como objetivo integrar la química atmosférica en línea para simular la cadena de procesos que va no solo de las emisiones a los aerosoles y de las interacciones aerosol-radiación y aerosol-nube, sino también a la representación del ciclo del metano.

Para ir más allá, Roland Séférian, coordinador científico de ESM2025, ¡nos cuenta más sobre el modelado y el proyecto!

Es la descripción de nuestro planeta y las leyes físicas que guían su funcionamiento. El sistema de la Tierra describe las interacciones entre las envolturas fluidas del sistema planetario que son la atmósfera, el océano, la criosfera, las superficies continentales y la biosfera. Estos diferentes compartimentos de nuestro sistema terrestre interactúan y evolucionan constantemente. Las sociedades humanas también están cambiando la forma en que funciona el “sistema de la Tierra”, utilizando agua, desarrollando tierras agrícolas o emitiendo gases de efecto invernadero por el consumo de combustibles fósiles extraídos del subsuelo de la Tierra. Mediante sus decisiones, las sociedades humanas pueden acelerar o influir en la evolución de estos parámetros. El clima es el resultado de todas estas interacciones y las energías producidas. Para comprender y predecir estos cambios, Por tanto, es necesario representar, lo más finamente posible, este sistema físico y químico, los elementos que lo componen y todas estas interacciones. La representación de un sistema mediante un conjunto de ecuaciones se denomina modelo.

- El progreso tecnológico y nuestra capacidad para procesar masivamente más y más datos a través de computadoras, mejoran constantemente nuestra comprensión de estos complejos procesos. Los modelos climáticos nos permiten analizar y predecir, en base a diversas hipótesis que representan las elecciones realizadas hoy, posibles futuros.

Sabemos que las interacciones entre todos los componentes del sistema terrestre no son lineales, responden y en ocasiones se entrenan: por ejemplo, las superficies continentales interactúan con la atmósfera de forma compleja. En el borde del Mediterráneo, el calentamiento global conduce a una disminución de las precipitaciones que conduce a la desecación del suelo. Estos suelos más secos dificultan la evapotranspiración de las plantas, lo que amplifica el calentamiento global a nivel local. A esto se suman las consecuencias físicas de las prácticas humanas, como el uso del agua para riego o los cambios en el uso de la tierra para la agricultura.

Las elecciones que se toman hoy en día en las sociedades humanas y la evolución de sus actividades son elementos a tener muy en cuenta para simular el futuro del clima. Por lo tanto, avanzar en la modelización del clima aumenta la comprensión pública del cambio climático y fortalece el compromiso con las transformaciones sociales necesarias.

- Nuestro desafío es desarrollar una nueva generación de modelos que nos permitan desarrollar estrategias de mitigación y adaptación más ambiciosas y realistas, en línea con los compromisos del Acuerdo de París dirigidos a limitar el calentamiento global a 1,5 ° C planetario.

Por lo tanto, nuestro objetivo es representar con mayor precisión la complejidad del sistema terrestre. La idea es permitir que los modelos representen la cadena de procesos entre las emisiones vinculadas a las actividades humanas y las leyes físicas y químicas que rigen el clima.

En particular, representaremos los ciclos del metano (CH4 ) y el óxido nitroso (N2O), dos gases de efecto invernadero que son muy dependientes de las actividades humanas. Estos gases son de 26 a 300 veces más calientes que el CO2 , el único gas cuya evolución se considera actualmente como pronóstico en nuestros cálculos. Integrar estos dos gases en los modelos y representar el destino de estas emisiones humanas es realmente importante. Reducir las emisiones de CO2 es muy difícil en las sociedades actuales. Pero reducir los de metano u óxido nitroso parece más accesible a corto plazo porque tienen un vínculo con nuestros estilos de vida y alimentación. Y como se subraya en el último informe del IPCC (AR6), los beneficios de estas reducciones podrían ir de la mano con una mejor calidad del aire. En términos de mitigación, el aumento de la capacidad de los modelos para representar las emisiones de metano u óxido nitroso también permitirá definir balances multigas para dar a los tomadores de decisiones palancas de acción más precisas.

Esta nueva generación de modelos también cuestionará el papel del uso de superficies continentales en el cambio climático y como solución al cambio climático. ¿Cuál sería el impacto en el clima de una dieta menos carnosa? ¿De la evolución del bosque?

Finalmente, el proyecto tiene como objetivo asegurar la coherencia entre los modelos macroeconómicos (que hacen los escenarios) y los modelos climáticos (que hacen las proyecciones). De esta manera, inyectaremos conocimiento sobre los mecanismos físicos y químicos en las trayectorias macroeconómicas para hacer más realistas las proyecciones futuras.

Esperamos que, en conjunto, los nuevos modelos, las nuevas proyecciones y los nuevos conocimientos apoyen los servicios climáticos europeos y las evaluaciones del IPCC y, por lo tanto, contribuyan al desarrollo de la acción pública en la implementación del Acuerdo de París. De hecho, desde esta base de conocimientos y herramientas, ESM2025 pretende servir como incubadora de acciones a favor del clima y el Acuerdo de París. Es por eso que queremos integrar e involucrar, desde el inicio del proyecto, a los actores clave que hemos identificado aguas arriba. La idea es co-desarrollar con estos mismos grupos de interés conocimientos que serán relevantes y útiles para el desarrollo de políticas sólidas a favor del clima y una sociedad futura libre de carbono y resiliente a los cambios ambientales. En definitiva, con este proyecto queremos promover la asimilación y apropiación de este conocimiento climático clave por parte de las partes interesadas, al tiempo que brindamos información esencial en apoyo de informes de evaluación climática internacional, políticas de mitigación y adaptación al cambio climático, etc. Con el mismo objetivo, ESM2025 también tiene como objetivo desarrollar actividades y material educativo y pedagógico sobre el clima para dirigirse más específicamente a los jóvenes ciudadanos europeos que serán los actores del mañana.

ESM2025 es un proyecto de investigación europeo sobre el modelado digital del sistema terrestre, coordinado por el Centro Nacional de Investigaciones Meteorológicas, CNRM (Météo-France - CNRS). El proyecto se inició el 1 er junio 2021. Está financiado por el Programa H2020 de la Comisión Europea por un período de 4 años.

Con un equipo internacional de 19 organizaciones europeas (que representan a 7 países europeos: Austria, Bélgica, Francia, Alemania, Noruega, Suecia, Suiza y Reino Unido) y una universidad australiana, el proyecto tiene como objetivo desarrollar la próxima generación de modelos de sistemas terrestres (ESM ).

Esta nueva generación de modelos tiene como objetivo proporcionar mejores proyecciones climáticas para ayudar a desarrollar estrategias de mitigación y adaptación ambiciosas y realistas, en línea con los compromisos del Acuerdo de París.

Más información sobre ESM2025.

Météo-France