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James E. Hansen 

PREMIO FRONTERAS DEL CONOCIMIENTO

Cambio Climático

IX edición

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Cambio Climático ha sido otorgado, en su IX edición, a los climatólogos Syukuro Manabe y James E. Hansen, por sus contribuciones fundamentales en el desarrollo de modelos matemáticos del sistema climático, y por el uso pionero de estos modelos para proyectar la respuesta del clima de la Tierra a los cambios en las concentraciones del CO2 atmosférico y a otras perturbaciones.

MENCIÓN DEL ACTA

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Cambio Climático ha sido concedido en su novena edición a Syukuro Manabe y James E. Hansen por sus contribuciones fundamentales al desarrollo de modelos matemáticos del sistema climático y por el uso pionero de estos modelos para proyectar la respuesta del clima de la Tierra a los cambios en las concentraciones del CO2 atmosférico y a otras perturbaciones. Sus contribuciones seminales están en la base de los modelos y marcos de análisis que hoy se utilizan.

En los años sesenta del siglo pasado, Manabe desarrolló modelos matemáticos con base en la física que describían la interrelación entre los flujos de energía radiante y de convección, y su interacción con otros componentes del sistema climático. Estos modelos le permitieron cuantificar el efecto de la composición de la atmósfera y las perturbaciones solares en la temperatura global.

A mediados de los setenta, Hansen, que había estado estudiando atmósferas planetarias, adaptó modelos similares para empezar a estudiar el clima de la Tierra. Los cálculos realizados por ambos investigadores formaron la base de la primera evaluación de la sensibilidad de la respuesta de la temperatura de la superficie del Planeta a la duplicación del CO2 atmosférico. A partir de este abordaje, Hansen hizo proyecciones de temperaturas en respuesta a perturbaciones cambiantes en el tiempo. Sus predicciones, incluyendo cuándo se alejaría el calentamiento por CO2 de la variabilidad natural, han resistido el paso del tiempo.

A través de minuciosos análisis críticos, Hansen y Manabe cuantificaron los factores que controlan la magnitud de la respuesta de la temperatura superficial de la Tierra a perturbaciones externas. Los métodos de análisis que desarrollaron han sido esenciales para identificar las fuentes primarias de incertidumbre en las predicciones de los cambios futuros en el clima.

BIOGRAFÍA

James E. Hansen (Denise, Iowa, Estados Unidos; 1941) es profesor del Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia, donde desde 2013 dirige el Climate Science, Awareness and Solutions Program. Con anterioridad, había sido director de 1981 a 2013 del Instituto Goddard para la Investigación del Espacio (GISS de la NASA, donde desarrolló su carrera post-doctoral tras doctorarse en Física por la Universidad de Iowa (1967). También realizó una breve estancia en el Observatorio Leiden.

Participó en el equipo que elaboró el modelo de la atmósfera terrestre del GISS, un modelo de predicción del tiempo que Hansen y sus colaboradores rediseñaron para crear simulaciones climáticas a largo plazo. Este modelo continúa mejorándose en la actualidad con nuevos hallazgos y avances tecnológicos. En 1987, publicó junto con Sergej Lebedeff el primer análisis de temperatura global del GISS, que detectó un aumento de la temperatura del planeta entre 1880 y 1985. En un estudio de 1988, Hansen y otros autores predijeron correctamente un aumento del calentamiento global con respecto a la década de los 50, y que este fenómeno se haría evidente durante la década de los 90.

Ese mismo año, su intervención ante el Comité sobre Energía y Recursos Naturales del Senado de EE.UU., basada en sus hallazgos científicos, contribuyó a forjar la concienciación política y social sobre el calentamiento global, el impacto de la actividad humana en el mismo y la necesidad de adoptar medidas que mitiguen este impacto.

Es miembro de la Academia Nacional de Ciencias desde 1995. Ha recibido diversos galardones, entre los que destacan el Premio Heinz en la categoría de Medio Ambiente, la Medalla Roger Revelle de la Unión Geofísica Americana y el Premio Leo Szilard de la Sociedad Física Americana por el Uso de la Física en Beneficio de la Sociedad.

CONTRIBUCIÓN

Discurso

Cambio Climático IX edición

Microentrevista

“Existe una gran incertidumbre en nuestra predicción del futuro cambio climático”

El primer modelo de clima de circulación global fue programado en un ordenador que ocupaba una estancia entera y tenía solo medio megabyte de memoria. Ocurrió en 1969. El programa trabajó durante cincuenta días en el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la NOAA (Agencia Estadounidense del Océano y la Atmósfera) para finalmente depositar su resultado en manos del investigador Syukuro Manabe. Se considera un hito: la primera simulación matemática que recreó correctamente los procesos físicos y químicos globales que dan lugar al clima.

