La furiosa majestuosidad de una tormenta eléctrica desafía la simulación computarizada. En un mundo dividido en cuadrículas de 10.000 kilómetros cuadrados para que una computadora pueda digerir mejor los 510 millones de kilómetros cuadrados de la Tierra, una nube que emana lluvia sobre un área de tan solo dos kilómetros cuadrados se muestra demasiado pequeña como para ser calculada apropiadamente en una simulación climática — al igual  a como ocurre con un huracán similar a Sandy, el cual se extendió sobre más de 280 kilómetros de océano y tierra en 2012—.

Las nubes controlan el clima. Incluso si pudieran ser estudiadas adecuadamente en simulaciones computarizadas, todavía hay que tomar en cuenta todas las complejidades presentes en los tipos de nubes, su altura en la atmósfera, incluso la composición y la forma de las gotitas dentro de la nube. Los modelos climáticos tienen dificultades para simular huracanes, unos de los mayores sistemas de nubes, y aún más para simular a  los solitarios cirrus o las densas y ondulantes cumulonimbus. El cómo se forman las nubes bajas de enfriamiento o si estas nubes podrían desaparecer por completo a medida que se va elevando la temperatura, son cosas que tienen un gran impacto en el calentamiento global en general.

Entre todos los números que se discuten con frecuencia acerca del calentamiento global, el más importante para el cambio climático no es 400 (partes por millón de CO2 en la atmósfera), dos grados Celsius (aumento promedio de las temperaturas globales), un billón de toneladas (de presupuesto de emisiones de carbono), o incluso $100.000 millones (en fondos anuales para adaptación al clima). Ni siquiera es un número único, sino un rango: de 1,5 grados Celsius a 4,5 grados Celsius, de acuerdo con el más reciente esfuerzo del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC), ganador del Premio Nobel de la Paz.

Ese es el calentamiento global esperado para los próximos siglos como resultado de una duplicación del CO2 atmosférico. El dato está basado en los resultados de cerca de 40 simulaciones de escala planetaria del océano y la atmósfera, conocidos como modelos climáticos globales. Cada modelo, como por ejemplo el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, es ejecutado en enormes supercomputadoras. El nombre formal del número más importante es "equilibrio de sensibilidad climática", y está destinado a representar el nuevo equilibrio en la temperatura de la superficie después de un cambio en la cantidad de energía solar atrapada en la Tierra y no irradiada de vuelta al espacio. La cifra es la estimación de un rango de calentamiento, porque ni los científicos ni los modelos informáticos han logrado ponerse de acuerdo en cuán sensibles son los ciclos biogeoquímicos de la Tierra ante el engrosamiento de la manta de invisibles gases de efecto invernadero que atrapan más calor.

De hecho, a pesar de décadas de mejores observaciones y simulaciones, este rango de sensibilidad climática no ha cambiado mucho desde 1979, cuando un informe sobre el cambio climático del Consejo Nacional de Investigación, y dirigido por el meteorólogo Jule Gregory Charney, evaluó la sensibilidad del clima en un rango de dos a cuatro grados Celsius de calentamiento, ocasionado por una duplicación del CO2 atmosférico. "Puede que sigamos tan dubitativos como antes", dice Gavin Schmidt, modelador climático y director del Instituto Goddard de la NASA para Estudios Espaciales. "Pero basamos nuestra duda sobre una base mucho más sólida".

La Tierra es un sistema complejo, una complejidad irreducible que desafía su simplificación en modelos informáticos. Como resultado, los efectos en el mundo real del aumento de las concentraciones de CO2 en la atmósfera, tales como el colapso de terreno y hielo marino en el Ártico, parecen estar ocurriendo más rápido de lo que las simulaciones hechas por supercomputadoras han predicho. Pero el rango de sensibilidad no es un simple producto de computadoras ejecutando simulaciones de cómo la atmósfera y el océano —dos grandes y turbulentos fluidos en conjunción— reaccionan a más calor atrapado por más CO2. El rango también se basa en aire enterrado antiguamente en el hielo antártico, el deterioro constante de elementos radiactivos contenidos en rocas y otras observaciones del pasado remoto del planeta. En términos de clima, el pasado no es solamente el pasado, es un adelanto de lo que el mundo podría experimentar de nuevo en el futuro.

Tomemos por ejemplo el Eoceno hace unos 30 millones de años, el período más cálido de la historia reciente de la Tierra, cuando las concentraciones atmosféricas de CO2 se elevaron por encima de 700 ppm (partes por millón) y palmeras y animales similares a los cocodrilos proliferaron en las latitudes cercanas al Ártico. Los modelos climáticos tienen dificultades para explicar cómo, durante el Eoceno, los polos podrían ser tan cálidos, incluso con concentraciones de CO2 mucho más altas que las de hoy. "Estamos revisando las respuestas que entran en juego en las regiones polares a altas temperaturas, posiblemente asociadas con la vegetación y los aerosoles o las neblinas", dice Schmidt. La otra opción es que "podría ser física exótica en acción”.

