Gavin Schmidt: The emergent patterns of climate change

Gavin Schmidt: Los patrones emergentes del cambio climático

Traductor: Máximo Hdez Revisor: Emma Gon

We live in a very complex environment:

Vivimos en un medioambiente muy complejo:

complexity and dynamism

complejidad y dinamismo

and patterns of evidence

y patrones de evidencia

from satellite photographs, from videos.

de fotografías satelitales, de videos.

You can even see it outside your window.

Incluso pueden verlo desde sus ventanas.

It's endlessly complex, but somehow familiar,

Es infinitamente complejo, pero de alguna manera familiar,

but the patterns kind of repeat,

pero los patrones parecen repetirse,

but they never repeat exactly.

aunque nunca se repiten exactamente.

It's a huge challenge to understand.

Entenderlo es un enorme reto.

The patterns that you see

Los patrones que vemos

are there at all of the different scales,

están ahí en distintas escalas,

but you can't chop it into one little bit and say,

pero no podemos tomar un fragmento y decir,

"Oh, well let me just make a smaller climate."

"Vamos a hacer un clima más pequeño".

I can't use the normal products of reductionism

No se pueden usar los productos normales del reduccionismo

to get a smaller and smaller thing that I can study

para hacer algo más y más pequeño

in a laboratory and say, "Oh,

que se pueda estudiar en un laboratorio y decir,

now that's something I now understand."

"¡Vaya! Esto es algo que ahora entiendo".

It's the whole or it's nothing.

Es el todo o es nada.

The different scales that give you

Las diversas escalas que producen

these kinds of patterns

estos tipos de patrones

range over an enormous range of magnitude,

van desde un enorme rango de magnitudes,

roughly 14 orders of magnitude,

de casi 14 órdenes de magnitud,

from the small microscopic particles

desde las partículas microscópicas

that seed clouds

que bombardean las nubes

to the size of the planet itself,

hasta el tamaño del planeta mismo,

from 10 to the minus six

de 10 a la menos 6

to 10 to the eight,

a 10 a la 8,

14 orders of spatial magnitude.

14 órdenes de magnitud espacial.

In time, from milliseconds to millennia,

En tiempo, desde milésimas de segundo a milenios,

again around 14 orders of magnitude.

nuevamente cerca de 14 órdenes de magnitud.

What does that mean?

¿Qué quiere decir esto?

Okay, well if you think about how

Si pensamos en cómo

you can calculate these things,

calcular estos fenómenos,

you can take what you can see,

podemos tomar lo que vemos,

okay, I'm going to chop it up

y voy a cortarlo

into lots of little boxes,

en muchas cajitas,

and that's the result of physics, right?

y ese es el resultado de la física ¿de acuerdo?

And if I think about a weather model,

Y si pienso en un modelo climático,

that spans about five orders of magnitude,

este abarca cerca de 5 órdenes de magnitud,

from the planet to a few kilometers,

del planeta a unos kilómetros

and the time scale

y en la escala temporal

from a few minutes to 10 days, maybe a month.

de algunos minutos a 10 días, quizá un mes.

We're interested in more than that.

Nos interesa mucho más que eso.

We're interested in the climate.

Nos interesa el clima.

That's years, that's millennia,

Esto es años, milenios,

and we need to go to even smaller scales.

y necesitamos ir a escalas aún menores.

The stuff that we can't resolve,

A lo que no podemos resolver,

the sub-scale processes,

los procesos de las subescalas,

we need to approximate in some way.

necesitamos aproximarnos de algún modo.

That is a huge challenge.

Es un reto enorme.

Climate models in the 1990s

En la década de 1990, los modelos climatológicos

took an even smaller chunk of that,

tomaban un trozo aún más pequeño,

only about three orders of magnitude.

de tan solo tres órdenes de magnitud,

Climate models in the 2010s,

En la década actual,

kind of what we're working with now,

estamos trabajando con alrededor de

four orders of magnitude.

