Un nuevo modelo muestra que las olas de calor en Europa han aumentado tanto en frecuencia como en extensión espacial durante el siglo pasado.

El uso de un conjunto de datos de observación de 100 años y las últimas técnicas para modelar los extremos climáticos ha revelado la dinámica en evolución de las olas de calor en Europa bajo la influencia del cambio climático.

Las olas de calor pueden tener impactos catastróficos en los humanos, asentamientos y medio ambiente. Pueden causar enfermedad o muerte, particularmente para los frágiles o ancianos, y desencadenar incendios forestales que destruyen propiedades y grandes extensiones de desierto.

Comprender el comportamiento de estos eventos de temperaturas extremas en el espacio y el tiempo es importante para planificar y gestionar el riesgo presente y futuro. Sin embargo, la mayoría de los modelos para predecir futuras olas de calor se basan en resultados de simulación de modelos climáticos, no observaciones directas, y utiliza modelos inflexibles que pueden no captar con precisión la relación de dependencia entre ubicaciones asociadas espacialmente en condiciones extremas.

Raphaël Huser y Peng Zhong del Grupo de Investigación de Estadísticas Extremas de KAUST, en colaboración con Thomas Opitz del Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Francia, Alimentación y Medio Ambiente, ahora han desarrollado un enfoque de modelado que utiliza registros de observación para desentrañar con mayor precisión la dinámica de los eventos de calor extremo.

"Nuestro grupo está interesado en construir modelos matemáticamente sólidos para evaluar el riesgo asociado con el cambio climático, "dice Zhong". En este estudio, analizamos específicamente el impacto del cambio climático en las olas de calor en Europa y desarrollamos un modelo para evaluar la extensión espacial de las olas de calor mediante el modelado flexible y la estimación de su fuerza de dependencia variable en el tiempo ".

El problema con los modelos estadísticos existentes es que son buenos para capturar condiciones comunes o prevalentes, pero no tienen la flexibilidad estadística para capturar con precisión eventos extremos raros como olas de calor o lluvias extremas. El grupo KAUST ha desarrollado una gama de técnicas estadísticas que abordan directamente este problema de valores extremos.

"Nuestro modelo 'máximo-infinitamente divisible' es lo suficientemente flexible como para describir la estructura de dependencia entre valores de alta temperatura, ", dice Zhong." Lo usamos para derivar el rango efectivo de dependencia extrema, que es cuando la distancia a la que la probabilidad de que ocurran eventos extremos juntos en dos ubicaciones se vuelve insignificante ".

La ejecución de su modelo para grandes conjuntos de datos espaciales también requirió que el equipo implementara su código en la plataforma de supercomputación IBEX de KAUST. Utilizando un enorme conjunto de datos de temperatura de 100 años que abarca una gran franja de Europa central, el modelo reveló nuevos conocimientos sobre cómo han cambiado las olas de calor durante el siglo pasado.

"Nuestros resultados proporcionan evidencia estadística de que la extensión espacial de las olas de calor en Europa se está expandiendo y la frecuencia de las olas de calor también ha aumentado en los últimos cien años, ", dice Zhong." Ahora estamos considerando aplicar nuestra metodología para evaluar el riesgo de inundaciones en las principales cuencas fluviales de todo el mundo ".