hacia la detección sistemática de ‘transiciones abruptas’

Gracias al desarrollo de un método estadístico dedicado al estudio de archivos naturales, los investigadores ahora podrán detectar con más objetividad las abruptas transiciones climáticas que se han producido en el pasado. Un artículo publicado el 16 de noviembre en la revista científica Caos hace un balance de este progreso.

Series paleoclimáticas extraídas de archivos naturales (hielo, sedimentos marinos, espeleotemas, etc.) muestran que en el pasado se han producido cambios bruscos de clima en numerosas ocasiones. En las muestras recolectadas, estos eventos toman la forma de discontinuidades, tipos de rupturas de simetría que los investigadores hasta ahora han utilizado para identificar mediante una simple inspección visual.

Sin embargo, aparte de consumir mucho tiempo, este procedimiento también adolece de su subjetividad. De hecho, la serie contiene un cierto nivel de variabilidad que puede llevar a un observador a informar una discontinuidad donde otro verá solo un elemento de ruido independiente de una transición abrupta. Como resultado, algunos eventos pueden recordarse incorrectamente mientras que otros pueden perderse.

Simplifique la detección de transiciones abruptas registradas en archivos naturales

Para superar estas debilidades, un grupo de científicos ha desarrollado un método de análisis innovador. Permite detectar discontinuidades en las muestras y determinar objetivamente si se trata de la firma de un cambio climático brusco o simplemente de un ruido específico de la variabilidad de la serie en cuestión.

El procedimiento estadístico se basa en una versión mejorada de la prueba de Kolmogorov-Smirnov. En pocas palabras, el algoritmo comparar sistemáticamente las partes de la muestra ubicadas antes y después de cada irregularidad. Si las dos partes son consistentes con la misma distribución estadística, el programa concluirá con un simple elemento de ruido. De lo contrario, identificará una discontinuidad representativa de una variación repentina del clima.

transiciones climáticas abruptas
Transiciones detectadas en el núcleo de hielo de Groenlandia en ventanas de tiempo de 1000 años (azul) y 200 años (magenta). Además, el tiempo fluye hacia el pasado yendo hacia la derecha, hasta aproximadamente -120.000 años. Créditos: W. Bagniewski y col. 2021.

Aplicamos nuestro método a dos registros paleoclimáticos del último ciclo climático, un núcleo de hielo de Groenlandia y un registro de espeleotemas de China. ”, Informa Witold Bagniewski, autor principal del estudio. ” Muchas de las transiciones pronunciadas en los registros del núcleo de Groenlandia corresponden a cambios entre un clima más cálido, conocido como las interestatales de Groenlandia (GI), y un clima más frío, las etapas de Groenlandia (GS). Nuestro método es muy eficaz para detectar correctamente las transiciones en los registros climáticos “.

También conocidos como puntos de inflexión, las variaciones climáticas abruptas son un tema candente de investigación, especialmente en épocas de un clima que se calienta rápidamente, donde algunos sistemas terrestres amenazan con cruzar un punto sin retorno. Además, la humanidad podría enfrentarse a transiciones que no se han producido desde tiempos muy remotos. El método presentado por los investigadores permitirá identificar estas fases con mayor precisión y mejorar nuestra comprensión de los mecanismos físicos subyacentes.