Nuestra comprensión del sistema climático se mejora a través de observaciones, estudios teóricos y modelos.

La ciencia es un proceso formal, con integridad incorporada.

Muchas personas no saben cómo se lleva a cabo realmente la ciencia. Un buen punto de partida es describir el proceso iterativo de la investigación científica es desde la recopilación de observaciones, la revisión de investigaciones previas, el análisis de datos, el modelado de varios escenarios y la comunicación de hallazgos. Debido a que muy pocas personas conocen a un científico/a activo (y menos un científico/a del clima), y muchos investigadores/as no comunican su investigación a audiencias no técnicas, es importante ayudar a los/as alumnos/as a comprender algunos de los conceptos básicos del trabajo de los científicos/as del clima. Estos conceptos no son exclusivos de la ciencia del clima; todas las áreas de la investigación científica comparten estos temas comunes, por ejemplo:

• Los datos se recogen a través de una amplia gama de herramientas y técnicas.
• Los datos se comprueban rigurosamente en cuanto a calidad y precisión. Cuando los/as científicos/as usan el término "incertidumbre", no significan que no tengan claridad en su comprensión. La incertidumbre es un término matemático que expresa un rango de valores medidos, en lugar de un punto específico.
• Los modelos son un conjunto de ecuaciones matemáticas que se desarrollan al medir procesos conocidos que operan en la Tierra. Los modelos se comparan con observaciones reales en un proceso llamado calibración. Los modelos climáticos pueden reproducir las mismas variaciones que vemos en el clima actual, simplemente mediante el uso de las matemáticas. Solo una vez que un modelo está bien calibrado se usa para proyectar cambios futuros en el clima.
• El proceso de revisión por pares permite la transparencia en los métodos, resultados, análisis y conclusiones. Los datos están disponibles para que cualquier análisis pueda ser repetido por otros investigadores. El trabajo publicado es examinado por otros que también tienen un conocimiento de los detalles del tema a tratar. Los/as científicos/as comparten datos, métodos y resultados con otros científicos/as.
• Las publicaciones revisadas por pares son una parte importante del proceso de investigación científica. A pesar de que estos artículos suelen ser muy técnicos y, a menudo, difíciles de entender por un no experto, siguen siendo la principal forma de comunicación de la ciencia del clima.
• Las agencias científicas como NOAA, NASA y el Servicio Geológico de los Estados Unidos son instituciones públicas que sirven a los ciudadanos en el estudio de la Tierra.

Ayudando a los/as estudiantes a comprender estas ideas

Un área de confusión común entre los/as educadores, los/as estudiantes y el público en general es que los/as científicos/as del clima no están de acuerdo en cuanto si el cambio climático está ocurriendo o no, o si en el caso de que esté sucediendo, si los humanos son o no la causa principal. Hay una variedad de razones para esta confusión, pero la conclusión fundamental es que la gran mayoría de los/as científicos/as que estudian el clima y publican en revistas revisadas por pares están de acuerdo en que la actividad humana está causando el calentamiento global. Igualmente, la mayoría de las personas no entienden cómo los/as científicos/as del clima saben lo que saben, lo que puede hacer que los hallazgos sean más difíciles de apreciar. Esto se debe en parte a que los/as científicos/as no siempre son buenos a la hora de comunicar su investigación a audiencias no técnicas, y en parte también a la forma en que se comunica la ciencia en los medios de comunicación.

Otro obstáculo es la percepción de que comprender la ciencia es un desafío excesivo. Aquí, los/as educadores pueden tomar medidas activas para involucrar a los/as estudiantes en la ciencia. Los/as estudiantes experimentarán por sí mismos que la ciencia puede ser divertida, intuitiva de entender, y relevante para la vida cotidiana.

Trayendo estas ideas a su clase

La forma más divertida y mejor ayudar a los/as estudiantes a relacionarse con el proceso científico es sumergirlos en él. Involucrarse en la ciencia puede ser un proceso accesible en todos los niveles de grado y se puede llevar al aula con una variedad de enfoques. Hay innumerables preguntas científicas relevantes que se pueden examinar. Ya sea en equipos o a nivel individual los/as estudiantes pueden sumergirse en el proceso de investigación, observación, análisis de datos, síntesis y presentación, lo que se encuentra en el corazón de toda ciencia sólida.

