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Calentamiento Global

  • ¿Podemos predecir las sequías?

    Shutterstock / R_Tee

     

    Una clasificación de los peligros y los desastres naturales distingue dos tipos: los intensivos y los extensivos, cuyos ejemplos prototípicos son los terremotos y las sequías respectivamente.

    Las sequías, a diferencia de los terremotos, presentan una frecuencia elevada (así es en el caso de España), una duración prolongada (de varios meses o incluso años), una extensión espacial considerable y una velocidad de implantación lenta, entre otras características físicas.

    Con respecto a la duración y la velocidad de implantación, realmente no sabemos con precisión cuándo se inicia una sequía. Se asume progresivamente tras semanas o meses con una precipitación inferior, en un cierto porcentaje, a la normal. Hay que indicar que en el presente artículo se habla exclusivamente de la sequía meteorológica, un déficit coyuntural de la precipitación. Existen otros tipos de sequía, como la hidrológica, la agrícola o edáfica, la socioeconómica y la ecológica.

    Los efectos de la escasez de precipitación se notarán, con un cierto desfase temporal, en el agua almacenada, en la humedad del suelo, etc. Es decir, en los demás tipos de sequía.

    A pesar de que los daños producidos por las sequías pueden ser muy cuantiosos (incluso dando lugar, en algunos países, a hambrunas con muchas víctimas humanas), sus efectos inmediatos no cuentan con las imágenes espectaculares y casi instantáneas de los desastres intensivos, como las inundaciones o las terremotos.

    Modelos para analizar y predecir sequías

    Un modelo matemático, ideado por el climatólogo firmante de este artículo Robert Monjo, analiza el comportamiento de todos los períodos sin lluvia desde 1979 hasta 2016 y los compara con conjuntos de Cantor.

    El conjunto de Cantor fue el primer fractal conocido. Un fractal es un objeto geométrico cuya estructura básica se repite a diferentes escalas. Los hemos visto todos en la naturaleza, como por ejemplo en el romanesco (brócoli) o en las ramas de los árboles.

     

    Romanesco

    Figura 1. Ejemplo de una estructura fractal natural en el romanesco (brócoli). Dominic RoyéAuthor provided

     

    El modelo proporciona una medida de la similitud entre los huecos del conjunto de Cantor y la longitud de los periodos secos (sin lluvia). Esto permite clasificar las sequías según su comportamiento y la alternancia de rachas secas con rachas húmedas, de diferente duración. Este sofisticado concepto matemático desarrollado por Georg Cantor en 1883 nunca antes se había utilizado para el análisis de sequías.

    En un reciente estudio, hemos demostrado que el comportamiento de las sequías climáticas puede modelarse deformando en mayor o menor medida los huecos (periodos secos) del conjunto original de Cantor. Por ejemplo, las sequías de las zonas semidesérticas serían las más fidedignas al conjunto de Cantor sin modificar.

     

    Figura 2. Distribución espacial de la dimensión fractal de las rachas secas, relacionada con el exponente basado en conjuntos de Cantor. Author provided

     

    En el caso de España, se obtiene que la sequía suele presentar un índice medio-alto de concentración de largos periodos secos, que se distribuyen de forma bastante similar al conjunto de Cantor, pero alternados con cortos periodos húmedos. A medida que nos desplazamos hacia el norte, encontramos rachas secas intermedias (mayor deformación del conjunto de Cantor) con interrupciones largas de periodos lluviosos.

    El descubrimiento, además de proporcionar una mejor comprensión de la duración de las sequías meteorológicas, permite clasificarlas en diferentes tipos con el fin de vigilar sus posibles variaciones en el contexto del cambio climático global. En este sentido, pueden distinguirse regiones con eventos secos de duración baja, media y alta, con eventos húmedos largos o cortos.

     

    Figura 3. Clasificación climática de las sequías meteorológicas en todo el mundo: regiones con valores bajos (L), medios (M) y altos (H) de longitudes de eventos secos, alternando con eventos húmedos más largos (l) o más cortos (s). Ejemplos tropicales de tipo Ll: los principales núcleos de selva tropical del mundo (dentro del Amazonas, el Congo y el sudeste asiático entre otros). Ejemplos subpolares de tipo Ll: el océano Austral y algunas regiones del Atlántico norte y el Pacífico norte. Ejemplos de tipo Hl: las regiones de sabanas tropicales de África, México, Brasil central, India (clima monzónico), sur de China y norte de Australia. Ejemplos de tipo Hs: todas las regiones desérticas alrededor del mundo, incluida la franja oriental de las áreas oceánicas tropicales. Author provided

     

    Así, la herramienta facilitará un seguimiento de la evolución de la superficie global que abarca cada tipo de clima a escala multianual, observando posibles tendencias regionales.

