Cómo la supercomputación contribuye a la lucha contra el cambio climático

Conversamos con Albert Soret, coordinador del Earth System Services Group del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), sobre las oportunidades de la supercomputación para la ciencia climática.

Manel Domingo

La revolución informática que dio comienzo en el siglo XX ha supuesto un salto de gigante para la ciencia. El procesamiento de grandes cantidades de datos en pocos segundos, la simulación de fenómenos y sistemas imposibles de estudiar en el laboratorio y las renovadas oportunidades de colaboración entre científicos de todo el mundo han impulsado avances enormes en apenas unas décadas.  

Bien entrado el siglo XXI, la supercomputación promete dotar de un nuevo ímpetu a este desarrollo científico. Y la ciencia climática es una de las grandes beneficiadas. ¿Pero, en qué consiste la supercomputación?  

La supercomputación permite generar gemelos digitales de la Tierra que imiten los procesos de su sistema climático

Ciertas simulaciones —ya sea el plegamiento de una proteína o el sistema climático de la Tierra— requieren cálculos extremadamente complejos y, por lo tanto, una mayor capacidad computacional. Llega un momento en que crear ordenadores más grandes deja de ser eficiente, por lo que es necesario acoplar muchos ordenadores que trabajen en paralelo. Esto permite que cada nodo calcule parte del modelo a desarrollar coordinadamente con el resto. 

Así lo explica Albert Soret, coordinador del Earth System Services Group del Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), que recientemente ha pasado a albergar uno de los supercomputadores más potentes del mundo, el MareNostrum 5.  

Recrear la Tierra

En materia climática, la comunidad científica está especialmente organizada. El BSC-CNS, institución con la que Esade colabora desde 2023, forma parte del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) del Programa Mundial de Investigaciones Climáticas, una alianza global que pretende coordinar una perspectiva multimodelo del cambio climático

El CMIP recrea la realidad multifacética del cambio climático para crear predicciones a diferentes escalas de tiempo. Se trata de generar un gemelo digital de la Tierra que imita los procesos e interacciones entre las partes que forman nuestro sistema climático, incluyendo la atmósfera, los océanos, la superficie terrestre, la biosfera y la criosfera (grandes masas de hielo del planeta). 

No podemos predecir el futuro, pero podemos definir un abanico de escenarios potenciales

“La atmósfera es caótica más allá de 5 o 10 días vista, pero otros sistemas no evolucionan tan rápido”, explica Soret. “Si los simulas correctamente, puedes entender las inercias del clima en distintas escalas de tiempo”. Tal y como reconoce, “nadie es capaz de predecir el futuro, pero puedes definir un abanico de escenarios potenciales y, en base a ellos, valorar si vas por el buen camino o no”. 

Los resultados recogidos por el CMIP se usan para elaborar los informes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC), que sirven de base a los gobiernos del mundo para establecer acciones políticas con las que atajar la crisis climática. 

Más acá del largo plazo

El Earth System Services Group liderado por Soret está formado por un equipo interdisciplinar de 46 personas que conforman tres subgrupos. Una parte se dedica a la investigación de la calidad del aire, otro a la investigación sobre el clima y, un tercer equipo, a la transferencia de conocimiento, aunque los tres grupos trabajan juntos. “El principal valor añadido es que estamos todos en la misma mesa, alguien con un perfil muy técnico ha de entenderse con un filósofo o un economista”, relata Soret. 

Además de los potenciales escenarios a largo plazo, el equipo de Soret también trabaja sobre los impactos presentes del cambio climático en vistas a una mejor adaptación. “Una línea importante es entender cómo será el clima ya no a final de siglo, sino el próximo verano”, afirma Soret. Esto es particularmente relevante para sectores más sensibles a las variables climáticas como la agricultura, la gestión del agua o las energías renovables

Sectores como la agricultura, la gestión del agua o las renovables son muy sensibles a las variables climáticas

Por ejemplo, un invierno frío se traduce en una mayor demanda energética, pero si viene acompañado de menos viento del habitual, las renovables no llegarán a cubrir la demanda. En el caso del sector vinícola, ante un verano cálido es recomendable dejar más hojas en las viñas, pero si resulta ser más húmedo de lo esperado, las hojas facilitarán la proliferación de hongos. “Esto se puede extrapolar a productos críticos como el arroz o el maíz, cuya escasez puede causar problemas graves relacionados con migraciones y guerras", advierte Soret. 

Información a disposición del público

Por todo ello, una parte esencial de su labor son los llamados servicios climáticos. Usuarios como los mencionados —a los que se suman la administración pública o la ciudadanía en general— necesitan, cada vez más, una información climática que vaya más allá del parte meteorológico de los próximos días. Esta información existe, pero no es fácilmente accesible, pues consiste en grandes volúmenes de datos que se han de interpretar correctamente. El trabajo del Earth System Services Group consiste en auditar, evaluar y sintetizar aquella información útil para traducirla y ponerla a disposición del usuario final. 

Otro de los proyectos, coordinado por el propio Soret junto a Marta Terrado, es una iniciativa europea (ASPECT) en la que participan 11 centros de investigación. El proyecto está enfocado en coordinar las comunidades que investigan el clima a distintas escalas temporales (semanas, meses o años vista), cuyos procesos y métodos difieren significativamente. “Estas diferencias hacen difícil proporcionar una visión integrada en diferentes horizontes temporales”, explica Soret. Es lo que se llama seamless prediction, o la agrupación de modelos que permita hacer predicciones a corto, medio y largo plazo con las mismas herramientas.  

Por otro lado, su equipo también trabaja en estudiar cómo la información recogida en el BSC-CNS puede ser integrada en los procesos de decisión en torno a las energías limpias en España. Se trata de proyectar escenarios potenciales para predecir la producción y demanda de energía para generar un sistema robusto basado en fuentes renovables. 

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