Clima y tiempo: Medidas extremas

ORIGINAL: Nature

Versión Español por Ciencia en Canoa

Será posible que los violentos huracanes, las inundaciones y las sequías tengan origen en el cambio climático? Los científicos están empezando a decir que sí.

Clima y tiempo: Medidas extremas

Quirin Schiermeier

Cuando el clima se torna extraño, como sucede mucho en estos días, una pregunta surge inevitablemente de periodistas, políticos y el público en general: ¿es debido al calentamiento global?

La pregunta fue hecha después de las catastróficas inundaciones del año pasado en Pakistán y de la ola de calor extrema en Rusia. Se preguntó de nuevo este año sobre el monstruosa serie de tornados en el sureste de Estados Unidos y la devastadora sequía en África. Y se preguntó una vez más este mes de agosto cuando el huracán Irene rugió en la Costa Este de los EE.UU..

En su mayor parte, los investigadores del clima se han negado a responder. Su mantra es que la ciencia no puede atribuir cualquier particular la sequía o un huracán con el cambio climático, lo mejor que puede hacer es proyectar cómo la frecuencia de eventos climáticos extremos podrían cambiar a medida que se calienta el planeta, a través de cambios en factores tales como 

• las tasas de evaporación en el océano abierto , 
• el vapor de agua y la formación de nubes, y 
• la circulación atmosférica.

Últimamente, sin embargo, que la resistencia ha comenzado a desvanecerse."Mi pensamiento ha evolucionado", dice Gavin Schmidt, modelador climático en el Instituto Goddard para Estudios Espaciales en Nueva York. Gracias a 

• los avances en las herramientas estadísticas, 
• los modelos climáticos y 
• la potencia de los computadores, 

"la atribución de los extremos es difícil - pero no es imposible", dice. Dos estudios publicados en febrero pasado en la revista Nature mostraron los vínculos entre las condiciones meteorológicas extremas y el cambio climático - uno mirando las inundaciones catastróficas en el Reino Unido en 2000(1), y otro por el aumento a finales del siglo XX en las intensas lluvias en todo el Hemisferio del Norte(2)

.

También en el último año, los investigadores del clima en los Estados Unidos y Gran Bretaña han formado una coalición con 'ACE' (Attribution of Climate-related Events - Reconocimiento de eventos relacionados con el clima -) como sigla y han comenzado una serie de estudios coordinados diseñados para sentar las bases para un programa de efectos climáticos sistemáticos. Finalmente, el grupo espera crear un sistema internacional que podría evaluar la influencia del cambio climático en los fenómenos meteorológicos casi tan pronto como sucedan, o incluso antes de que lleguen, con los resultados anunciados en los reportes del tiempo todas las noches.

"La idea es buscar cada mes más o menos las posibilidades de cambio" asociadas con esa influencia, dice Peter Stott, un científico del clima con Centro Hadley de la Oficina Meteorológica del Reino Unido en Exeter y líder del grupo de la ACE. Stott está escribiendo un libro blanco para trazar planes y requisitos para un sistema de atribución casi en tiempo real, que presentará en octubre en la Conferencia Mundial sobre el Programa de Investigación Climática en Denver, Colorado.

Terribles consecuencias

Los fenómenos climáticos extremos son algunos de los desastres más destructivos conocidos, si su precio se mide en vidas - cerca de 40.000 personas murieron como consecuencia de la ola récord de calor de Europa en 2003 - o en dinero -  la Costa del Golfo de los EE.UU. sufrió más de $ 80 mil millones en daños y perjuicios en septiembre de 2005 por el huracán Katrina. Lo que es peor, que la cifra va en aumento: las cifras del  National Climatic Data Center (Centro nacional de datos climáticos) de los EE.UU. en Asheville, Carolina del Norte, muestran que la frecuencia de los desastres meteorológicos del orden de miles de millones de dólares se ha duplicado desde 1980.