    Por otro lado, la mejor comprensión del comportamiento geométrico del clima permite trazar modelos de predicción de sequías basados en la climatología. Es decir, es posible ajustar y proyectar curvas de acumulación de rachas secas y húmedas de acuerdo con el comportamiento observado (índice basado en los conjuntos de Cantor).

     

    Publicado en The Conversation el 31 de agosto de 2021. Enlace al artículo original: https://bit.ly/2Y9oYVn

    Cláusula de Divulgación

    Robert Monjo recibió fondos de la Comisión Europea a través del proyecto RESCCUE (G.A. num. 700174).

    Dominic Royé y Javier Martín Vide no reciben salarios, ni ejercen labores de consultoría, ni poseen acciones, ni reciben financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y han declarado carecer de vínculos relevantes más allá del puesto académico citado.

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    Universitat de BarcelonaUniversidad Complutense de Madrid y Universidade de Santiago de Compostela aportan financiación como miembros de The Conversation ES.

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  • ¿Por qué la borrasca Eunice es tan severa? ¿Serán cada vez más frecuentes las borrascas con vientos tan fuertes?

    El faro de Porthcawl en el sur de Gales es azotado por las olas durante la aproximación de la borrasca Eunice. Leighton Collins/Shutterstock

      

    La Oficina Meteorológica del Reino Unido ha emitido dos avisos meteorológicos rojos en otros tantos meses por vientos fuertes. Estos son los niveles de amenaza más altos que los meteorólogos pueden anunciar, y son los primeros avisos rojos solo de viento que se emiten desde la borrasca Gertrude de 2016.

    Entonces, ¿qué hay detrás de la reciente ola de peligrosas tormentas de viento en el Reino Unido? ¿Y es probable que estos eventos se vuelvan más frecuentes en el futuro?

    La borrasca Arwen a fines de noviembre de 2021 causó devastación en Escocia, el norte de Inglaterra y partes de Gales. Vientos de 100 mph (160 Km/h) mataron a tres personas, arrancaron árboles y dejaron a 9.000 personas sin electricidad durante más de una semana con temperaturas bajo cero.

    La destrucción causada por Arwen todavía es evidente en algunas áreas, y la limpieza de las consecuencias de la borrasca Dudley, que azotó el este de Inglaterra el miércoles 16 de febrero, está todavía en marcha en el momento de escribir este artículo.

    Ahora el Reino Unido se enfrenta a la borrasca Eunice, y sus ráfagas de hasta 122 mph (196 Km/h). Eunice tiene una sorprendente similitud con la "Gran Borrasca" de 1987, que desencadenó vientos huracanados y se cobró 22 vidas en Gran Bretaña y Francia en octubre de ese año. En ambos casos la predicción avisaba de la posibilidad de producirse un "sting jet" (chorro en forma de aguijón): una corriente de aire de pequeñas dimensiones que puede formarse dentro de una borrasca y producir vientos intensos en un área de menos de 100 km.

     

     

    Los "sting jet", que se descubrieron por primera vez en 2003 y probablemente ocurrieron durante la Gran Borrasca y la borrasca Arwen, pueden durar entre una y doce horas. Son difíciles de pronosticar y relativamente raros, pero hacen que las borrascas sean más peligrosas.

    Los "sting jet" se dan en cierto tipo de bajas extratropicales, un sistema de viento giratorio que se forma fuera de los trópicos. Estas corrientes de aire se forman alrededor de 5 km sobre la superficie de la Tierra y luego descienden en el lado suroeste de la baja, cerca de su centro, acelerando mientras lo hacen y trayendo consigo aire en movimiento rápido desde lo alto de la atmósfera. Cuando se forman, pueden dar lugar a velocidades de viento mucho más altas en el suelo de lo que podría pronosticarse tomando en cuenta únicamente los gradientes de presión en el núcleo de la borrasca.