4 órdenes de magnitud.

We have 14 to go,

Nos faltan 14

and we're increasing our capability

y estamos aumentando nuestra capacidad

of simulating those at about

de simularlos alrededor

one extra order of magnitude every decade.

de un orden de magnitud por década.

One extra order of magnitude in space

Un orden extra de magnitud en espacio

is 10,000 times more calculations.

equivale a 10 000 veces más cálculos.

And we keep adding more things,

Y seguimos añadiendo más cosas,

more questions to these different models.

más preguntas a estos diversos modelos.

So what does a climate model look like?

¿Cómo se ve un modelo climático?

This is an old climate model, admittedly,

Este es un modelo climático antiguo,

a punch card, a single line of Fortran code.

una tarjeta perforada, una línea de código Fortran.

We no longer use punch cards.

Ya no usamos tarjetas perforadas.

We do still use Fortran.

Pero aún empleamos Fortran.

New-fangled ideas like C

Las ideas modernas como el lenguaje C

really haven't had a big impact

no han tenido un gran impacto

on the climate modeling community.

en la comunidad de modelado climático.

But how do we go about doing it?

Pero ¿cómo seguimos haciéndolo?

How do we go from that complexity that you saw

¿Cómo vamos de la complejidad que vieron

to a line of code?

a una línea de código?

We do it one piece at a time.

Lo hacemos uno por uno.

This is a picture of sea ice

Esta es una imagen de mar de hielo

taken flying over the Arctic.

tomada en un sobrevuelo en el Ártico

We can look at all of the different equations

Podemos ver las distintas ecuaciones

that go into making the ice grow

que describen el crecimiento de hielo

or melt or change shape.

o su derretimiento o cambio de forma.

We can look at the fluxes.

Podemos ver los flujos.

We can look at the rate at which

Podemos ver el ritmo al que

snow turns to ice, and we can code that.

la nieve se convierte en hielo, y podemos codificarlo.

We can encapsulate that in code.

Podemos encapsularlo en un código.

These models are around

Estos modelos son de cerca

a million lines of code at this point,

de un millón de líneas de código en este punto.

and growing by tens of thousands of lines of code

y crecen unas decenas de miles de líneas de código

every year.

cada año.

So you can look at that piece,

Pueden ver esta pieza,

but you can look at the other pieces too.

pero también las demás piezas.

What happens when you have clouds?

¿Qué pasa cuando hay nubes?

What happens when clouds form,

¿Qué pasa cuando las nubes se forman,

when they dissipate, when they rain out?

se disipan, se precipitan?

That's another piece.

Es otra pieza.

What happens when we have radiation

¿Qué pasa cuando la radiación solar

coming from the sun, going through the atmosphere,

que penetra la atmósfera

being absorbed and reflected?

se absorbe y se refleja?

We can code each of those very small pieces as well.

Podemos codificar cada uno de ellos también en piezas muy pequeñas.

There are other pieces:

Hay otras piezas:

the winds changing the ocean currents.

Los vientos que cambian las corrientes oceánicas.

We can talk about the role of vegetation

Podemos hablar del papel de la vegetación

in transporting water from the soils

en el transporte del agua del suelo

back into the atmosphere.

hacia la atmósfera.

And each of these different elements

Y cada uno de esos diversos elementos

we can encapsulate and put into a system.

pueden encapsularse y ponerse en un sistema.

Each of those pieces ends up adding to the whole.

Cada una de esas partes termina por sumarse al conjunto.

And you get something like this.

Y el resultado es similar a esto.

