En 1997, el océano Pacífico se calentó tanto que los corales se blanquearon desde Indonesia hasta las Galápagos, y las inundaciones y sequías barrieron cinco continentes. Estos eventos, que los climatólogos llaman El Niño extremos, ocurren una vez cada pocas décadas, y para entender con qué frecuencia vendrán en el futuro se necesitan miles de años de observaciones. La simulación directa del clima en esos plazos requiere una capacidad computacional comparable a pronosticar el tiempo con cien mil años de anticipación. Los autores del nuevo trabajo proponen un atajo: no esperar a que ocurra el evento raro, sino multiplicar sus trayectorias, como un jardinero multiplica una variedad rara mediante esquejes.

El algoritmo TEAMS (Transition-Enhanced Adaptive Multilevel Splitting) funciona como un fitomejorador. Se toma un conjunto de 16 simulaciones cortas, cada una de 25 años, y en cada paso se selecciona solo una cuarta parte de las trayectorias con los picos de temperatura más altos en el Pacífico oriental. De estos "progenitores" se generan "descendientes" con una diminuta perturbación aleatoria de la temperatura superficial del océano (amplitud de 0,1°C) 7,5 años antes de cruzar el umbral. El proceso se repite 50 veces, y el costo total de todas las ejecuciones es de 100 000 años modelo, cinco veces menos que la simulación directa de referencia de 500 000 años.

La comparación con la referencia mostró que TEAMS reproduce las estimaciones del tiempo de retorno de El Niño extremos hasta 60 000 años. La distribución de máximos por bloque, ponderada por las probabilidades de ramificación, coincidió bien con la referencia, especialmente en la cola, donde se concentran los eventos más fuertes. Curiosamente, el umbral de temperatura creció rápidamente en las primeras generaciones, pero luego se estabilizó en una meseta de unos 4,2°C, lo que sugiere un posible límite interno de extremalidad en el modelo. La tasa de éxito en generar descendientes que superan el umbral fue de alrededor del 77%, y el análisis de trayectorias mostró que una pequeña perturbación puede primero desencadenar una La Niña y luego intensificar el El Niño subsiguiente mediante un crecimiento no normal de las perturbaciones.

Hasta este trabajo, no estaba claro si se podía obtener la estadística de El Niño extremos sin simulaciones prohibitivamente largas. Ahora se ha demostrado que el algoritmo reproduce la distribución y los tiempos de retorno en el modelo Zebiak-Cane con un costo cinco veces menor que la referencia. El truco es simple y elegante: la ramificación de trayectorias con pequeñas perturbaciones genera descendientes que alcanzan umbrales extremos con más frecuencia, y los pesos probabilísticos corrigen el sesgo de la muestra. El método puede trasladarse a costosos modelos climáticos globales para evaluar los riesgos de El Niño raros desde ya.

La multiplicación de la tormenta a partir de una sola trayectoria, que comenzó con esquejes en 1997, ahora produce toda una familia de eventos extremos listos para el análisis estadístico. En lugar de esperar a que un visitante raro toque a la puerta, hemos aprendido a invitarlo cientos de veces y a registrar cada visita.