    Los meteorólogos todavía están trabajando para comprender los "sting jet", pero es probable que tengan una influencia significativa en el tiempo atmosférico del Reino Unido en un entorno de clima más cálido.

    ¿Inviernos más ventosos por llegar?
    En 1987, los modelos utilizados para los pronósticos meteorológicos no podían representar los "sting jet", pero las mejoras han permitido que los meteorólogos predijeron la borrasca Eunice incluso antes de que comenzara a formarse en el Atlántico.

    Durante la última década, nuestro equipo de la Universidad de Newcastle ha trabajado en estrecha colaboración con colegas de la Oficina Meteorológica del Reino Unido para desarrollar nuevos modelos climáticos de alta resolución que pueden simular "sting jet", así como granizo y relámpagos, para ilustrar cómo los eventos meteorológicos extremos podrían cambiar en un clima cálido.

    Ya sabemos que, a medida que el mundo se calienta, los aguaceros se intensifican. La razón simple es que el aire más cálido puede contener más humedad. El Reino Unido vio el día más lluvioso registrado en 2020, y ya se estima que es 2,5 veces más probable debido a las emisiones de gases de efecto invernadero.

    Los nuevos modelos climáticos de alta resolución de nuestro equipo de investigación predicen mayores aumentos en las precipitaciones invernales que los modelos climáticos globales estándar debido a un gran aumento en las precipitaciones de las tormentas eléctricas durante el invierno.

    Estamos menos seguros de cómo cambiará el patrón de las borrascas de viento extremo, como Eunice, ya que los procesos relevantes son mucho más complicados. El grupo reciente de borrascas de viento invernales en el Reino Unido está relacionado con un vórtice polar particularmente fuerte que crea baja presión en el Ártico y una corriente en chorro más rápida, un núcleo de viento muy fuerte en la atmósfera que puede extenderse a través del Atlántico, trayendo al Reino Unido un tiempo muy húmedo y tormentoso.

     

     

    Una corriente en chorro más fuerte hace que las borrascas sean más violentas y su orientación determina aproximadamente la trayectoria de la borrasca y dónde afecta. Algunos aspectos del cambio climático fortalecen la corriente en chorro, lo que lleva a más borrascas de viento en el Reino Unido. Otros aspectos, como la mayor tasa de calentamiento sobre los polos en comparación con el ecuador, pueden debilitarlas y al flujo de viento del oeste hacia el Reino Unido.

    Nuestros modelos de alta resolución predicen borrascas de viento más intensas sobre el Reino Unido a medida que se acelera el cambio climático, y gran parte de este aumento proviene de bajas que desarrollan "sting jets".

    Las proyecciones de los modelos climáticos globales son inciertas y sugieren solo pequeños aumentos en el número de ciclones extremos. Pero estos modelos no logran representar los "sting jets" y simulan pobremente los procesos que causan la formación de borrascas. Como resultado, estos modelos probablemente subestiman los cambios futuros en la intensidad de las borrascas.

    Creemos que el uso de modelos climáticos de alta resolución, que pueden representar procesos importantes como "sting jets", junto con información de modelos globales sobre cómo podrían cambiar las condiciones a gran escala, podría brindar una imagen más precisa. Pero el Reino Unido no está haciendo lo suficiente para prepararse para el tiempo extremo cada vez más severo ya pronosticado.

    La humanidad tiene la opción de controlar cuánto más cálido se volverá el mundo en función de la velocidad a la que reduzca las emisiones de gases de efecto invernadero. Si bien más investigaciones confirmarán si más borrascas de viento extremo azotarán el Reino Unido en el futuro, estamos seguros de que las borrascas de invierno producirán aguaceros más fuertes y más lluvia e inundaciones cuando tengan lugar.

      

    Publicado en el 18 de febrero de 2022. Enlace al original: https://bit.ly/3uXN0Ba

    Disclosure statement

    Hayley J. Fowler receives funding from the Natural Environment Research Council. She is a member of the BEIS Science Expert Group and President of the British Hydrological Society.

    Colin Manning receives funding from the Natural Environment Research Council. He also receives support from the UK Met Office as a visiting scientist.

    Partners

    Newcastle University provides funding as a member of The Conversation UK.

    The Conversation UK receives funding from these organisations

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