El 11 de diciembre de 2014, un tren de carga de una tormenta atravesó gran parte de California, inundando el área de la Bahía de San Francisco con tres pulgadas de lluvia en solo una hora. La tormenta fue alimentada por lo que los meteorólogos denominan "Pineapple Express""- un río atmosférico de humedad que se levanta sobre las aguas tropicales del Pacífico y se extiende hacia el norte con la corriente en chorro.
Al anochecer, la lluvia récord había provocado deslizamientos de tierra, inundaciones y cortes de energía en todo el estado. La tormenta, que se ha llamado la "tormenta de la década" de California, se encuentra entre los eventos de precipitación más extremos del estado en la historia reciente.
Ahora los científicos del MIT han descubierto que tales eventos de precipitación extrema en California deberían volverse más frecuentes a medida que el clima de la Tierra se calienta durante este siglo. Los investigadores desarrollaron una nueva técnica que predice la frecuencia de eventos locales de lluvia extrema al identificar patrones reveladores a gran escalaen datos atmosféricos. Para California, calcularon que, si las temperaturas promedio del mundo aumentan 4 grados centígrados para el año 2100, el estado experimentará tres eventos de precipitación extrema más que el promedio actual, por año.
Los investigadores, que han publicado sus resultados en el Diario del clima , digamos, su técnica reduce significativamente la incertidumbre de las predicciones de tormentas extremas hechas por los modelos climáticos estándar.
"Una de las dificultades es que los modelos climáticos secundarios producen una amplia gama de resultados. [La lluvia] puede aumentar o disminuir", dice Adam Schlosser, científico investigador principal del Programa Conjunto sobre Ciencia y Política del Cambio Global del MIT.nuestro método le dice que, para California, estamos muy seguros de que [las precipitaciones fuertes] aumentarán para fines de siglo ".
La investigación fue dirigida por Xiang Gao, científico investigador del Programa Conjunto sobre Ciencia y Política del Cambio Global. Los coautores del artículo incluyen a Paul O'Gorman, profesor asociado de ciencias de la tierra, atmosféricas y planetarias; Erwan Monier, investigadora principal del Programa Conjunto, y Dara Entekhabi, profesora de Fundaciones de Agua de Bacardi Estocolmo de Ingeniería Civil y Ambiental.
conexión a gran escala
Actualmente, los investigadores estiman la frecuencia de eventos locales de fuertes precipitaciones principalmente mediante el uso de información de precipitación simulada a partir de modelos climáticos globales. Pero tales modelos generalmente realizan cálculos complejos para simular procesos climáticos a través de cientos e incluso miles de kilómetros. Con una resolución tan gruesa, esextremadamente difícil para tales modelos representar adecuadamente las características a pequeña escala, como la convección de humedad y la topografía, que son esenciales para hacer predicciones precisas de precipitación.
Para tener una mejor idea de cómo los futuros eventos de precipitación podrían cambiar región por región, Gao decidió centrarse en la precipitación no simulada sino en patrones atmosféricos a gran escala, que los modelos climáticos pueden simular de manera mucho más confiable.
"De hecho, hemos encontrado una conexión entre lo que los modelos climáticos hacen realmente bien, que es simular movimientos de la atmósfera a gran escala y los eventos locales de fuertes precipitaciones", dice Schlosser. "Podemos usar esta asociación para decircon qué frecuencia ocurren estos eventos ahora y cómo cambiarán localmente, como en Nueva Inglaterra o la costa oeste ".
Instantáneas del tiempo
Si bien las definiciones varían para lo que se considera un evento de precipitación extrema, en este caso los investigadores definieron dicho evento como estar dentro del 5 por ciento superior de las cantidades de precipitación de una región en una estación en particular, durante períodos de casi tres décadas.análisis en dos áreas: California y el Medio Oeste, regiones que generalmente experimentan cantidades relativamente altas de precipitación en invierno y verano, respectivamente.
Para ambas regiones, el equipo analizó características atmosféricas a gran escala, como las corrientes de viento y el contenido de humedad, de 1979 a 2005, y anotó sus patrones cada día que ocurría una precipitación extrema. Mediante el análisis estadístico, los investigadores identificaron patrones reveladores en la atmósferadatos que se asociaron con tormentas fuertes.
"Básicamente tomamos instantáneas de toda la información meteorológica relevante, y encontramos una imagen común, que se utiliza como nuestra bandera roja", explica Schlosser. "Cuando examinamos simulaciones históricas de un conjunto de estado del artemodelos climáticos, nos fijamos cada vez que vemos ese patrón ".
Usando el nuevo esquema, el equipo pudo reproducir colectivamente la frecuencia de eventos extremos que se observaron durante el período de 27 años. Más importante aún, los resultados son mucho más precisos que los basados en la precipitación simulada de los mismos modelos climáticos.
"Ninguno de los modelos está cerca de las observaciones", dice Gao. "E independientemente de la combinación de variables atmosféricas que utilizamos, los nuevos esquemas estaban mucho más cerca de las observaciones".
"Información procesable"
Reforzado por sus resultados, el equipo aplicó su técnica a los patrones atmosféricos a gran escala de los modelos climáticos para predecir cómo la frecuencia de las tormentas fuertes puede cambiar en un clima cálido en California y el Medio Oeste durante el próximo siglo. Analizaron cada región bajodos escenarios climáticos: un caso de "negocios como de costumbre", en el que se proyecta que el mundo se caliente 4 grados centígrados para 2100, y un caso impulsado por políticas, en el que las políticas ambientales globales que regulan los gases de efecto invernadero deberían mantener el aumento de temperatura a 2 ° Cgrados Celsius.
Para cada escenario, el equipo marcó aquellos patrones atmosféricos modelados a gran escala que habían determinado que estaban asociados con tormentas fuertes. En el Medio Oeste, los casos anuales de precipitación extrema en verano disminuyeron ligeramente en ambos escenarios de calentamiento, aunque los investigadores dicen que los resultadosNo están exentos de incertidumbre.
Para California, la imagen es mucho más clara: en el escenario más intenso del calentamiento global, el estado experimentará tres eventos de precipitación extrema más por año, del orden de la tormenta de diciembre de 2014. Bajo el escenario impulsado por políticas, dice Schlosser"esa tendencia se reduce a la mitad"
El equipo ahora está aplicando su técnica para predecir cambios en las olas de calor de un clima que se calienta globalmente. Los investigadores están buscando patrones en los datos atmosféricos que se correlacionen con las olas de calor pasadas. Si pueden predecir de manera más confiable la frecuencia de las olas de calor en elEn el futuro, Schlosser dice que puede ser extremadamente útil para el mantenimiento a largo plazo de redes eléctricas y transformadores.
"Esa es información procesable", dice Schlosser.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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