Comentarios en la nube

Retroalimentación de las nubes es el acoplamiento entre la nubosidad y la temperatura del aire en la superficie, donde un cambio en la temperatura del aire en la superficie conduce a un cambio en las nubes, lo que podría amplificar o disminuir la perturbación inicial de la temperatura. Las retroalimentaciones de las nubes pueden afectar la magnitud de la variabilidad climática generada internamente o pueden afectar la magnitud del cambio climático resultante de los forzamientos radiativos externos.

Se espera que el calentamiento global cambie la distribución y el tipo de nubes. Vistas desde abajo, las nubes emiten radiación infrarroja hacia la superficie y, por lo tanto, ejercen un efecto de calentamiento; vistas desde arriba, las nubes reflejan la luz solar y emiten radiación infrarroja al espacio, ejerciendo así un efecto refrescante. Las representaciones de las nubes varían entre los modelos climáticos globales y los pequeños cambios en la cubierta de nubes tienen un gran impacto en el clima. Las diferencias en los esquemas de modelado de nubes de la capa límite planetaria pueden conducir a grandes diferencias en los valores derivados de la sensibilidad climática. Un modelo que reduce las nubes de la capa límite en respuesta al calentamiento global tiene una sensibilidad climática dos veces mayor que la de un modelo que no incluye esta retroalimentación. Sin embargo, los datos satelitales muestran que el espesor óptico de las nubes en realidad aumenta con el aumento de la temperatura. Que el efecto neto sea calentamiento o enfriamiento depende de detalles como el tipo y la altitud de la nube; detalles que son difíciles de representar en los modelos climáticos.

Otros efectos de la retroalimentación en la nube

Además de cómo las propias nubes responderán al aumento de las temperaturas, otras reacciones afectan las propiedades y la formación de las nubes. La cantidad y distribución vertical del vapor de agua está íntimamente ligada a la formación de nubes. Se ha demostrado que los cristales de hielo influyen en gran medida en la cantidad de vapor de agua. El vapor de agua en la troposfera superior subtropical se ha relacionado con la convección de vapor de agua y hielo. Los cambios en la humedad subtropical podrían proporcionar una retroalimentación negativa que disminuya la cantidad de vapor de agua que, a su vez, actuaría para mediar en las transiciones climáticas globales.

Los cambios en la cobertura de nubes están estrechamente relacionados con otros comentarios, como el vapor de agua y el albedo del hielo. Se espera que el cambio climático altere la relación entre el hielo de la nube y el agua de la nube sobreenfriada, lo que a su vez influiría en la microfísica de la nube, lo que daría lugar a cambios en las propiedades radiativas de la nube. Los modelos climáticos sugieren que un calentamiento aumentará la nubosidad fraccional. El albedo del aumento de la nubosidad enfría el clima, lo que da como resultado una retroalimentación negativa; mientras que el reflejo de la radiación infrarroja por parte de las nubes calienta el clima, dando como resultado una retroalimentación positiva. Se espera que el aumento de las temperaturas en las regiones polares aumente la cantidad de nubes bajas, cuya estratificación impide la convección de la humedad hacia los niveles superiores. Esta retroalimentación cancelaría parcialmente el aumento del calentamiento de la superficie debido a la nubosidad. Esta retroalimentación negativa tiene menos efecto que la retroalimentación positiva. La atmósfera superior cancela con creces la retroalimentación negativa que causa el enfriamiento y, por lo tanto, el aumento de CO₂ en realidad está exacerbando la retroalimentación positiva a medida que ingresa más CO₂ al sistema.

Una simulación de 2019 predice que si los gases de efecto invernadero alcanzan tres veces el nivel actual de dióxido de carbono atmosférico, las nubes estratocúmulos podrían dispersarse abruptamente, lo que contribuiría a un calentamiento global adicional.

Comentarios de la nube en el informe del IPCC

Los informes de evaluación del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) contienen un resumen del estado actual del conocimiento sobre el efecto de la retroalimentación de las nubes en los modelos climáticos. El Cuarto Informe de Evaluación del IPCC (2007) declaró:

Reflejando la radiación solar de vuelta al espacio (el efecto albedo de las nubes) y trayendo radiación infrarroja emitida por la superficie y la troposfera inferior (el efecto invernadero de las nubes), las nubes ejercen dos efectos competidores en el presupuesto de radiación de la Tierra. Estos dos efectos generalmente se denominan los componentes SW (shortwave) y LW (longwave) del forcing radiativo en la nube (CRF). El equilibrio entre estos dos componentes depende de muchos factores, incluyendo las propiedades macrofísicas y microfísicas de la nube. En el clima actual, las nubes ejercen un efecto de enfriamiento en el clima (el promedio global de RC es negativo). En respuesta al calentamiento global, el efecto de enfriamiento de las nubes sobre el clima podría mejorarse o debilitarse, produciendo así una retroalimentación radiativa al calentamiento del clima (Randall) et., 2006; NRC, 2003; Zhang, 2004; Stephens, 2005; Bony et., 2006).

En el más reciente, el Quinto Informe de Evaluación del IPCC (2013), los efectos de la retroalimentación de las nubes se analizan en el informe del Grupo de Trabajo 1, en el Capítulo 7, "Nubes y Aerosoles", con una discusión adicional sobre las incertidumbres en el Capítulo 9, "Evaluación de modelos climáticos". El informe establece que "los estudios de retroalimentación de las nubes señalan cinco aspectos de la respuesta de las nubes al cambio climático que se distinguen aquí: cambios en la altitud de las nubes de alto nivel, efectos del ciclo hidrológico y cambios en la trayectoria de las tormentas en los sistemas de nubes, cambios en la altura de las nubes de bajo nivel". nivel de cantidad de nubes, cambios de opacidad inducidos microfísicamente (profundidad óptica) y cambios en las nubes de latitudes altas." La retroalimentación radiativa neta es la suma de las retroalimentaciones de calentamiento y enfriamiento; el resumen ejecutivo establece que "El signo de la retroalimentación radiativa neta debido a todos los tipos de nubes es menos seguro pero probablemente positivo. La incertidumbre en el signo y la magnitud de la retroalimentación de las nubes se debe principalmente a la continua incertidumbre en el impacto del calentamiento en las nubes bajas." Estiman que la retroalimentación de la nube de todos los tipos de nubes es de +0,6 W/m²°C (con una banda de incertidumbre de −0,2 a +2,0), y continúan, "Todos los modelos globales continúan para producir una retroalimentación de nube neta positiva de casi cero a moderadamente fuerte."

La sensibilidad climática efectiva estrechamente relacionada ha aumentado sustancialmente en la última generación de modelos climáticos globales. Las diferencias en la representación física de las nubes en los modelos impulsan esta mayor sensibilidad en relación con la generación anterior de modelos.