Física-dinámica en modelos climáticos

Con la organización de dos talleres de índole internacional, Markus Gross, investigador del Departamento de Oceanografía del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), ha logrado abrir un espacio de diálogo para sensibilizar a científicos de todo el mundo respecto a los problemas en los procesos de acoplamiento de física-dinámica en modelos climáticos.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Markus Gross explicó que el acoplamiento es un procedimiento complejo que implica transferir información de un modelo a otro, por ejemplo, de un modelo del aire a uno del océano, transferir el forzamiento de la superficie de la Tierra a la atmósfera o incluir efectos físicos de las nubes y de la convección al modelo de la atmósfera.

Indicó que los errores en los procesos de acoplamiento tienen impacto en las salidas de los modelos del clima y las predicciones del tiempo, por lo que el tema ha despertado el interés de especialistas que están involucrados desde distintas áreas.

Acoplamiento, un proceso complejo

Markus Gross detalló que en el acoplamiento se deberá buscar la representación de la física y en muchos casos se presentan errores que pueden ser significativos en comparación con los esfuerzos por tratar de acoplar, lo que invalida el procedimiento.

“Transferir los procedimientos de una parte a otra, por ejemplo, de la radiación a la superficie de la Tierra, la temperatura de la superficie de la Tierra tiene mucho impacto en el comportamiento de la atmósfera y eso hay que transferir, las fuerzas”, mencionó.

Estimó que el principal problema es que los modelos de la atmósfera, del océano y las parametrizaciones de los procesos como nubes y superficie de la Tierra, son muy grandes y están integrados por muchos componentes.

“El aire, las nubes, son muchos códigos, son muy grandes y son muchos especialistas en cada disciplina: en la disciplina del movimiento del aire —los núcleos dinámicos—, en la de las nubes —microfísica y convección—, en la disciplina de la radiación, y cada uno desarrolla sus códigos, y especialistas en computación toman esos códigos y van a manejarlo en conjunto y comunican con otros códigos”, refirió.

El investigador anotó que ese proceso actualmente se hace de forma mecánica y sin analizar sus implicaciones, por lo que a través de los talleres se está repensando la forma de acoplar todos los códigos de manera óptima, desarrollar protocolos para analizar los errores y crear la sensibilidad y el diálogo entre los expertos de los tres campos: física, dinámica y computación.

Dos talleres

Con la participación de expertos procedentes de países como Estados Unidos, Inglaterra, Francia, Alemania, Japón y México, a partir de 2014 se emprendió la organización de talleres para visibilizar el problema del acoplamiento en los modelos.

Markus Gross mencionó que entre los objetivos planteados desde el primer taller, celebrado en las instalaciones del CICESE con financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), se encuentra crear sensibilidad respecto a la problemática a la que se enfrentan especialistas de todo el mundo.

“Con el primer taller abrimos una idea del acoplamiento en los modelos y creamos sensibilidad respecto a que sí hay un problema, no solamente el correr todos los códigos juntos sino que también es un problema cómo hacerlo”, expuso.

Calificó como un éxito el primer taller, dado que fue el primer foro que se abrió a nivel internacional para tratar un tema que implica la participación de físicos, matemáticos y expertos en computación.

Otra de las pruebas del éxito del taller es que de 2014 a 2016, cuando se realizó el segundo taller en el Pacific Northwest National Laboratory, en Estados Unidos, la participación creció de 25 a 50 especialistas en el tema.

Markus Gross estimó que el principal aprendizaje que se llevan los asistentes del evento es un mejor panorama de lo que hacen otros expertos que participan en la misma tarea, desde un área diferente.

“Cada una de las pláticas tiene algún aspecto importante del trabajo, es fuente de información e inspiración para saber qué hacer, cuáles son los aspectos importantes, quiénes son nuestras guías para hacer investigación”, concluyó.

Fuente: CONACYT.