¿Cómo se verían los patrones climáticos de hoy en un clima más cálido, atmósfera más húmeda:¿un cambio esperado presagiado por el cambio climático?

La investigadora de la Universidad Estatal de Colorado, Kristen Rasmussen, ofrece una nueva perspectiva sobre esta pregunta, específicamente, cómo serían diferentes las tormentas eléctricas en un mundo más cálido.

El profesor asistente de ciencias atmosféricas trabaja en la interfaz del tiempo y el clima. Ella es la autora principal de un nuevo artículo en Dinámica climática que detalla simulaciones climáticas de alta resolución en los Estados Unidos continentales. Sus resultados sugieren que las tormentas eléctricas extremas, o lo que los científicos atmosféricos llaman sistemas convectivos, aumentará en frecuencia en un escenario de clima más cálido. Este cambio sería causado por cambios fundamentales en las condiciones termodinámicas de la atmósfera.

Para el estudio, Rasmussen empleó un nuevo y poderoso conjunto de datos desarrollado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Boulder, Colorado, donde Rasmussen completó su trabajo postdoctoral antes de unirse a la facultad de CSU en 2016.

Los científicos generaron el enorme conjunto de datos ejecutando el modelo de pronóstico e investigación meteorológica de NCAR a una resolución extremadamente alta de aproximadamente 4 kilómetros (aproximadamente 2,5 millas), en todo el territorio contiguo de EE. UU. Los modelos climáticos típicos solo se resuelven en aproximadamente 100 kilómetros (aproximadamente 62 millas), lo que no es ni mucho menos el detalle disponible en el nuevo conjunto de datos. En los nuevos datos se incluyen procesos en la nube a menor escala que los disponibles en modelos climáticos anteriores.

Usando el conjunto de datos y colaborando con los investigadores de NCAR, Rasmussen dirigió el análisis de simulaciones climáticas detalladas. La primera simulación de control incluyó patrones climáticos de 2000 a 2013. La segunda simulación superpuso esos mismos datos meteorológicos con una técnica de "pseudo calentamiento global" utilizando un escenario aceptado que supone un aumento de 2 a 3 grados en la temperatura promedio, y una duplicación del dióxido de carbono atmosférico.

"Cuando comparamos la población convectiva actual con la del futuro, descubrimos que las tormentas de débiles a moderadas disminuyen en frecuencia, mientras que las tormentas más intensas aumentan en frecuencia, ", Dijo Rasmussen." Esto es una indicación de un cambio en la población convectiva, y nos da una idea de cómo los cambios en el clima pueden afectar la ocurrencia de tormentas eléctricas ".

Para explicar este hallazgo, El estudio también mostró que, si bien la cantidad de energía disponible para la convección aumenta en un clima más cálido y húmedo, la energía que inhibe la convección también aumenta. Las relaciones de estos cambios proporcionan una explicación termodinámica para el aumento o la disminución del número de tormentas.

Los modelos climáticos actuales no tienen en cuenta adecuadamente los procesos de la nube y han hecho suposiciones sobre su comportamiento. De hecho, nube y mesoescala, o mediana escala, Los procesos en la atmósfera se encuentran entre las mayores incertidumbres en los modelos climáticos actuales, Dijo Rasmussen.

"Ahora que los modelos climáticos globales se están ejecutando a mayor resolución, necesitan más información sobre los procesos físicos de las nubes, para comprender mejor todas las ramificaciones del cambio climático, ", dijo." Esta fue una de las motivaciones detrás del estudio ".

En el estudio de Rasmussen, El comportamiento de las nubes se definió de manera más realista utilizando datos resueltos en bloques de 4 kilómetros. Eso significaba que podía resolver características topográficas como las Montañas Rocosas y permitir que las tormentas eléctricas se desarrollaran de forma natural en su entorno. Su estudio explicó la propagación de tormentas organizadas, y también incluyó ciclos de precipitación diarios correctos en los EE. UU., ninguno de los cuales está representado con precisión en los modelos climáticos actuales.

NCAR planea más simulaciones climáticas que incluyen detalles a escala aún más fina de los procesos climáticos. Rasmussen espera realizar estudios de seguimiento que tengan en cuenta los cambios en la trayectoria de la tormenta, que no se reflejó en su estudio más reciente.