Un equipo de investigación de la Universitat de València (UV) ha desarrollado una metodología de inteligencia artificial que permite generar, solo con datos, mapas globales de interacción causal entre regiones y variables climáticas. El trabajo, publicado en 'Scientific Reports', saca a la luz relaciones concretas hasta ahora desconocidas que ayudarán a mejorar la comprensión del sistema Tierra y de su evolución.
A diferencia de la ya conocida técnica de mapeo cruzado convergente, la nueva metodología desarrollada en el Image Processing Laboratory de la UV (Robust CMM) resuelve las debilidades de la anterior al llevar a escala global lo que solo podía aplicarse a escalas locales, explica la institución académica.
Los investigadores han conseguido así generar los primeros mapas globales de interacción causal entre regiones y variables como la temperatura o el estado de la vegetación. Entre sus conclusiones, por ejemplo, en los ecosistemas boreales la humedad del suelo se debe más a la evapotranspiración que a las propias precipitaciones.
Otra de las relaciones detectadas es que en los bosques tropicales, ni la temperatura del aire ni la humedad del suelo son factores especialmente limitantes de la producción vegetal. Entre otros resultados, el estudio demuestra que en determinadas zonas del planeta se produce un círculo vicioso causa-efecto en el que no solo la radiación es la causante del nivel de fotosíntesis, sino que el nivel de fotosíntesis tiene a su vez efecto sobre la radiación.
"El sistema Tierra es complejo y cuenta con muchas variables que interactúan espacial y temporalmente en escalas diferentes. Esta nueva herramienta es capaz de generar mapas globales sobre esas interacciones causales y amplificar el estudio tradicional basado simplemente en correlación", comenta Emiliano Díaz, investigador en el IPL y autor principal del trabajo.
Antes de buscar e interpretar relaciones climáticas desconocidas, el estudio comenzó por validar, solo a partir de datos satelitales, determinadas relaciones ya conocidas por la teoría climática. Los resultados fueron consistentes con los patrones conocidos en ciencias de la Tierra y el clima y dieron muestra de la eficacia de esta técnica a la hora de cuantificar y comprender las interacciones de los flujos de carbono y agua.
Nace así una herramienta clave para entender el actual estado del planeta, así como su evolución en el contexto de cambio climático. Además, la metodología es general y se puede aplicar en otras ramas del conocimiento, como ciencias sociales, económicas y medioambientales.
"Las aplicaciones son innumerables: desde comprobar hipótesis científicas, validez de modelos o efectos de la adaptación de especies en ecología a optimizar tratamientos en clínica médica o identificar variables como las que dominan los cambios en el sistema económico o las que causan la crisis climática", augura el catedrático de Ingeniería Electrónica Gustau Camps-Valls, titular de dos proyectos ERC en este campo y firmante del artículo.
De hecho, una posibilidad que apunta el equipo de cara al futuro es la de realizar intervenciones en el modelo causal para ver el efecto que distintos escenarios de emisión podrían tener sobre el planeta.
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