Hora de Córdoba
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Fuertes realimentaciones negativas de
las nubes en un clima más cálido

Anthony Watts
Meteorólogo
WattsUpWithThat.com

Motor de calor natural – la nube cúmulonimbus transporta calor desde
los niveles más bajos de la atmósfera hasta los más altos.
Fuente
: International Space Station NASA

Pensé que este post sobre las nubes y el modelado del clima de Steven McIntyre (más abajo) de Climate audit. era interesante, porque destaca las temidas “realimentaciones negativa” que muchos modelistas dicen que no existen. El Dr. Richard Lindzen hizo notar la importancia de las realimentaciones negativas en un artículo reciente aquí en WUWT. Uno de los comentarios en Climate Audit muestra la simplicidad y obviedad de la existencia de las realimentaciones negativas en uno de nuestros eventos más comunes del tiempo. Willis Eschenbach escribe:

“La realimentación positiva de las nubes es una de las afirmaciones mas tontas y anti sentido común que tienen los modelos. Esto es particularmente cierto en los cúmulos y cúmulonimbus que aumen-tan con la temperatura durante el día, mueven enormes cantidades de energía a grandes alturas, reflejan inmensas cantidades de energía al espacio, y se desvanecen y desaparecen durante la noche.”

Justo en el blanco Willis, no podría estar más de acuerdo. Esto está especialmente bien demostrado en la Zona de Convergencia Intertropical (ITZC). La ITCZ estuvo hace poco en las noticias porque los prime-ros análisis de la ruta de vuelo del vuelo de Air France 447 sugiere que volar a través de una intensa tor-menta eléctrica en la ITZC podría haber sido el error fatal. Hay una descomunal cantidad de energía que está siendo transportada hasta la alta atmósfera por estas tormentas.

Aquí están algunos diagramas y fotografías para ayudar a visualizar el proceso de transporte de energía en la ITCZ. Primero, así es como se ve la ITCZ desde el espacio. Nótese la brillante banda de cumulonimbus de izquierda a derecha.

La ITCZ desde el espacio. Fuente: NASA Earth Observatory.

Esta es una imagen mostrando un corte transversal de la ITCZ con una nube cumulonimbus en su centro.

Diagrama del transporte de calor de un cumulonimbus en la ITCZ

Y finalmente una imagen 3D mostrando la circulación en la ITCZ y el transporte de calor. Nótese que la parte superior de las nubes producen un albedo brillante que refleja la luz solar.

Y este es el artículo en Climate Audit.

Superparametrización de las Nubes y Baja Sensibilidad del Clima

Por Steven McIntyre, en Junio 11, 2009

La “Superparametrización” es descrita por el Equipo de Proceso Climático en Realimentación de Nubes de Baja Latitud en Sensibilidad del Clima en el informe de un encuentro online (Bretherton, 2006) como: “una recientemente esarrollada forma de modelado global en donde la física húmeda parametrizada en cada columna de la grilla de un Modelo de circulación General (MCG) es reemplazada por un pequeño modelo de resolución de nubes (CRM –Cloud Resolution Model). Tiene la promesa de simulaciones mucho más realistas de los campos de nubes asociados con convección húmeda y turbulencia.”

Las nubes han sido la primera fuente de incertidumbre en los modelos del clima desde los años '70. Algunas de las conclusiones de los estudios de parametrización de nubes son bastante sorprendentes. El Equipo de Proceso del Clima en Realimentaciones de Baja Latitud en Sensibilidad Climática informa que:

Los resultados en el mundo de las primeras parametrizaciones de la sensibilidad climática muestran una fuerte realimentación negativa de las nubes, manejadas por un realce de la capa fronteriza de nubes en climas más cálidos.

Estas fuertes realimentaciones negativas de las nubes en una baja sensibilidad climática de sólo 0,41 K/(Wm-2), descritas como estando en el “extremo bajo” de los MCG tradicionales (es decir, alrededor de 1,5º C/duplicación del CO2):

El CAM-SP muestra una neta realimentación negativa de las nubes en el trópico y en los extratrópi-cos, resultando en una sensibilidad climática de sólo 0,41 K/(Wm-2), en el extremo bajo de los MCG acoplados (p.ej.: Cess et al. 1996), pero de acuerdo con un análisis de climatología de 30 días de SST/SST+2K, de un aquaplanet CRM corrido en el Simulador de la Tierra (Miura et al. 2005). Los MCGA convencionales difieren grandemente entre sí pero todos tienen menos forzamientos netos negativos de las nubes y por ello mayor sensibilidades climáticas que la superparametrización.

Ellos analizaron la generación de nubes en unos pocos importantes MCGs, encontrando que el comporta-miento promedio de un MCG puede “reflejar interacciones no anticipadas y no físicas entre sus componentes parametrizados.”

Un diagnóstico del CAM3 SCM mostró que la capa de nubes estaba mantenida por un complejo ciclo de un período de pocas horas en donde diferentes parametrizaciones de física húmeda se hace cargo durante tiempos diferentes de una manera que los modeladores no intentaron. Una sorpresa fue el inesperado gran papel jugado por las profundas convecciones parametrizadas aún cuando la capa de nubes no se extiende por encima de 800 hPa. Esto enfatiza que un MCGA es un sistema cuyo compor-tamiento medio puede reflejar interacciones no anticipadas y no físicas entre sus componentes para-meterizados.

