Julián Ádem y el clima
Francisco
Javier Chaín Revuelta
El martes 13 de Octubre de 2015
el diario de Xalapa publicó (sin crédito) en su sección de cultura y página 3E Ciencia y Luz lo que
tituló “Aportaciones de Julián Adem a la ciencia Mundial” y con el agregado de
tres subtitulos “Autor del Modelo Termodinámico del Clima (MTC) originado a
inicios de la década de 1960 y que sigue vigente en nuestros días” “Es uno de
los pocos modelos climáticos con tan larga historia y variedad de aplicaciones”
“Julián Adem Chahín nació en Tuxpan, Veracruz el 8 de Enero de 1924” Me permito
transcribirlo con el crédito a sus autores Alfredo Díaz Barradas y Adalberto Tejeda Martínez.
Modelo
Termodinámico del Clima
Alfredo Ruiz Barradas
* y Adalberto Tejeda Martínez **
Don Julián Adem Chahín nació en
Tuxpan, Veracruz, el 8 de Enero de 1924. Su legado supera las evaluaciones
hechas a partir de las citas a su trabajo científico, las cuales de por si
denotan su contribución al avance de las ciencias atmosféricas en el mundo. En
nuestro país es invaluable, además, su impulso a la meteorología y a la
climatología moderna a través de la fundación del Centro de Ciencias de la
atmósfera de la UNAM, la Unión Geofísica Mexicana, la Licenciatura en Ciencias
Atmosféricas de la Universidad Veracruzana, así como la creación de las
revistas científicas Geofísica
Internacional y Atmósfera.
Junto a otras mentes brillantes
–como la del sueco Carl-Gustaf Rossby, padre de la meteorología moderna o la
del destacado climatólogo estadounidense Jerome Namías –estuvo en el frente de
batalla de los grandes descubrimientos que permitieron, durante la segunda
mitad del siglo XX, avanzar sustancialmente en el entendimiento de la atmósfera
en particular y del sistema climático general.
Los trabajos iniciales
Los trabajos iniciales de Adem
–en 1956 sobre los vórtices atmosféricos, en 1962 sobre la circulación general
de la atmósfera, en 1963 y 1964 en torno a la simulación y producción
computacional de la atmósfera y el sistema climático- contribuyeron a que la
meteorología y la climatología pasaran de un plano descriptivo a uno basado en
la física, con afanes deterministas, que a la postre ha hecho posible, entre
ciertos límites, la predicción del tiempo y el clima con modelos físico-matemáticos.
Dentro de estos últimos destaca su obra cumbre, El Modelo Termodinámico del
Clima (MTC), nacido a inicios de la década de 1960 y que continúa siendo
utilizado y depurado hasta nuestros días.
El exitoso camino que Julián Adem
transitó en el campo de las ciencias atmosféricas, lo inicio describiendo en
1956, el comportamiento de la atmósfera de una manera teórica. Uso ecuaciones
que incorporaban los mecanismos más importantes capaces de inducir cambios en
la atmósfera e ideó una manera novedosa de resolver dichas ecuaciones
permitiendo simular y predecir el comportamiento de ciclones tropicales al
moverse bajo la influencia cambiante de la rotación de la Tierra.
A partir de este trabajo, Adem se
enfocó cada vez más en entender y representar a través de un modelo
físico-matemático cómo la atmosfera –parte esencial del sistema climático-
respondía a la radiación solar incidente sobre el planeta; en otras palabras,
cómo los procesos termodinámicos daban paso a procesos dinámicos de la
atmósfera. Para esta tarea, en 1962, se apoyo en el principio básico de
conservación de energía térmica y así modeló para la atmósfera los mecanismos
básicos de calentamiento de intercambio de la radiación solar y la terrestre, y
de transferencia de energía entre los trópicos y latitudes medias, necesarios
para inducir la circulación atmosférica diaria.