Manabe recibe ahora, junto con el también climatólogo James E. Hansen, el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Cambio Climático. Ambos investigadores, trabajando de manera independiente, crearon los primeros modelos computacionales que integraban todos los factores importantes del clima y además predijeron cuánto subiría la temperatura de la Tierra por el aumento del CO2 en la atmósfera.

La importancia del aumento del CO2

Syukuro Manabe (Prefectura de Ehime, Japón; 1931) fue el primero en aplicar al área del clima la potencia de cálculo de los ordenadores. Su intención inicial no era otra que mejorar la predicción meteorológica, porque por entonces el problema del cambio climático no existía para la ciencia —el químico sueco Svante Arrhenius había predicho a finales del siglo xix que la quema de combustibles fósiles calentaría el planeta, aunque nadie había recogido su testigo—.

Manabe se había doctorado en Meteorología por la Universidad de Tokio en 1958. Poco después, ante la falta de trabajo en plena posguerra en su país, había viajado a Estados Unidos para colaborar con un investigador del U.S. Weather Bureau que trabajaba en su mismo campo: la predicción de lluvias.

En 1963 se incorporó al Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). El uso de ordenadores permitió a Manabe introducir en los modelos los elementos importantes para el clima, como el vapor de agua, los vientos o el transporte del calor en la atmósfera. Simular este último punto, no obstante, exigía introducir también el efecto de los gases de efecto invernadero, y por esa razón Manabe acabó fijándose en el CO2.

Así, a finales de los años sesenta el modelo de Manabe ya predijo que si la concentración de CO2 se duplicaba, la temperatura media del planeta subiría 2°C.

Por entonces James E. Hansen acababa de doctorarse en Física. Había sido becario en la agencia espacial NASA y visitado el Departamento de Astronomía de la Universidad de Tokio, donde estudió trabajos de Manabe.

En 1967 se incorporó al Instituto Goddard para Estudios Espaciales de la NASA con el fin de investigar la atmósfera de Venus. Venus no es el planeta más próximo al Sol, pero sí el más cálido —hasta 500 °C—, y Hansen contribuyó a demostrar que esas altas temperaturas se deben a un efecto invernadero exacerbado.

La última vez que el planeta estuvo un grado más caliente el nivel del mar era muy superior. Si dejamos que ocurra de nuevo perderemos todas las ciudades costeras

TUITEAR

Ese hallazgo hizo dar un viraje a la carrera científica de Hansen. Justo en esos años se empezaba a constatar el aumento del CO2 en la atmósfera, y los científicos se preguntaban qué efectos tendría el fenómeno. Hansen pensó que era más importante estudiar la Tierra que otros planetas dadas las “grandes consecuencias, para muchas personas, de cualquier cambio en el clima”, explica. Desarrolló entonces un modelo que predijo un aumento de hasta 4,5 °C en el siglo XXI.

El trabajo, publicado en 1981, incluía dos novedades: por primera vez se tenía en cuenta datos de temperatura de todo el planeta —el propio Hansen había desarrollado un método para extraer esa información de las estaciones meteorológicas disponibles— y además se predecía el efecto del calentamiento sobre otros procesos, como la circulación oceánica, la disminución del hielo en el Ártico o las sequías y las inundaciones.

Los modelos de Manabe y Hansen son los ancestros de las decenas de modelos climáticos que se usan en la actualidad, y cuya fiabilidad no plantea dudas a los científicos. “Basándonos en cómo ha cambiado el clima en las últimas décadas y en cómo los modelos han reproducido esos cambios, estamos bastante seguros de sus predicciones para el futuro”, dice Manabe, que desde 2005 es meteorólogo senior del Programa de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Princeton (Estados Unidos). Y advierte: “Es muy difícil decir a partir de qué temperatura es peligroso el cambio; lo que podemos asegurar es que si el calentamiento supera los 2 °C será más peligroso, y que cuanto menos cambie el clima, mejor. Así que debemos hacer todo lo posible por minimizar el cambio climático”.

James Hansen, director del Instituto Goddard para Estudios Espaciales entre 1981 y 2013, y actualmente profesor en el Instituto de la Tierra de la Universidad de Columbia, subraya la “primera gran conclusión” de su trabajo: que el clima es muy sensible a la acción humana.

Las grandes variaciones en la extensión de los casquetes polares entre las distintas eras glaciares se deben a cambios pequeños en la órbita terrestre; la perturbación que provoca en el clima la quema de combustibles fósiles, expone Hansen, es aún más potente. “Los cambios ya han comenzado, y habrá más”, advierte. “La última vez que el planeta estuvo un grado más caliente fue en el periodo interglaciar, hace unos 120.000 años, y el nivel del mar era entre 6 y 9 metros superior al actual. Si dejamos que eso ocurra de nuevo, perderemos todas las ciudades costeras”.