Wyant et al. (GRL 2006) informaron algunos de los hallazgos. Su abstracto dice:

El modelo tiene una sensibilidad climática más débil que la mayoría de los MCGs, pero una sensibilidad climática comparable a recientes simulaciones aqua-planet de un modelo global de resolución de nubes. La débil sensibilidad es debida primariamente a un aumento en la fracción de nubes bajas y agua líquida en regiones tropicales de subsidencia moderada como también de aumentos sustanciales en la fracción de nubes de latitudes altas.

Ellos informan sobre las sensibilidades del extremo bajo notado en el taller de trabajo como sigue:

Hemos realizado experimentos similares de perturbaciones +2K con CAM 3.0 con un núcleo semi Lagrangiano dinámico, CAM 3.0 con un núcleo dinámico Eulerian, y con el GDFL AM2.12b. Estos tienen ë's de 0,41, 0,54, y 0,65 respectivamente; SP-CAM es tan sensible o menos sensible que estos MCGs. De hecho, SPCAM sólo tiene una ligeramente mayor sensibilidad climática que el menos sensible de los modelos presentados en C89 (los valores C89 están basados en simulaciones de Julio.)…

Los cambios medios anuales globales en el forzamiento de longitudes de onda cortas (SWCF) y forza-miento de nubes en longitudes largas (LWCF) y forzamiento neto de nubes para SP-CAM son -1,94 Wm-2, 0,17 Wm-2, y -1,77 Wm-2, respectivamente. El cambo negativo en el forzamiento neto de las nubes aumenta G y hace ë más pequeña de lo que sería en ausencia de los cambios en las nubes.

Wyant et al (GRL 2006) no son citados en el Capítulo 8 del AR4 del IPCC, aunque un estudio compañero (Wyant et al, Clim. Dyn. 2006) lo es, pero sólo en los términos más generales, sin hacer mención de una baja sensibilidad asociada con la superparametrización.:

Análisis recientes sugieren que la respuesta de nubes en la capa fronteriza constituye el mayor con-tribuyente al rango de las realimentaciones de nubes del cambio climático actualmente en los MCG (Bony y Dufresne, 2005; Webb et al., 2006; Wyant et al., 2006). SE debe a las granes discrepancias en las respuestas radiativas simuladas por los modelos en regiones dominadas por la cobertura de nubes a bajos niveles (Figura 8.15), y a las grandes áreas del globo cubiertas por estas regiones…

…la evaluación de campos simulados de nubes se hace cada vez más en términos de tipos de nubes y propiedades ópticas de las nubes (Klein y Jacob, 1999; Webb et al., 2001; Williams et al., 2003; Lin y zhang, 2004; Weare, 2004; Zhang et al., 2005; Wyant et al., 2006; Bretherton, 2006).

Dessler et al (GRL 2008) no hacen mención de fuertes realimentaciones negativas de las nubes bajo super-parametrización, declarando que la sensibilidad “está virtualmente garantizada” de ser por lo menos varios grados Celsius, a menos de que “una fuerte y negativa, actualmente desconocida realimentación sea des-cubierta en algún lugar de nuestro sistema climático.”:

La existencia de una fuerte y positiva realimentación del vapor de agua significa que las emisiones de gases invernadero proyectadas al estilo “todo-como-siempre” durante el próximo siglo están virtual-mente garantizadas de producir un calentamiento de varios grados Celsius- La única manera en que ello no ocurriría sería si una fuerte realimentación negativa, actualmente desconocida, es descubierta en algún lugar de nuestro sistema climático.

Hay una limitada cantidad de posibilidades para esa probabilidad, pero es interesante que la super-parame-trización de las nubes indican una fuerte realimentación negativa de las nubes (en contra de los resultados de Soden y Held.)

Esta no es un área que he estudiado extensamente y no tengo visiones personales u opiniones sobre las materias discutidas en este hilo.

Referencias

  1. Bretherton, C.S., 2006. “Low-Latitude Cloud Feedbacks on Climate Sensitivity”. Disponible en: http://www.usclivar.org/Newsletter/VariationsV4N1/BrethertonCPT.pdf [Accedido June 12, 2009].

  2. Wyant, M.C., Khairoutdinov, M. & Bretherton, C.S., 2006. “Climate sensitivity and cloud response of a GCM with a superparameterization.” Geophys. Res. Lett., 33, L06714. eos.atmos.washington.edu/pub/breth/papers/2006/SPGRL.pdf

  3. Bretherton, C.S., 2006. Low-Latitude Cloud Feedbacks on Climate Sensitivity. Available at: www.usclivar.org/Newsletter/VariationsV4N1/BrethertonCPT.pdf [Accedido June 12, 2009].

  4. Wyant, M.C., Khairoutdinov, M. & Bretherton, C.S., 2006. “Climate sensitivity and cloud response of a GCM with a superparameterization.” Geophys. Res. Lett., 33, L06714.



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