Saber las causas de los desastres es una cuestión de interés fundamental para 

• las compañías de seguros que han de fijar las tarifas, 
• los ingenieros civiles que tienen que decidir cómo (o si es necesario) fortalecer las protecciones tales como diques, y para
• las comunidades, regiones y naciones que luchan por adaptarse acambios a largo plazo en el clima. 

Si el aumento de la frecuencia es resultado sólo de los ciclos naturales, es probable que desaparezcan algún día pronto.Pero si el aumento es un resultado del calentamiento global, las pérdidas y los daños podrían seguir aumentando indefinidamente.

La atribución confiable de los eventos climáticos extremos también es importante para la comprensión del público sobre el cambio climático y su disposición a apoyar las medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.A diferencia de los impactos más lejanos del calentamiento global, tales como el nivel del mar que sube lentamente, los efectos de los fenómenos meteorológicos extremos locales tienden a ser inmediatos y registrados de manera tangible vívidamente. Las encuestas sugieren que las personas que sienten que han experimentado personalmente los efectos del cambio climático son más propensos a creer que es un problema real - y que requiere la solución - que aquellos que no tienen.

Trazando un curso

Con los imperativos de la mente, el grupo ACE se ha dedicado a explorar la relación clima-tiempo de manera sistemática, por la alimentación de los datos de observación de la Oficina Meteorológica del Reino Unido y los EE.UU. El Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Boulder, Colorado, de las predicciones estacionales y a largo plazo los modelos climáticos.

La atribución, sin embargo, no es una tarea simple: múltiples factores que influyen en un evento relacionado con el clima. El cambio climático global debe tener algún efecto: la física básica que sugiere un ambiente más cálido puede contener más vapor de agua, por ejemplo, y por lo tanto, deben desarrollar más tormentas, que se alimentan de la humedad y el calor. Pero los ciclos naturales como El Niño tendrá un efecto igualmente obvio: el clima caprichoso era un problema para los humanos mucho antes de que comenzara a bombear cantidades industriales de dióxido de carbono a la atmósfera.

Desplazamiento Climático. Nature

Así que el objetivo del grupo ACE es llevar a cabo "la atribución de fracciones de los fenómenos extremos, la estimación de la cantidad de cada uno de ellos fue influenciado por el efecto invernadero antropogénico y cuánto por los ciclos naturales (véase el "cambio climático"). Los estudios  aparecidos en la revista Nature de Febrero (2011) (1), (2) ofrecen ejemplos preliminares de cómo hacer ésto. En uno, Pardeep Pall, investigador ambiente en la Universidad de Oxford, Reino Unido, y su equipo genera varios miles de simulaciones del clima en Inglaterra y Gales durante el otoño de 2000. Algunas de las simulaciones incluyen los niveles observados de los derechos humanos generadas por los gases de efecto invernadero, mientras que otros no lo hicieron. Luego, los investigadores cargaron los resultados de cada simulación en un modelo de precipitación y escorrentía de los ríos para ver qué tipo de inundación se produciría. En el 10% de los casos, del siglo XX los gases de efecto invernadero no afectaron el riesgo de inundaciones locales. Pero en las dos terceras partes de los casos, las emisiones aumentaron el riesgo de una inundación catastrófica - como la que ocurrió en el año 2000 - más del 90%.

Otro grupo, dirigido por el científico del clima Seung Min-Ki de la División de Investigación del Clima de Environment Canada en Toronto, que se utiliza un enfoque similar. Inspirado por la observación de que las lluvias intensas en el hemisferio norte han empeorado en la segunda mitad del siglo XX, el grupo comparó datos reales de precipitación con simulaciones de seis modelos climáticos diferentes, con y sin el efecto invernadero. Encontraron que los patrones de precipitaciones extremas observadas no produjeron ningún resultado esperado de los ciclos climáticos naturales, pero se asemejan mucho a los esperados por el efecto invernadero.

Estos estudios de atribución a veces puede exonerar el cambio climático. En un estudio publicado en Marzo 3, Randall Dole y sus colegas de la National Oceanic and Atmospheric Administration en Boulder, Colorado, llegó a la conclusión de que la intensa ola de calor de 2010 en Rusia fue probablemente el resultado de los ciclos naturales.

