Per què no podem predir el temps a 10 dies i sí que el podem predir a 100 anys?

He sentit ja diverses vegades en debats sobre canvi climàtic aquesta afirmació: “Si els meteoròlegs no són capaços de predir el temps a 10 dies, com el poden predir d’aquí a 100 anys?” Efectivament, qui diu això té raó, no podem predir el temps d’aquí a cent anys. De fet, el mateix títol d’aquest article és capciós i fal·laç. Però aquesta afirmació es realitza per tal d’argumentar que no som capaços de fer prediccions climàtiques acurades. Res més lluny de la realitat. Ara entendrem per què sí que en som capaços i en què es diferencien de les prediccions del dia a dia. Però per explicar-ho començarem aclarint un parell de conceptes bàsics.

Uns quants conceptes que cal saber

És important entendre la diferència entre temps i clima. El temps són les condicions meteorològiques d’un lloc en un determinat moment. En canvi, el clima són les condicions meteorològiques típiques d’un lloc, sigui durant l’any o en una determinada època. El temps canvia constantment; i el clima també ho fa, però molt més lentament. Podem exemplificar-ho amb la típica frase que diuen de forma equivocada els mitjans de comunicació, “el partit es va cancel·lar degut a les condicions climatològiques”. En realitat els mitjans haurien de dir que “es va cancel·lar degut a les condicions meteorològiques”. Si el partit es juga un 18 de juliol a Barcelona, les condicions climatològiques són sempre càlides i seques, independentment que aquell dia caigui un bon xàfec.

Diferència entre temps (condicions meteorològiques d’un determinat moment) i clima (condicions meteorològiques típiques al llarg dels anys)

Canviem de concepte i expliquem què és la predictibilitat. L’atmosfera és un sistema caòtic. Això vol dir que un petit canvi en les condicions inicials, a la llarga et portarà a un estat completament diferent. A la figura següent es mostra un sistema caòtic aparentment simple (les famoses equacions de Lorenz) que s’inicialitza en diversos punts quasi iguals, amb una diferència de dècimes. Si fossin equacions físiques de sistemes més convencionals, com per exemple de la gravetat, no observaríem gaire divergència entre el resultat de cada punt. En canvi, un sistema complex com el de Lorenz fa que al principi totes les trajectòries vagin igual, però arriba un moment en què acaben divergint. Tal com mostra la figura, la divergència es pot produir abans o després segons la predictibilitat de les condicions inicials. El problema és que no sabem quina és la solució correcta. Com que no coneixem punt per punt i amb una exactitud completa tot l’estat actual de l’atmosfera, el nombre de dies fins al que som capaços de predir és limitat. Tot i així, això no vol dir que pugui passar qualsevol cosa (per exemple, no es poden donar espontàniament temperatures de 120 graus), sinó que la solució caurà en un dels possibles estats compatibles de l'atmosfera. En el sistema que es mostra aquí, aquests estats corresponen a la famosa papallona de Lorenz, que podem observar en la figura.

En un sistema caòtic com les equacions de Lorenz, un petit canvi de dècimes en les condicions inicials acaba provocant que les trajectòries divergeixin fent impredictible l’estat en un futur llunyà. Tot i així, les solucions es mouen sempre en un espai de fases (papallona grisa) que mostra totes les solucions compatibles amb aquell. Font: www.physics.ox.ac.uk

Finalment un últim concepte que cal saber per respondre a la pregunta que ens hem formulat a l’inici d’aquest article: què són els models meteorològics i climàtics? Els models meteorològics són complexos programes informàtics que resolen les equacions físiques de l'atmosfera. Els models climàtics són cosins germans dels models meteorològics. És a dir, utilitzen les mateixes equacions dinàmiques que els models meteorològics i només es diferencien perquè acoblen altres elements del sistema climàtic (oceans, gel, superfície, etc.) i perquè se’ls apliquen forçaments externs (emissions de gasos d’efecte hivernacle, volcans, etc.).

Com encaixem totes les peces?

Avui en dia es considera que la predictibilitat del temps a les latituds mitjanes es perd abans de 10 dies. Per tant, és impossible saber el temps que farà d’aquí a cent anys. Per contra, si volem anar a un concert aquesta setmana, sí que podem saber si plourà o no i podrem conèixer la temperatura més o menys exacta per poder escollir la roba amb què anirem. Per a això necessitem un bon model del temps i unes condicions inicials molt detallades.

Però a un model climàtic no li preguntem pel temps que farà tal dia sinó que li preguntem pel clima que farà. Aquesta és la diferència clau: si fem projeccions futures del clima, no ens preguntem quina temperatura farà el 2 de juny de 2085 a les 16.35 h, sinó que ens preguntarem si el temps mitjà durant aquelles dates serà de mitjana més càlid o menys que l’actual. Això sí que es pot predir, ja que no depèn de les condicions inicials, sinó que depèn dels forçaments que afegim a la Terra, que són molt més previsibles dins de la gran imprevisibilitat que té fer projeccions futures. De fet, és inútil esforçar-se a recrear unes bones condicions inicials, si per inicialitzar els models del clima s'escull un dia a l’atzar.

Els models del clima reprodueixen bé les temperatures observades durant les últimes dècades. Font: www.realclimate.org

Els models del clima han demostrat ser una eina molt útil per a l’estudi del canvi climàtic. Cada cop són més complexos i prediuen el clima terrestre amb una resolució més gran. Les projeccions de control d’aquests models, és a dir, les projeccions que simulen el que ha passat al llarg del segle xx descriuen molt bé les dades observades. Ara bé, sabent que aquests models són molt acurats i que ens auguren escenaris d’escalfament futur molt perjudicials per al desenvolupament de la humanitat, no hauríem de pensar a actuar aviat?

Les projeccions d’escalfament simulades pels models auguren temperatures globals molt més càlides si continuem emetent gasos d’efecte hivernacle com fins ara. Aquest escalfament podria ser perjudicial per al desenvolupament de la humanitat. Font: IPCC 2018