Los científicos del clima han sabido durante décadas que el cambio climático implica más que temperaturas más altas. Los niveles del mar están subiendo Los incendios forestales están ardiendo y las sequías están disminuyendo los suministros de agua en todo el mundo.

Eventos climáticos extremos, como huracanes y tormentas eléctricas, es probable que empeoren también. Pero para predecir cuánto cambiarán estas tormentas en un mundo más cálido, necesitamos entender cómo funcionan en el clima actual.

Dan Chavas, profesor asistente de ciencias atmosféricas en la Universidad de Purdue, está tratando de resolver ese dilema.

"Cuando la gente pregunta cómo cambiarán las tormentas en el futuro, mi pregunta es, '¿Qué tan bien entendemos cómo funciona ese fenómeno en el clima en general?' ", Dijo." A veces se omite ese paso intermedio. Si no tiene una comprensión básica de la relación entre el clima y cualquier tipo de tormenta que esté viendo, es difícil decir que podría responder a la pregunta sobre el cambio climático ".

A pesar de causar cientos de muertes y miles de millones de dólares en daños cada año en los EE. UU., hay muchas cosas sobre los huracanes que todavía no entendemos. Localización, temperatura de agua, La presión y la circulación de las nubes juegan un papel en la severidad final de la tormenta. pero no está del todo claro cómo funcionan juntos.

Los investigadores aún no comprenden qué determina el tamaño de un huracán, cualquiera. Las tormentas pueden ser muy grandes o muy pequeñas y tienen la misma velocidad máxima del viento. Como experto en la física del clima extremo, Gran parte del trabajo de Chavas hasta la fecha se ha centrado en qué controla el tamaño de un huracán y cómo cambia la velocidad del viento en función de la distancia desde el centro de la tormenta.

Más recientemente, ha comenzado a tratar de determinar qué establece la frecuencia con la que se forman los huracanes. Hay alrededor de 90 tormentas tropicales en la Tierra cada año, pero nadie sabe realmente qué gobierna ese número.

"Esta es una gran pregunta abierta en nuestro campo:no sabemos por qué no hay nueve o 900, ", Dijo Chavas." Estoy investigando la formación de huracanes para averiguar por qué aparecen donde lo hacen, lo que gobierna la frecuencia, y cómo eso varía con la latitud y, en general, con el espacio y el tiempo ".

Chavas usa modelos de computadora para simular tormentas en la Tierra. En su investigación, a menudo compara dos versiones del planeta, una que se parece mucho a la Tierra real, y una versión muy simplificada donde la tierra no existe, los océanos cubren el planeta por completo y el sol brilla igual en todas partes.

En este imaginario mundo sin complicaciones, hay miles de ciclones tropicales.

"Tienen muchas propiedades interesantes que son potencialmente muy relevantes para el mundo real, ", Dijo Chavas." Como un biólogo usa un ratón o una mosca de la fruta como campo de prueba experimental, utilizamos una versión simplificada de la Tierra. Podemos manipular lo que sucede allí:hacer que el mundo gire el doble de rápido, o hacerlo más grande o más pequeño, y probar la teoría ".

Para obtener una muy buena estimación de cómo cambiará el clima extremo en el futuro, Los investigadores necesitarían una comprensión física de cómo funcionan estos fenómenos junto con las simulaciones de pronóstico, para observar ambos simultáneamente y ver si coinciden.

Pero la tensión entre la teoría de la física y los fenómenos del mundo real en la ciencia del tiempo y el clima dificulta esto. Muchos físicos trabajan en entornos que son más simples que el sistema climático real, a veces tanto que sus resultados no se aplican al mundo real.

Por otra parte, la previsión meteorológica tiende a estar orientada a la práctica. Muchos meteorólogos se centran en crear pronósticos precisos, y si pueden hacer eso, ven menos necesidad de comprender la física subyacente. Al llevar los hallazgos de su investigación del mundo simplificado al mundo real, Chavas está cerrando esta brecha.

"Siempre podemos simular el clima en el futuro, pero ayuda mucho si tenemos teorías para entender cómo funcionan los fenómenos meteorológicos y cómo surgen en un sistema que se extiende a cualquier clima, ", dijo." Si sabemos cómo cambiarán las cosas, ya sea que el clima sea 10 grados más cálido o 10 grados más frío, o si se altera algún otro aspecto del sistema climático, entonces finalmente podemos decir que lo entendemos muy bien ".

Tener el poder de la computadora para ejecutar un modelo climático global que resuelve tormentas más pequeñas se convirtió en una realidad solo en la última década. Los modelos climáticos pueden predecir los cambios en las precipitaciones bastante bien, pero a medida que avanzan hacia huracanes y tornados, estos sistemas de menor escala se vuelven más difíciles de resolver. Los modelos utilizados por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, el organismo de las Naciones Unidas que elabora informes periódicos de evaluación del cambio climático, no incluye tornados en absoluto.

Sin grandes modelos climáticos para proporcionar predicciones precisas de condiciones meteorológicas adversas, Chavas ha vuelto su enfoque más cercano a casa, en las Montañas Rocosas.

"Una hipótesis que ha estado flotando en la comunidad científica durante mucho tiempo dice que hay un punto caliente para tormentas eléctricas severas y tornados en América del Norte, ", dijo." La idea es que tener las Montañas Rocosas al oeste y el Golfo de México al sur crea un ambiente propicio para eventos climáticos extremos ".

Si las montañas son esenciales para la formación de tormentas, luego, eliminarlos debería eliminar el clima severo (según la hipótesis). Hipotéticamente en un planeta completamente cubierto de agua, no habría tormentas eléctricas severas.

Chavas ha comenzado recientemente a probar estas suposiciones en modelos climáticos donde manipula estas características en una Tierra imaginaria. Espera publicar resultados preliminares sobre esto en los próximos meses.

"¿Qué características son esenciales para la formación de un clima severo, y cómo podría depender la magnitud de las tormentas eléctricas y la actividad de los tornados de los aspectos de las montañas, ¿O la relación entre dónde están la montaña y los cuerpos de agua? ", dijo." La mayoría de las investigaciones hasta la fecha solo consideran nuestra configuración actual de la topografía y las superficies terrestres de América del Norte, a partir de los cuales podemos hacer suposiciones sobre cómo eso da lugar a un clima severo en la Tierra. Pero hasta que hagamos experimentos en los que cambiemos esos parámetros, no estaremos seguros de entender muy bien estos sistemas ".