Otra táctica es invitar a los/as estudiantes a que vean vídeos de científicos/as haciendo su trabajo. Los/as científicos/as del clima como Richard Alley (La Tierra: el manual de operaciones - recurso disponible en inglés) y Katherine Hayhoe (Mundo raro "Global Weirding - recurso disponible en inglés) son maestros/as al a hora de comunicar la ciencia del clima usando un estilo accesible y atractivo.

Material didáctico de la colección CLEAN.

Escuela Intermedia

• Uso de un modelo climático muy, muy simple en el aula: a través de un modelo simple en el internet, los/as estudiantes aprenden sobre modelos climáticos mientras predicen el cambio de temperatura durante el siglo XXI.
• En la actividad de El Cambio climático global y aumento del nivel del mar, los/as estudiantes practicarán los pasos necesarios que se siguen en una investigación científica a medida que aprenden por qué las formaciones de hielo en la tierra (y no las que están en el agua) causarán un aumento en el nivel del mar al derretirse.
• La evidencia de los mares sin hielo y la lectura de los núcleos de roca de la Antártida son actividades divertidas y prácticas en las que los/as estudiantes hacen núcleos de sedimentos y aprenden sobre la historia climática pasada.
• GLOBE Observer es un proyecto de ciencia ciudadana que ayuda a los científicos a observar los cambios en las nubes, el agua, las plantas y otras formas de vida. Existe una aplicación que permite a cualquier persona informar observaciones en cinco áreas clave.

Escuela Secundaria

• Los/as estudiantes participan en la recopilación de datos a medida que aprenden sobre las ciencias del Ártico en el Plan de estudios del clima del Ártico. Este es un conjunto de actividades de tres partes.
• Los/as estudiantes pueden examinar datos de un área generalizada para ver si los datos nacionales coinciden con sus propias observaciones de su clima local. Ver el Clima Histórico de los Estados Unidos: Excel Estadística.
• El vídeo ¿Cómo permiten los núcleos de hielo a los investigadores observar el cambio global? cuenta con un estudiante de doctorado que explica algunos de los métodos usados en su trabajo.
• Otro vídeo, El Glaciar más rápido retrata a los/as científicos/as que estudian el rápido retiro del glaciar Jakobshavn en el oeste de Groenlandia.
• ¿A dónde va el hielo marino del Ártico? - Este caso cuenta con estudiantes que trabajan con un científico del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo y una comunidad Inuit en Manitoba.
• Los/as estudiantes aprenden a usar fotografías aéreas para evaluar el impacto de los fenómenos meteorológicos extremos en el Plan de lección de fotografía aérea y mapas: Imágenes de Katrina.

 
Universidad

• Más de 50 conjuntos de datos de varios procesos de la Tierra se muestran hermosamente en la herramienta de exploración de datos View de NOAA. Esta herramienta de visualización de datos es muy atractiva. Los/as usuarios/as seleccionan de la atmósfera, el océano, la tierra, la criosfera y el clima, y ​​profundizan en categorías más detalladas.
• Los datos del núcleo de hielo son uno de los fundamentos de nuestra comprensión del clima. Los/as estudiantes pueden aprender los conceptos básicos de esta visualización: Temperatura a partir de datos del núcleo de hielo
• Muchas de las actividades de Earth Exploration Toolbook presentan datos y análisis auténticos, como Investigar el cambio climático utilizando datos de temperatura observada.
• De los isótopos a la temperatura: trabajando con una ecuación de temperatura: los isótopos de oxígeno de los corales son una herramienta fundamental para reconstruir climas pasados. Los/as estudiantes pueden comprobarlo por si mismos en esta actividad.
• Robert MacKay ha escrito muchas actividades excelentes para aprender sobre el clima y los modelos climáticos. El modelo de balance de masas, ofrece una buena manera de comenzar a estudiar este tema. Se podría proseguir con el uso de un modelo de balance de masas para comprender el dióxido de carbono y su conexión con el calentamiento global.
• Trabajar con grandes conjuntos de datos es una habilidad clave en la investigación. La actividad Temperaturas globales ofrece a los/as estudiantes una manera de observar registros de las temperaturas globales que se remontan a1867.