You get a beautiful representation

Una hermosa representación

of what's going on in the climate system,

de lo que sucede en el sistema climático,

where each and every one of those

en el que cada uno de esos

emergent patterns that you can see,

patrones emergentes que pueden ver,

the swirls in the Southern Ocean,

los remolinos en el Océano del sur,

the tropical cyclone in the Gulf of Mexico,

el ciclón tropical en el Golfo de México,

and there's two more that are going to pop up

y otros dos más por surgir

in the Pacific at any point now,

en el Pacífico en cualquier momento,

those rivers of atmospheric water,

esos ríos de agua atmosférica,

all of those are emergent properties

todos esos son propiedades emergentes

that come from the interactions

que provienen de las interacciones

of all of those small-scale processes I mentioned.

de todos esos procesos a pequeña escala que mencioné.

There's no code that says,

No hay un código que diga

"Do a wiggle in the Southern Ocean."

"Haga un giro en el océano del sur".

There's no code that says, "Have two

No hay un código que diga

"Haga dos ciclones que giren uno en torno del otro".

tropical cyclones that spin around each other."

All of those things are emergent properties.

Todas esas cosas son propiedades emergentes.

This is all very good. This is all great.

Todo esto está muy bien. Es grandioso.

But what we really want to know

Pero lo que queremos saber es

is what happens to these emergent properties

¿qué pasa con todas esas propiedades emergentes

when we kick the system?

cuando pateamos el sistema?

When something changes, what happens to those properties?

¿Qué pasa con esas propiedades cuando algo cambia?

And there's lots of different ways to kick the system.

Y hay muchas maneras distintas de patear el sistema.

There are wobbles in the Earth's orbit

Hay tambaleos en la órbita terrestre

over hundreds of thousands of years

a lo largo de cientos de millones de años

that change the climate.

que alteran el clima.

There are changes in the solar cycles,

Hay cambios en los ciclos solares,

every 11 years and longer, that change the climate.

cada 11 años aproximadamente, que cambian el clima

Big volcanoes go off and change the climate.

Grandes volcanes se apagan y cambian el clima.

Changes in biomass burning, in smoke,

Cambios en la quema de biomasa, humo,

in aerosol particles, all of those things

partículas en aerosol y todas esas cosas

change the climate.

alteran el clima.

The ozone hole changed the climate.

El hoyo en la capa de ozono alteró el clima.

Deforestation changes the climate

La deforestación cambia el clima

by changing the surface properties

al cambiar las propiedades de la superficie

and how water is evaporated

y en cómo se evapora del agua

and moved around in the system.

y en cómo se mueve en el sistema.

Contrails change the climate

Las estelas de condensación alteran el clima

by creating clouds where there were none before,

al crear nubes en donde no había

and of course greenhouse gases change the system.

y, desde luego, los gases de efecto invernadero alteran el sistema.

Each of these different kicks

Cada uno de esos factores

provides us with a target

nos da una oportunidad

to evaluate whether we understand

para evaluar si entendemos

something about this system.

algo de este sistema.

So we can go to look at

Podemos ver

what model skill is.

qué tan preciso es el modelo.

Now I use the word "skill" advisedly:

Hablo de "precisión" intencionalmente:

Models are not right or wrong; they're always wrong.

Los modelos no están bien o mal: siempre están mal.

They're always approximations.

Siempre son aproximaciones.

The question you have to ask

La pregunta que hay que hacerse

is whether a model tells you more information

es si un modelo da más información

than you would have had otherwise.

que algún otro.

If it does, it's skillful.

Si es así, es preciso.

This is the impact of the ozone hole

Este es el impacto del agujero en la capa de ozono

on sea level pressure, so low pressure, high pressures,

en la presión a nivel de mar, baja presión, alta presión,

around the southern oceans, around Antarctica.

alrededor de los mares del sur, alrededor de la Antártica.

This is observed data.

Este es el dato observado.

This is modeled data.

Este es el modelo del dato.

There's a good match

Hay una buena similitud

because we understand the physics

porque entendemos la física

that controls the temperatures in the stratosphere

que controla las temperaturas en la estratósfera

and what that does to the winds

y lo que hacen los vientos

around the southern oceans.

alrededor de los mares del sur.

We can look at other examples.

Podemos ver otros ejemplos.

