Un equipo de científicos ha descubierto con éxito la influencia del cambio climático causado por el hombre en las precipitaciones invernales durante gran parte del siglo pasado. mostrando que el clima cálido está alterando significativamente las lluvias y nevadas invernales en todo el hemisferio norte.

El estudio, dirigido por científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR), utilizó un enfoque innovador que se basó en observaciones de precipitación y patrones de circulación atmosférica a gran escala, junto con técnicas estadísticas y simulaciones climáticas por computadora. Esto permitió al equipo de investigación identificar la cantidad de precipitación mensual promedio en regiones específicas de América del Norte y Eurasia que cayó como resultado de los impactos humanos en el clima. en lugar de la variabilidad natural.

"Pensé que esto era bastante revelador, "dijo la científica principal de NCAR, Clara Deser, coautor del estudio. "Nuestra investigación demuestra que el cambio climático causado por el hombre ha afectado claramente a las precipitaciones durante los últimos 100 años".

Los resultados muestran que el aumento de las temperaturas asociadas con las emisiones humanas de gases de efecto invernadero provocó un aumento notable de las precipitaciones durante el invierno en las regiones del norte de Eurasia y el este de América del Norte desde 1920.

El trabajo puede señalar el camino hacia estudios más detallados sobre la influencia del cambio climático en los cambios de precipitación durante todo el año. Se prevé que la precipitación a nivel mundial aumente en un promedio de 1 a 2% por grado Celsius adicional debido a que una atmósfera más cálida contiene más vapor de agua. Pero los cambios locales pueden ser muy variables, con algunas regiones volviéndose más secas y otras mucho más húmedas.

El estudio, por científicos de NCAR, Universidad de Lanzhou en China, y la Universidad de Toulouse en Francia, fue publicado en la revista AGU Cartas de investigación geofísica . Fue financiado en parte por la National Science Foundation, que es el patrocinador de NCAR.

Restando la influencia de la variabilidad natural

Durante años, los científicos han realizado estudios de atribución para determinar hasta qué punto los cambios en los patrones climáticos pueden atribuirse a la influencia humana en el clima. Usando modelos de computadora y observaciones, Equipos de investigadores nacionales e internacionales han demostrado repetidamente que el calentamiento global de las temperaturas desde la década de 1950 se debe en gran medida a las emisiones sociales de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero que atrapan el calor.

Pero determinar el papel de los gases de efecto invernadero en las tendencias de precipitación de un siglo en todos los continentes es un gran desafío, debido a que la precipitación se ve afectada por condiciones climáticas localizadas y variables, lo que dificulta discernir los cambios a largo plazo en medio del ruido de los cambios meteorológicos diarios y anuales. Los científicos se han basado anteriormente en un gran número de simulaciones de modelos climáticos para tratar de detectar la señal de las tendencias de precipitación a largo plazo.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron observaciones, en lugar de modelos climáticos, para determinar la influencia de un clima cambiante en las precipitaciones. Básicamente, redujeron la pregunta a un problema de resta:si elimina la cantidad de precipitación causada por la variabilidad natural, entonces la diferencia entre eso y lo que realmente cayó probablemente se pueda atribuir al impacto de la sociedad sobre el clima.

Los científicos recurrieron a un enfoque innovador conocido como ajuste dinámico. Consistió en aplicar técnicas estadísticas a las observaciones de patrones de circulación a gran escala en la atmósfera para cada mes de invierno desde 1920 hasta 2015. Estos patrones de circulación, como la ubicación de sistemas de alta y baja presión en América del Norte y Eurasia, ocurren independientemente de la acumulación de gases de efecto invernadero que atrapan el calor.

Al agregar todos los patrones de circulación, los investigadores pudieron estimar la cantidad típica de precipitación que caería cuando ocurriera un patrón de circulación particular. Luego, el equipo comparó los resultados con las mediciones de la precipitación que realmente cayó. La diferencia entre los dos —la cantidad de precipitación que se asociaría con los patrones de circulación a gran escala en condiciones naturales y las tendencias de precipitación reales— reveló la influencia del cambio climático.

Los resultados mostraron que el calentamiento del clima ha provocado un aumento de las precipitaciones durante el invierno en el noreste de América del Norte. así como una pequeña región del noroeste de América del Norte. El cambio climático también ha contribuido a un aumento de las precipitaciones en gran parte del noroeste y centro norte de Eurasia.

A diferencia de, el estudio indicó que el cambio climático puede haber tenido una influencia secante en partes del centro y suroeste de América del Norte, aunque no lo suficiente para compensar la variabilidad natural, y en gran parte del sur de Eurasia. Sin embargo, los autores advirtieron que los resultados para esas regiones fueron menos pronunciados y no estadísticamente significativos.

Deser y sus colegas se centraron en el invierno porque las precipitaciones durante esa época del año son impulsadas por patrones atmosféricos amplios que son más fáciles de ver en los datos que las condiciones localizadas que afectan las precipitaciones de verano. como la humedad del suelo y tormentas eléctricas individuales. Se concentraron en el hemisferio norte porque contiene muchas más mediciones de precipitación que el hemisferio sur.

Los resultados estuvieron de acuerdo con las simulaciones de modelos climáticos de cambios en la precipitación inducidos por el hombre, proporcionando una verificación independiente de los modelos.

"Los científicos recurrieron anteriormente a modelos climáticos en busca de respuestas. Aquí, los modelos climáticos aparecen solo al final para confirmar lo que extrajimos de las observaciones de forma independiente, "dijo el científico de NCAR Flavio Lehner, coautor del estudio. "Creo que este es el gran avance científico de este trabajo".

Lehner y Deser utilizaron la misma técnica en un estudio separado, publicado en Cartas de investigación geofísica el año pasado, para mostrar que el secado reciente en el suroeste de los EE. UU. se debe en gran medida a la variabilidad natural.

Evidencia de apoyo de estudios internacionales

El nuevo estudio se basó en información detallada, conjuntos de datos internacionales de mediciones históricas de precipitación y patrones de circulación atmosférica. También se basó en dos conjuntos de datos de simulaciones climáticas globales. Uno, conocido como el Gran Conjunto, utilizó el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario (CESM) basado en NCAR para crear 40 simulaciones del clima global a partir de 1920, cada una con condiciones iniciales ligeramente diferentes. El otro consistió en simulaciones de 37 modelos climáticos líderes en el mundo, incluido el CESM, que se utilizaron para un proyecto internacional de investigación climática conocido como Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados 5 (CMIP5).

Los hallazgos apoyan los estudios internacionales que han utilizado poderosos modelos climáticos para tratar de discernir la influencia de los gases de efecto invernadero. Por ejemplo, el proyecto CMIP5 mostró un patrón similar de tendencias de precipitación debido al cambio climático. Esa investigación se basó completamente en simulaciones por computadora, y sus resultados fueron menos detallados que el nuevo estudio.

"Cuando vimos cuán bien nuestro enfoque, que se basa completamente en datos de observación, acordado con los modelos climáticos, nos sorprendió porque estas son dos formas independientes de ver el cambio climático, "Dijo Deser." El grado de acuerdo tanto con la amplitud como con los patrones espaciales del cambio de precipitación fue realmente impresionante ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.