4.4 Membership function value
4.4.1 Special case of triangular fuzzy numbers
Como se dijo anteriormente la importancia de la modelización radica en que permite predecir el futuro de un sistema con alguna base científica que le otor- ga mayor certidumbre. En la perspectiva del cambio del clima en el tiempo, y la evaluación del Cambio Climático es necesario aclarar dos conceptos muy relacio- nados entre sí y que pueden confundirse, como son la Proyección y la Predicción Climáticas.
Se entiende por Proyección climática a la respuesta o comportamiento del clima planteando diferentes escenarios para el comportamiento de las variables climáticas, como emisiones o de concentraciones de gases y aerosoles de efecto invernadero, o variaciones de la cobertura terrestre, frecuentemente basada en simulaciones mediante modelos climáticos. La Predicción climática busca una estimación de la evolución real del clima en el futuro, por ejemplo a escalas de tiempo estacionales, interanuales o más prolongadas. Como la evolución futura del sistema climático puede ser muy sensible a las condiciones iniciales, estas predicciones suelen ser probabilísticas (IPPC, 2007).
La Predictibilidad es la capacidad de predecir el estado futuro de un siste- ma conociendo su estado actual y sus estados anteriores. En el caso del clima, el conocimiento de los estados anteriores del sistema climático es incompleto, por lo tanto los modelos que se utilicen para realizar predicciones tendrán dife- rentes grados de certidumbre. Por otra parte, debido a que el sistema climático es inherentemente no lineal y caótico, la predictibilidad del sistema climático es inherentemente limitada, incluso aunque se utilicen modelos y observaciones ar- bitrariamente precisos, existen limitaciones a la predictibilidad de un sistema no lineal tan complejo como el clima (AMS, 2000).
DINÁMICA DEL SISTEMA CLIMÁTICO.
El clima de Manchester y el padre de la química.
Nuestra cultura moderna promueve la especialización y la fragmentación del saber en disciplinas. El estudio de la noción de átomo, por ejemplo, queda circunscripto a la química; sin embargo es poco conocido que el desarrollo de este concepto está íntima- mente relacionado con la meteorología y con el estudio del clima, y viene de la mano de un hombre de ciencias muy religioso llamado John Dalton, reconocido como uno de los padres de la química moderna. Aunque se lo recuerda mucho más por sus estudios so- bre la percepción de los colores (una de esas alteraciones, que él padecía fue bautizada con su propio nombre: Daltonismo), sus aportes al desarrollo de la teoría atómica y la química moderna han sido fundamentales.
A veces las vicisitudes paralizan a las personas y en otras oportunidades les otor- gan una fortaleza incuestionable. Este último es el caso de Dalton, un auténtico autodi- dacta que nació el 6 de septiembre de 1766 en el seno de una humilde familia inglesa de disidentes religiosos cuáqueros en la localidad de Eaglesfield, (Cumberland). Debido a los escasos recursos de su familia dejó a los 12 años sus estudios de Matemática en una escuela cuáquera de su localidad para trabajar como maestro de otros niños y jóvenes de familias cuáqueras. Sus férreas creencias le generaron muchas dificultades, ya que a los disidentes religiosos se les impedía asistir y ejercer la docencia en las universidades inglesas. Debido a estas limitaciones su existencia fue muy modesta, y sus empleos estuvieron muy relacionados con su fe. Tras ejercer en varias escuelas cuáqueras, en 1793 un adulto Dalton de 26 años se traslada a Manchester y pasará allí el resto de su vida, trabajando primero como profesor en el New College, una academia de disidentes religiosos, y luego como profesor y tutor privado.
A la edad de 20 años Dalton ya había evidenciado un creciente interés por el cli- ma y sus variables, que lo condujo a estudiar y registrar, incluso mediante el diseño de nuevos instrumentos, un gran número de fenómenos meteorológicos, acumulando unas 200.000 observaciones sobre el clima en el área de Manchester, a lo largo de más de 57 años. Sumado a esta perseverancia, tenía una amplia formación en distintas ramas de las ciencias y una aguda imaginación, particularmente para la elaboración mental de complejos modelos físicos junto con la posibilidad de establecer relaciones entre nu- merosos fenómenos, aparentemente inconexos. Estas capacidades le permitieron arri- bar a importantes desarrollos teóricos sobre la constitución de la materia y sus propie- dades, a partir de su habilidad para establecer relaciones matemáticas entre los datos. Su interés por la meteorología lo llevó a estudiar el aire e indagar sobre la com- posición de la atmósfera, y con un paso más allá, a poder abstraer las propiedades de los gases en general, a partir de la mezcla de gases particular que es la atmósfera.
