Un nuevo estudio realizado por investigadores del MIT y el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich muestra que los eventos de lluvia más extremos en la mayoría de las regiones del mundo aumentarán en intensidad entre un 3 y un 15 por ciento. dependiendo de la región, por cada grado Celsius que se calienta el planeta.

Si las temperaturas medias globales aumentan 4 grados Celsius durante los próximos cien años, como predicen muchos modelos climáticos dadas las emisiones de CO2 relativamente altas, gran parte de América del Norte y Europa experimentarían aumentos en la intensidad de las precipitaciones extremas de aproximadamente el 25 por ciento. Algunos lugares, como partes de la región asiática de los monzones, experimentarían mayores aumentos, mientras que habrá aumentos menores en el Mediterráneo, Sudáfrica y Australia.

Hay algunas regiones que se prevé que experimenten una disminución de las precipitaciones extremas a medida que el mundo se calienta, en su mayoría ubicados sobre océanos subtropicales que se encuentran justo fuera de los tropicales, cinturón ecuatorial.

El estudio, publicado hoy en Naturaleza Cambio Climático , encuentra que los variados cambios en las precipitaciones extremas de una región a otra pueden explicarse por diferentes cambios en la fuerza de los patrones de viento locales:a medida que una región se calienta debido a las emisiones de dióxido de carbono inducidas por el hombre, los vientos se elevan tan cálidos, aire cargado de humedad a través de la atmósfera, donde se condensa y vuelve a llover a la superficie. Pero los cambios en la fuerza de los vientos locales también influyen en la intensidad de las tormentas más extremas de una región.

Paul O'Gorman, coautor del artículo y profesor asociado de ciencias atmosféricas en el Departamento de la Tierra del MIT, Ciencias Atmosféricas y Planetarias, dice ser capaz de predecir la gravedad de los eventos de lluvia más fuertes, por región, podría ayudar a los planificadores locales a prepararse para tormentas potencialmente más devastadoras.

"Existe interés en todo el mundo en la cuestión de si se deben ajustar los códigos para adaptarse a un clima y precipitaciones cambiantes, particularmente para inundaciones, "Dice O'Gorman." Descubrimos que hay variaciones regionales en la respuesta de precipitación proyectada debido a cambios en los vientos, y, por supuesto, si le interesan los impactos de las precipitaciones extremas, le gustaría saber qué está sucediendo en su región ".

Una vista de cuadrícula global

Desde la década de 1990, Los científicos han predicho basándose en modelos climáticos que la intensidad de los eventos de lluvia extrema en todo el mundo debería aumentar con el aumento de las temperaturas globales. Hasta ahora, las observaciones actuales han verificado esta tendencia en un amplio, escala global. Pero sabiendo cómo cambiarán las tormentas extremas en un contexto más específico, La escala regional ha sido un panorama más complicado de resolver, dado que los datos climáticos no están igualmente disponibles en todos los países, o incluso continentes, y la señal del cambio climático está enmascarada por el ruido meteorológico en mayor medida a escala regional.

"Las observaciones nos dicen que habrá aumentos [en las precipitaciones extremas] en casi todas las latitudes, pero si quieres saber qué va a pasar a la escala de un continente o más pequeño, es una pregunta mucho más difícil, "Dice O'Gorman.

Él y sus colegas comenzaron su estudio adoptando una perspectiva global. Primero revisaron un archivo masivo de ejecuciones de simulación global, conocido como el Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados Fase 5 (CMIP5), que agrega productos, o predicciones, hecho por diferentes modelos climáticos, para todo, desde la presión del aire local hasta el espesor del hielo marino en respuesta al cambio climático.

Para este estudio, los investigadores seleccionaron el archivo CMIP5 para obtener resultados específicos, incluyendo la precipitación y la temperatura superficiales acumuladas diariamente, velocidad y presión del viento vertical, y humedad atmosférica diaria. Estos resultados fueron simulados por 22 modelos climáticos, para los años 1950 a 2100, en un escenario en el que hay emisiones de CO2 relativamente elevadas.

El equipo analizó los resultados de cada uno de los 22 modelos a nivel regional, cuadrícula por cuadrícula. Cada modelo simula las condiciones climáticas dividiendo el mundo en una cuadrícula, con el lado de cada celda de la cuadrícula que mide de 100 a 200 kilómetros. Para cada celda de cada modelo, los investigadores identificaron la precipitación máxima diaria por año y la compararon con la temperatura global promedio para ese año.

Los 22 modelos predijeron que los mayores aumentos en las precipitaciones extremas ocurrirán en partes de la región asiática del monzón como India y en partes del Pacífico ecuatorial. con incrementos más moderados en América del Norte, Centroamérica, el Mediterraneo, y Australia.

O'Gorman dice que si bien el patrón espacial de cambio fue sólido en todos los modelos, la magnitud del cambio fue mucho más incierta en las regiones tropicales, y se necesitan modelos de mayor resolución para reducir esta incertidumbre.

Para ver qué estaba influyendo en la variabilidad de región a región en los aumentos de lluvia, el equipo introdujo los resultados en una fórmula basada en la física que relaciona la cantidad de precipitación superficial con los vientos verticales y la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. Ellos encontraron que en general, fueron los cambios en los vientos, y no vapor de agua, que determinó las variaciones de región a región en el cambio en la intensidad de lluvia extrema.

Expansión tropical

Los investigadores también encontraron disminuciones en las cantidades extremas de lluvia en las regiones oceánicas subtropicales. donde la atmósfera suprayacente es generalmente seca, produciendo sistemas de tormentas relativamente débiles.

"Es algo sorprendente, "Dice O'Gorman." Casi en todas partes, hay un aumento en las precipitaciones extremas, a excepción de estas regiones oceánicas ".

Sugiere que esto puede deberse en parte a la expansión en curso de los trópicos, y los cambios asociados a un sistema de circulación atmosférica conocido como célula de Hadley, en el que el aire se eleva cerca del ecuador y desciende más hacia los polos. A medida que el clima se ha calentado en las últimas décadas, Los investigadores han notado que el clima en el ecuador se ha extendido hacia los polos, creando un cinturón tropical mucho más amplio. A medida que los trópicos y la célula de Hadley continúan expandiéndose, esto afectaría el patrón de precipitación extrema, especialmente en los subtrópicos.

"Los subtrópicos son generalmente secos, y si mueves la región del aire descendente hacia el polo, obtendría algunas regiones con aumentos, y otros con disminuciones [en lluvias extremas], "Dice O'Gorman." Sin embargo, encontramos que esto sólo explica la mitad de las disminuciones de los cambios en los vientos, por lo que sigue siendo un misterio por qué se produce una disminución en los extremos de precipitación allí ".

O'Gorman está investigando actualmente si la duración de los eventos de lluvia extrema cambia con el aumento de las temperaturas, lo que podría tener implicaciones prácticas para determinar la resiliencia de los edificios y la infraestructura.

"Dado un evento de precipitación extrema, Cuánto dura, decir en horas, ¿Y ese tiempo cambia con el calentamiento climático? ", dice O'Gorman." Creemos que la intensidad de un evento cambia, y si la duración también cambia, eso también podría ser significativo ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.