Las bases de su obra cumbre
En 1963 Ádem aplicó el principio
–de conservación de la energía- a la atmósfera con la inclusión de una capa de
nubes, y a los océanos y continentes, sentando así las bases de su MTC. La
transferencia de energía de unas latitudes a otras, por medio de ciclones y
anticiclones, continuó siendo parte fundamental del modelo, y estableció las
bases de un modelo predictivo –ya no sólo descriptivo de las temperaturas
estacionales de la atmósfera, entendiendo que para una predicción estacional
satisfactoria era necesario contar al inicio de la estación con temperaturas
del océano, dada la capacidad de este último de almacenar energía.
Los logros obtenidos con este
modelo, que hasta entonces espacialmente sólo consideraba la latitud
geográfica, motivaron a Ádem en 1964 a extenderlo en la dirección longitudinal
y hacer así la distinción entre océano y continente para una mejor simulación
de la temperatura normal (o promedio) de la atmósfera y sus anomalías (o
desviaciones respecto a lo normal) en el Hemisferio Norte. Los resultados
obtenidos con esta aproximación –usar las ecuaciones de conservación de energía
térmica como ecuaciones de pronóstico para el sistema climático a escalas
mensuales y estacionales- mostraron la utilidad del modelo para simular los
patrones globales de temperatura y predecir las anomalías de la temperatura de
la tropósfera media a partir de datos del mes previo de temperaturas del océano
y de la propia tropósfera media, así como la de la distribución de las capas de
hielo y nieve.
Aplicaciones y líneas de investigación
El desarrollo del MTC de Ádem
como herramienta para simular el sistema climático dio pié en las décadas
siguientes a varias aplicaciones y líneas de investigación, tales como la
simulación del clima actual y de la última gran glaciación, la predicción de
las anomalías de la temperatura y precipitación en el Hemisferio Norte con
verificación sobre Estados Unidos y México, la predicción de las sequías del
norte de Africa en la década de 1980, la simulación del ciclo actual de las
temperaturas en el Golfo de México, experimentos sobre el efecto en el clima de
la humedad atmosférica o del aumento del bióxido de carbono atmosférico, e
inclusive su uso como parte de modelos estocásticos del clima. Actualmente el
MTC se sigue desarrollando en muchas direcciones siendo una de ellas su extensión
hacia un modelo global y otra hacia un acoplamiento interactivo de la atmósfera
y del océano.
En resumen, el modelo del sistema
climático ideado por Ádem consiste de una capa atmosférica de aproximadamente
10 kilómetros conteniendo una capa de nubes, una capa oceánica que varía de 50
a 100 metros de profundidad, y una capa continental de grosor insignificante
por su incapacidad de almacenar energía térmica, el modelo además incorpora una
capa de hielo y nieve sobre los océanos y continentes.
Así concebido, incluye
aproximaciones de procesos dinámicos en la atmósfera y el océano, de la
radiación solar y terrestre en la superficie, la atmósfera y las nubes, de
flujos de energía entre los distintos elementos del sistema, asi como procesos
de retroalimentación enmarcados todos dentro de la conservación de la energía
térmica. El MTC es quizás uno de los pocos, aparte de los llamados de
Circulación General, con una larga historia y variedad de aplicaciones. Su uso
como herramienta de investigación no ha sido exclusivo de instituciones
mexicanas como la UNAM, sino que se ha extendido a grupos científicos de Estados
Unidos, Bélgica, Alemania y Rusia.
In memoriam
El doctor Julián Ádem murió el
pasado 9 de Septiembre de 2015 en la ciudad de México, pero dejó un legado
extraordinario y planteadas muchas ideas que harán de seguir mejorando nuestra
comprensión del medio ambiente atmosférico y del sistema climático.
*Alumno y colaborador del doctor Ádem en la década de 1990 en el Centro
de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, actualmente es profesor asociado de
investigación en el Departamento de la Ciencia de la Atmósfera y del Océano de
la Universidad de Maryland, Estados Unidos.
** Alumno del doctor Ádem a finales de la década de 1980, actualmente
es investigador en la Universidad Veracruzana. Correo: atejedamartínez@gmail.com
Referencias:
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