Por otro lado está el último período glacial máximo, hace aproximadamente 26.000 años, en el que hubo temperaturas medias globales por debajo de cuatro grados Celsius. Eso probó ser suficiente para cubrir grandes áreas del hemisferio norte con capas de hielo de un kilómetro de espesor, las cuales se extendían hacia el sur hasta la ciudad de Nueva York. Un seguimiento a las temperaturas de los últimos 420 millones de años sugiere que el cambio climático superará los dos grados Celsius si las concentraciones de CO2 se duplican –pero qué tanto más arriba de dos grados subirán las temperaturas es algo que se desconoce–.

No solo las nubes hacen que se compliquen las predicciones, claro está. Entender el balance energético de nuestro planeta es complejo. Las erupciones volcánicas parecen tener una influencia mayor a la pensada en el clima mundial (algo que da aún más esperanza a futuros geoingenieros), al igual que la cantidad de calor absorbida por los océanos. Ambos ayudan a enfriar el clima, por lo menos en el corto plazo. Tan solo entender la circulación del océano Antártico, que se arremolina alrededor de la Antártida y mantiene al continente confinado al congelamiento, podría mejorar los modelos climáticos. Este es un aporte observacional clave más fácil de solicitar que de obtener, teniendo en cuenta a los Rugientes Cuarentas y Bramadores Cincuentas, poderosos vientos acompañados de fuertes olas que hacen que la observación en barco o incluso robots planeadores sea difícil. Y no es solo el océano Antártico: cómo los océanos Pacífico y Atlántico circulan, absorben y devuelven el calor continúa siendo una realidad que los modelos no logran captar.  “El calentamiento en desarrollo depende también de la rapidez con la que se calienta el océano", señala Gabriele Hegerl, climatóloga de la Universidad de Edimburgo, en el Reino Unido.

El cambio climático tampoco es solo generado por el CO2 y otros gases de efecto invernadero procedentes de la quema de combustibles fósiles y otras actividades humanas. También se ve afectado por la tala de bosques para tierras de cultivo o la reforestación, los caprichos de la cambiante fuerza del Sol y los ​​asfixiantes vapores procedentes de China y la polución incontrolada por aerosoles vertiéndose a la atmósfera. "Es un poco como ver, durante una hora, el tráfico en una intersección ocupada", dice Reto Knutti, científico del clima en ETH Zurich. "Es posible aprender mucho sobre las reglas de tráfico al hacer eso, pero sería muy difícil predecir cómo el tráfico va a cambiar en la próxima década o siglo".

Como dice el refrán: todos los modelos están equivocados, pero algunos son útiles. El impacto de todas estas incertidumbres del mundo real pueda tal vez ser sintetizado y convertido en una restricción para gobernarlos a todos, una especie de anillo maestro para los modelos de cambio climático basados en técnicas estadísticas bayesianas, que estiman una incertidumbre general sobre la base de la probabilidad asociada a cada factor contribuyente. "Todavía no hemos diseñado el experimento", dice Schmidt. Sin embargo, "el camino hacia esa síntesis es bastante claro".

La física de las nubes y su aparentemente caprichoso comportamiento —el tipo de actividad que dio origen a la inclinación de la humanidad por dioses celestiales temperamentales— atormenta a climatólogos y meteorólogos modernos, aunque  los satélites que nos proporcionan  ojos en el cielo, y el desarrollo de computadoras más potentes en las que se puedan ejecutar modelos que lleguen cuadrículas de apenas un kilómetro cuadrado, para finalmente capturar esos nubarrones, podrían ayudar. Luego están las fallas, demasiado humanas, de una empresa como Volkswagen, cuyos empleados mintieron sobre las emisiones de los autos que fabrican, las cuales son suficientemente significativas como para alterar la polución calculada en un modelo climático, y por tanto a las predicciones del futuro generadas por ese modelo. En otras palabras, las repercusiones tienen incógnitas desconocidas.

Aún así, los modelos computarizados —incluyendo los cálculos hechos a mano por Guy Callendar en 1938 o las conjeturas del Informe Charney en 1979— han hecho un buen trabajo en predecir el cambio climático tal y como ha ocurrido, lo que sugiere que la sensibilidad del clima a largo plazo podría no importar tanto como la forma en la que el clima responderá en las próximas décadas. "El punto es predecir lo que va a pasar antes de que suceda", dice Schmidt. "Para saber lo que sucederá en 2050, el problema no es la sensibilidad climática, sino el camino de emisiones sobre el que estamos".

Aún así, la mayoría de los climatólogos están de acuerdo con todos sus predecesores: la duplicación del CO2 atmosférico significará un aumento de las temperaturas medias globales de cerca de tres grados Celsius, puede que con un grado más o menos de diferencia. Una manera de ver si el consenso es acertado es continuar el ritmo actual de quema de recursos fósiles, talando más bosques y seguir ejecutando otras actividades que emiten gases de efecto invernadero.

"Podríamos superar los dos grados Celsius de calentamiento en 2065 incluso sin aceleración, y estar por encima de 2,5 grados para finales de siglo", dice Kevin Trenberth, climatólogo del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica de Estados Unidos. "Podría haber una aceleración debido al derretimiento de glaciares y el oscurecimiento de superficies. Pero tal vez algo bueno sale de París [en las actuales conversaciones sobre cambio climático] y las tasas empiecen a bajar un poco. Esperemos que así sea."