Píldoras de Ciencia

Por qué no debemos confiar en las predicciones del tiempo a largo plazo

Existen sistemas a gran escala que pueden mostrar un comportamiento impredecible

MANUEL TELLO

Hoy hablamos del tiempo, no del clima, términos que algunas veces se confunden. Sobre el tiempo a veces se oye decir: No podemos fiarnos de los hombres (y mujeres) del tiempo. Las líneas que siguen desmontan esta afirmación. Iniciamos el argumento recordando que en la preparación del desembarco de Normandía, de la Segunda Guerra Mundial, un dato fundamental era la predicción del tiempo. Los mejores meteorólogos del mundo, utilizando las mediciones y cálculos de la época, le dieron al cuartel general una predicción que resultó ser razonablemente buena. Basándose en aquel resultado los meteorólogos de la década 1950-60 pensaban que, con mejores medidas y el uso de la computación, cuya capacidad crecía de un día para otro, podrían predecir el tiempo a largo plazo e, incluso, manipulándolo, cambiar el clima de un lugar. Por ejemplo arrastrar nubes para que llueva cuando uno quiera.

Una década más tarde un meteorólogo con muy buena formación matemática, Edward Lorenz (1917-2008), que había participado como un joven meteorólogo en la Segunda Guerra Mundial, pidió vez en el recién estrenado gran computador del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts. Boston), donde era profesor. Aunque el problema que quería resolver parecía de una exigencia matemática baladí comparada con las de los físicos de altas energías, le dieron la vez. Quería encontrar la causa por la que no era posible predecir, con fiabilidad, el tiempo atmosférico con más de tres días. Para reducir la complejidad del problema, simplificó al máximo las ecuaciones dinámicas que debía introducir en el ordenador. Era un sistema de ecuaciones dinámico, determinista tridimensional y no lineal que hoy lleva su nombre. Este sistema no tiene solución analítica, se necesitan utilizar lo que se llaman métodos numéricos y, si es posible, el ordenador. Hizo varias simulaciones y en una de ellas se le ocurrió empezar por la mitad, introduciendo a mano los resultados obtenidos en el día anterior.

A medida que pasaba el tiempo de computación las variables se desincronizaban y los resultados de predicción se separaban de los anteriores de forma creciente con el tiempo. Al analizar este sorprendente resultado se dio cuenta de que podría estar asociado con un redondeo de las cifras decimales en los datos introducidos a mano. Redondeó la milésima. Este redondeo equivale a una pequeñísima fluctuación, la cual vio que es suficiente para modificar la predicción del tiempo. E. Lorenz, al igual que otros científicos de la época, pensaban que las pequeñas fluctuaciones no tenían efectos apreciables en sistemas a gran escala, como el tiempo. Sin embargo, sus resultados demostraban lo contrario. Existen sistemas a gran escala que pueden mostrar un comportamiento impredecible. Algo que no quiere decir que no esté sujeto a leyes. Si en vez de las ecuaciones sencillas de Lorenz se introducen las actuales, mucho más complejas, el tiempo no es más predecible. Por ello, no creas al que te dice el tiempo que hará dentro de un mes. Acepta solo el invierno es más frío que el verano.

Años más tarde Lorenz introdujo el concepto de «efecto mariposa» que se hizo muy popular. Lo hizo con la frase: «El aleteo de una mariposa en Brasil puede ocasionar un tornado en Texas». Con ello introdujo el concepto de caos en sistemas inestables cuando se cambian ligeramente las condiciones iniciales. Así, Lorenz ha sido, realmente, el padre de la tercera revolución de la ciencia en el siglo XX: la física del caos. Por ello es injusto que no aparezca en la lista de los Premios Nobel. No olvidemos que los fenómenos caóticos abundan en la naturaleza y en la actividad humana: economía, biología de poblaciones, termodinámica, química, ciencias biomédicas (algunas arritmias), en sistemas aparentemente estables, como el planetario, etc.