Aunque el enfoque básico parece sencillo, dice Stott, la atribución fraccional es sólo tan buena como los modelos climáticos que la impulsan. "Todavía tenemos que entender qué tipos de fenómenos meteorológicos se puede atribuir con confianza", dice, "y aquellos para los cuales los modelos no son todavía lo suficientemente buenos."

En general, dice, la atribución es más fácil con las olas de calor y otros eventos relacionados con la temperatura. Es mucho más difícil con la precipitación relacionada con eventos tales como inundaciones y sequías, como los modelos tienen que tener en cuenta no sólo las lluvias, sino los suelos, el terreno natural y la gestión humana de los ríos y humedales. Y algunos fenómenos meteorológicos que aún no se puede vincular con el cambio climático en todo.La frecuencia de los tornados, por ejemplo, depende de un equilibrio entre la convección del aire húmedo, lo que fomenta su formación, y la cizalladura del viento, que tiende a afectar - pero los científicos no pueden decir con certeza cómo el cambio climático afecta a ese equilibrio.

Otro problema es la limitada resolución espacial de los modelos climáticos. En la actualidad, por ejemplo, son demasiado gruesas para representar a pequeña escala "convectiva de lluvias", un fenómeno común en el cual el aire cálido y húmedo cerca de los pozos de tierra forman una nube de tormenta aislada. La convección es especialmente pronunciada - y aún más difícil de modelar - en las regiones montañosas como los Andes o el Himalaya.

Estas deficiencias en los modelos explican por qué muchos científicos permanecen escépticos de los esfuerzos de la atribución del clima."Científicamente inadecuada" es la evaluación de Judith Curry, una climatóloga del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta. Incluso conversos, como Schmidt se muestran cautelosos. "Hay mucho margen para hacer un trabajo mucho mejor", dice.

Más allá del horizonte

El grupo ACE planea hacer frente a estas deficiencias en el Libro Blanco el próximo mes. Como primer paso, el grupo sugiere que los principales centros, como el NCAR y la Oficina Meteorológica, llevan a cabo evaluaciones de atribución fraccional de fenómenos meteorológicos extremos notables en los últimos 50 años, con grandes conjuntos de modelos climáticos acoplados y todos los datos meteorológicos disponibles. Las lecciones aprendidas de estos estudios retrospectivos podrían permitir a los científicos avanzar en la atribución de rutina de tiempo reciente, así como el clima basado en las previsiones climáticas. Este extremo aún no está claro, lo que un plan como ése cueste, o quién pagaría por él. Kevin Trenberth, un científico del clima con el NCAR, estima que unos pocos millones de dólares serían suficiente para coordinar un servicio internacional utilizando las instalaciones ya existentes en su institución, el Met Office y en otros lugares. Pero más allá de este esfuerzo escueto - la creación de, por ejemplo, un centro de atribución independiente con la capacidad de previsión mensual, estacional y decadal - costaría mucho más.

Dado que los gobiernos de ambos lados del Atlántico están recortando sus presupuestos siempre que sea posible, Trenberth admite que las perspectivas para el lanzamiento de un programa en el corto plazo parece remota. Pero ni el tiempo ni el clima prestan la menor atención a lo que los políticos están haciendo.Y con eventos como el huracán Irene, que se delinean en el patio trasero de los políticos, un servicio de la atribución que algún día podría ser visto como una buena inversión.

Quirin Schiermeier es un reportero de la Naturaleza con sede en Munich.

Referencias

Pall, P. et al. Naturaleza 470, 382-385 (2011). | Artículo | PubMed | ISI | ChemPort |

Min, S.-K., Zhang, X., Zwiers, FW y Hegerl, GC Naturaleza 470, trescientos setenta y ocho-trescientos ochenta y una (2011). | Artículo | PubMed | ISI | ChemPort |

Dole, R. et al. Geophys. Res. Lett. 38, L06702 (2011). | Artículo |