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Efectivamente, una de sus primeras preguntas surgió a raíz de sus conocimientos de meteorología: Encontró que las muestras de aire, tomadas a diversas alturas5 , tenían
la misma proporción en cuanto a los gases que la forman, a pesar de que estos tienen diferente densidad. Debido a esto podría esperarse que el nitrógeno, por ser menos den- so que el oxígeno, se mantuviese flotando sobre este último, como ocurre con el aceite sobre el agua. Entonces ¿Cómo podría explicarse esta homogeneidad a partir de una mezcla de gases de densidades tan diferentes, especialmente en cuanto al nitrógeno, oxígeno y vapor de agua?
En ese tiempo estuvieron en juego dos modelos sobre la constitución de los gases: el modelo estático y el modelo dinámico de las partículas que componían el gas. El modelo dinámico que involucraba la agitación térmica de las partículas y el concepto cinético del calor era apoyado, entre otros, por el Conde Mumford. Dalton que no podía admitir el modelo dinámico por su fuerte compromiso teórico con las ideas de Isaac Newton y adscribió a un modelo estático de las partículas materiales, debiendo recurrir a la teoría -errónea-del calórico6 para explicar las propiedades del aire, y justificar por
qué no podía haber estratificación: las partículas estáticas contiguas de diversos tama- ños tenderían a repelerse, como consecuencia de las capas de calórico que las cubrirían, hasta que se alcanzara la estabilidad en una mezcla homogénea. Este debate entre modelos estático y dinámico de partículas, y entre la teoría del Calórico y la Cinética Corpuscular pone en evidencia que el desarrollo de la ciencia no es lineal, y que a veces conceptos erróneos resultan fructíferos para desarrollos posteriores, y resultan intere- santes ejemplos de paradigmas rivales en términos khunianos.
Finalmente, y gracias a la meteorología Dalton formuló su teoría atómica, toman- do el concepto de átomo del griego Demócrito, quien en el siglo V ac. propuso que la materia estaba compuesta de partículas individuales indestructibles llamadas “áto- mos7 “, y que el tamaño y la forma de estas partículas eran los responsables de las 5 Los desarrollos tecnológicos de fines del S.XVIII, sólo permitían tomar muestras de aire a pocos km. sobre la superficie del suelo. Como en muchos casos en la historia del conocimiento científico, todo el desarrollo de la teoría atómica se debió a este error de generalización, ya que a mayores alturas la compo- sición del aire es notablemente diferente.
6 Teoría del Calórico: Modelo físico aceptado durante gran parte de los S.XVIII y S: XIX que explica las características y comportamientos físicos del calor como un fluido hipotético, el fluido calorífico, ígneo o calórico, bautizado así por Lavoisier en 1787, cuyas principales propiedades son: 1º) las partículas de caló- rico, a diferencia de la materia ordinaria, se repelen entre sí, pero 2º) son atraídas por los corpúsculos de dicha materia. Estas dos características del calórico permiten explicar gran cantidad de fenómenos donde el calor interacciona con la materia
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propiedades de materia. Cabe aclarar que las ideas de Demócrito eran especulativas y filosóficas, a diferencia de las de Dalton que, si bien tienen un importante componente intuitivo y especulativo, están acompañadas de una base experimental. En síntesis, las ideas fundamentales del esquema conceptual de Dalton pueden resumirse en:
1. 1. La materia consta de átomos indivisibles. 2. 2. Los átomos particulares son invariables. 3. 3. Los compuestos están formados por moléculas.
4. 4. Todos los átomos o moléculas de una sustancia pura son idénticos.
5. 5. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solamente cambia su distribución.
Esta relación de Dalton con la meteorología se evidencia también en el nombre puesto en su honor y en reconocimiento a sus observaciones, al último de los Mínimos, que son períodos prolongados de baja actividad solar donde coinciden la disminución e inexistencia de manchas solares y el descenso marcado de la temperatura terrestre: El mínimo de Dalton, ocurrido entre los años 1790 y 1830. En este intervalo se ubica el año 1816 registrado como un año sin verano, principalmente en el hemisferio Norte, aunque en nuestro país también tenemos registros sobre el Mínimo de Dalton. La depresión ac- tualmente ocupada por Salinas del Bebedero al sur de la prov. de San Luis, importante yacimiento de sal de mesa, fue un lago salobre de más de 10 metros de profundidad entre los siglos XVIII y XIX cuando el clima era más frío y coincidente con el mínimo de Dalton de actividad solar.
Sumando coincidencias, es sugestivo notar que el importante científico, meteoró- logo, químico ambiental, escritor y ambientalista James Ephraim Lovelock, mentor de la Hipótesis Gaia, que visualiza a la Tierra como un sistema autorregulado, estudió quí- mica en la Universidad de Mánchester, en la misma ciudad en la que Dalton desarrolló su carrera científica y realizó sus pacientes registros. Evidentemente el sombrío clima de Manchester resulta un estímulo para los meteorólogos.
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