Nuevas simulaciones de supercomputadoras realizadas por científicos climáticos en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) han demostrado que el cambio climático intensificó la cantidad de lluvia en huracanes recientes como Katrina, Irma y María entre un 5 y un 10 por ciento. Descubrieron además que si esos huracanes ocurrieran en un mundo futuro más cálido que el presente, esas tormentas tendrían aún más lluvias y vientos más fuertes.

El estudio, "Influencias antropogénicas en los principales eventos de ciclones tropicales, "se publicará el 15 de noviembre en la revista Naturaleza . Para llegar a sus conclusiones, los investigadores del Berkeley Lab, Christina Patricola y Michael Wehner, modelaron 15 ciclones tropicales históricos, o huracanes, como se les llama en el Atlántico, y los simuló en varios escenarios climáticos pasados ​​y futuros proyectados. El propósito del estudio fue examinar cómo el calentamiento causado por las actividades humanas puede haber impactado estas tormentas y podría afectar tormentas similares en el futuro.

"Ya estamos empezando a ver factores antropogénicos que influyen en la lluvia de ciclones tropicales, "dijo Patricola, científico del Área de Ciencias Ambientales y de la Tierra de Berkeley Lab y autor principal del estudio. "Y nuestras simulaciones indican claramente que a medida que pasa el tiempo podemos esperar ver aumentos aún mayores en las precipitaciones".

Patricola eligió 15 ciclones tropicales que se han producido durante la última década en todo el mundo, incluido el Atlántico, Pacífico, y los océanos Índico, y realicé simulaciones climáticas de alta resolución de esas tormentas en diferentes escenarios, factores variables como la temperatura del aire y del océano, humedad, y concentraciones de gases de efecto invernadero. "Es difícil desentrañar cómo el cambio climático puede estar influyendo en los ciclones tropicales usando solo observaciones porque los registros antes de la era de los satélites son incompletos y la variabilidad natural en los ciclones tropicales es grande, " ella dijo.

Dividió el estudio en dos partes, uno para analizar los efectos del cambio climático hasta ahora, y el segundo para proyectar hacia el futuro, comprender cómo varios niveles de calentamiento global podrían cambiar la intensidad de los ciclones tropicales y las precipitaciones.

Descubrió que un clima más cálido ya ha hecho que las lluvias sean más intensas, entre un 5 y un 10 por ciento, pero hasta ahora no ha impactado apreciablemente la velocidad del viento en los huracanes considerados en este estudio. Sin embargo, si el clima continúa calentándose, las velocidades máximas del viento podrían aumentar hasta en 25 nudos, o alrededor de 29 mph.

Método de atribución 'Hindcast'

Los investigadores utilizaron lo que Wehner, un experto en clima extremo en la División de Investigación Computacional de Berkeley Lab, llama al método de atribución hindcast, que describe como lo mismo que un pronóstico, excepto que el evento ya ha ocurrido "por lo que potencialmente tiene más información para usar".

Wehner y Patricola usaron el mismo método el año pasado en un análisis de una severa tormenta en Colorado en 2013 que causó inundaciones récord. "Ciertamente, puede utilizar su juicio experto de una mejor manera después del hecho, ", dijo." Así que simulas el evento en el mundo que fue, seguido de la simulación de una tormenta contrafactual en un mundo que podría haber sido si los humanos no hubieran modificado el sistema climático ".

Por ejemplo, modelando el huracán Katrina en un clima preindustrial y nuevamente en las condiciones actuales, y tomando la diferencia entre los resultados, los investigadores pueden determinar qué se puede atribuir al calentamiento antropogénico. Sin embargo, el diseño del estudio no permitió a los investigadores examinar la cuestión de si los huracanes serán más frecuentes, o si se moverán de manera diferente, como la forma en que el huracán Harvey se estancó durante varios días en Houston.

Wehner también advierte que solo se utilizó un modelo climático (el modelo de investigación y pronóstico del tiempo, desarrollado por el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas), y esa confianza aumentará cuando los resultados se repitan en otros modelos.

Mas lluvia, vientos más fuertes

Además del escenario preindustrial, Patricola y Wehner también simularon los ciclones tropicales que ocurren en tres escenarios climáticos futuros, conocido como RCP4.5, RCP6.0, y RCP8.5, cada uno representa niveles crecientes de emisiones de gases de efecto invernadero y calentamiento global. Desde principios del siglo XX, las temperaturas medias globales de la superficie han aumentado alrededor de 1 grado Celsius; en RCP8.5, el escenario más extremo, Se espera que las temperaturas aumenten de 3 a 4 grados.

Descubrieron que las precipitaciones podrían aumentar entre un 15 y un 35 por ciento en los escenarios futuros. La velocidad del viento aumentó hasta en 25 nudos, aunque la mayoría de los huracanes vieron incrementos de 10 a 15 nudos. "El hecho de que casi todos los 15 ciclones tropicales respondieron de manera similar da confianza en los resultados, Patricola dijo.

Otro hallazgo interesante fue que la estructura de las tormentas puede cambiar donde la lluvia es más intensa en el ojo del huracán pero menos intensa en los bordes exteriores. "En un mundo más cálido, la parte interior de la tormenta está robando la humedad de la parte exterior de la tormenta, ", Dijo Wehner.

Las simulaciones climáticas a largo plazo de última generación se están acercando a resoluciones de 25 kilómetros y más finas, que pueden representar a grandes rasgos ciclones tropicales. Sin embargo, características importantes a escala más fina, como los clústeres de nubes, solo se pueden aproximar a esa escala, con implicaciones desconocidas para las proyecciones climáticas. Esto motivó al equipo de Berkeley Lab a ejecutar sus simulaciones a una resolución de 4,5 kilómetros, lo que permitió alguna representación de los clústeres de nubes. Descubrieron que la escala espacial más fina no alteraba los aspectos cualitativos de sus conclusiones.

"Descubrimos que las influencias del cambio climático en el viento y las precipitaciones del huracán Katrina son insensibles a la resolución del modelo entre 3 km y 25 km, Patricola dijo. "Esta es una buena noticia porque sugiere que podemos confiar más en las proyecciones de los modelos climáticos globales en resoluciones de al menos 25 km". que se están volviendo más comunes ".

Con 15 huracanes simulados en cinco escenarios climáticos, cada uno repetido 10 veces, el estudio utilizó millones de horas de computación en la supercomputadora Cori en el Centro Nacional de Computación Científica de Investigación de Energía de Berkeley Lab. "NERSC fue absolutamente crucial para poder realizar esta investigación, ", Dijo Patricola." Algunos estudios han analizado cómo las tormentas individuales pueden haber cambiado debido al cambio climático. Una de las cosas importantes de este estudio es que pudimos utilizar el mismo modelo climático y metodología para 15 tormentas, lo que nos permite evaluar la solidez de los resultados, y nunca se había hecho antes ".

Patricola enfatiza la importancia de utilizar tanto las observaciones como los modelos climáticos para comprender el sistema climático. Varios estudios, incluyendo uno de Berkeley Lab publicado el año pasado en Cartas de investigación geofísica , encontró que el cambio climático aumentó las precipitaciones del huracán Harvey, basado en análisis estadístico de observaciones. "Cuando ambos enfoques están de acuerdo, podemos tener más confianza en los resultados, ", dijo." Los científicos están llegando a un consenso de que el calentamiento global conducirá a un aumento de las precipitaciones de los ciclones tropicales. Una de las incertidumbres restantes es cuánto ".