The eruption of Mount Pinatubo in 1991

La erupción del volcán Pinatubo en 1991

put an enormous amount of aerosols, small particles,

dejó una enorme cantidad de aerosoles, pequeñas partículas,

into the stratosphere.

en la estratósfera.

That changed the radiation balance of the whole planet.

Eso cambió el balance de radiación en el planeta entero.

There was less energy coming in than there was before,

Había menos energía llegando que antes,

so that cooled the planet,

así que la Tierra se enfrió

and those red lines and those green lines,

y esas líneas rojas y esas líneas verdes

those are the differences between what we expected

son la diferencia entre lo que se esperaba

and what actually happened.

y lo que en realidad pasó.

The models are skillful,

Los modelos son precisos,

not just in the global mean,

no solo a escala global,

but also in the regional patterns.

sino en patrones locales.

I could go through a dozen more examples:

Podría poner una docena más de ejemplos:

the skill associated with solar cycles,

la precisión asociada con los ciclos solares

changing the ozone in the stratosphere;

que cambia el ozono en la estratósfera;

the skill associated with orbital changes

la precisión asociada con los cambios en la órbita

over 6,000 years.

durante 6000 años.

We can look at that too, and the models are skillful.

Podemos estudiarlos y los modelos son precisos.

The models are skillful in response to the ice sheets

Los modelos son precisos de acuerdo a las capas de hielo

20,000 years ago.

de hace 20 000 años.

The models are skillful

Los modelos son precisos

when it comes to the 20th-century trends

cuando se buscan tendencias en el siglo XX

over the decades.

entre décadas.

Models are successful at modeling

Los modelos son exitosos para modelar

lake outbursts into the North Atlantic

surgimientos de lagos en el Atlántico norte

8,000 years ago.

hace 8 000 años.

And we can get a good match to the data.

Y podemos tener una buena aproximación a los datos.

Each of these different targets,

Cada uno de estos diferentes objetivos,

each of these different evaluations,

cada uno de las diferentes evaluaciones,

leads us to add more scope

nos lleva a agregar mayor alcance

to these models,

a estos modelos,

and leads us to more and more

y nos lleva a situaciones

complex situations that we can ask

más y más complejas en las que podemos

more and more interesting questions,

hacer preguntas más y más interesantes,

like, how does dust from the Sahara,

como, ¿cómo el polvo del Sahara,

that you can see in the orange,

que pueden ver es naranja,

interact with tropical cyclones in the Atlantic?

interactúa con los ciclones tropicales en el atlántico?

How do organic aerosols from biomass burning,

¿Cómo el aerosol orgánico de la quema de biomasa,

which you can see in the red dots,

que pueden ver en puntos rojos,

intersect with clouds and rainfall patterns?

interactúa con los patrones de nubes y lluvias?

How does pollution, which you can see

¿Cómo la contaminación, que pueden ver

in the white wisps of sulfate pollution in Europe,

en los remolinos blancos de contaminación por sulfatos en Europa,

how does that affect the temperatures at the surface

afecta la temperatura en la superficie

and the sunlight that you get at the surface?

y en la luz solar que llega a la superficie?

We can look at this across the world.

Podemos ver esto en todo el mundo.

We can look at the pollution from China.

Podemos ver la contaminación de China.

We can look at the impacts of storms

Podemos ver el impacto de las tormentas

on sea salt particles in the atmosphere.

sobre las partículas de sal de mar en la atmósfera.

We can see the combination

Podemos ver la combinación

of all of these different things

de todas esas distintas cosas

happening all at once,

ocurriendo al mismo tiempo

and we can ask much more interesting questions.

y podemos hacernos preguntas aún más interesantes.

How do air pollution and climate coexist?

¿Cómo coexisten la contaminación atmosférica y el clima?

Can we change things

¿Podemos cambiar elementos

that affect air pollution and climate at the same time?

que afectan tanto la contaminación como el clima?

The answer is yes.

La respuesta es sí.

So this is a history of the 20th century.

Así que esta la historia del siglo XX.

The first one is the model.

El primero es el modelo.

The weather is a little bit different

El clima es un poco diferente

to what actually happened.

de lo que en realidad pasó.

The second one are the observations.

La segunda son las observaciones.

And we're going through the 1930s.

Y vamos por la década de los treinta.

There's variability, there are things going on,

Hay cambios, están pasando cosas,

but it's all kind of in the noise.

pero es como una especie ruido.

As you get towards the 1970s,

Mientras nos acercamos a la década de los setenta

things are going to start to change.

las cosas empiezan a cambiar.

They're going to start to look more similar,

Empiezan a verse más similares,

and by the time you get to the 2000s,

y para el siglo XXI

you're already seeing the patterns of global warming,

ya estamos viendo el patrón del calentamiento global,

both in the observations and in the model.

tanto en las observaciones como en el modelo.

We know what happened over the 20th century.

Sabemos qué ocurrió en el siglo XX.

Right? We know that it's gotten warmer.

Sabemos que se hizo más cálido.

We know where it's gotten warmer.

Sabemos dónde se hizo más cálido.

And if you ask the models why did that happen,

Y si le preguntan a los modelos por qué ocurrió

and you say, okay, well, yes,

y dicen, bueno, bien, sí,

basically it's because of the carbon dioxide

básicamente por el dióxido de carbono

we put into the atmosphere.

que pusimos en la atmósfera.

We have a very good match

Tenemos un buen ajuste

up until the present day.

hasta el día de hoy.

But there's one key reason why we look at models,

Pero hay una razón fundamental de por qué recurrimos a los modelos

and that's because of this phrase here.

y es por esta frase.

Because if we had observations of the future,

Porque si tuviéramos mediciones del futuro

we obviously would trust them more than models,

obviamente confiaríamos más en ellas que en los modelos,

But unfortunately,

pero desgraciadamente,

observations of the future are not available at this time.

las mediciones del futuro todavía no están disponibles.

So when we go out into the future, there's a difference.

Así que cuando llegamos al futuro, hay diferencias.

The future is unknown, the future is uncertain,

El futuro es desconocido, es incierto

and there are choices.

y hay alternativas.

Here are the choices that we have.

Estas son las alternativas que tenemos.

We can do some work to mitigate

Podemos hacer algo para mitigar

the emissions of carbon dioxide into the atmosphere.

las emisiones de dióxido de carbono en la atmósfera.

That's the top one.

Esa es la primera.

We can do more work

Podemos trabajar

to really bring it down

para realmente bajarlos

so that by the end of the century,

para que al fin de siglo,

it's not much more than there is now.

no sea mucho más de lo que hay ahora.

Or we can just leave it to fate

O lo dejamos a su suerte

and continue on

y seguimos

with a business-as-usual type of attitude.

con nuestra actitud de "no pasa nada".

The differences between these choices

La diferencia entre esas alternativas

can't be answered by looking at models.

se puede ver en los modelos.

There's a great phrase

Hay una gran cita

that Sherwood Rowland,

de Sherwood Rowland,

who won the Nobel Prize for the chemistry

que ganó el Premio Nobel de Química

that led to ozone depletion,

por estudiar el agotamiento del ozono,

when he was accepting his Nobel Prize,

cuando estaba aceptando el premio Nobel

he asked this question:

preguntó lo siguiente:

"What is the use of having developed a science

¿Cuál es el fin de desarrollar una ciencia

well enough to make predictions if, in the end,

capaz de hacer predicciones, si al final

all we're willing to do is stand around

todos nos quedamos quietos

and wait for them to come true?"

esperando a que se hagan realidad?

The models are skillful,

Los modelos son precisos,

but what we do with the information from those models

pero lo que hagamos con la información de esos modelos

is totally up to you.

está en nuestras manos.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)