“Sobre la base de datos observacionales, la crisis climática… aún no es evidente”: Estudio

Estudio publicado en The European Physical Journal Plus, el día 13 de enero de 2022: “Este artículo revisa la bibliografía reciente sobre series temporales de algunos eventos meteorológicos extremos y los indicadores de respuesta relacionados para comprender si es detectable un aumento en la intensidad y/o frecuencia. Los cambios globales más sólidos en los extremos climáticos se encuentran en los valores anuales de las olas de calor (número de días, duración máxima y calor acumulado), mientras que las tendencias globales en la intensidad de las olas de calor no son significativas. La intensidad de las precipitaciones diarias y la frecuencia de las precipitaciones extremas son estacionarias en la parte principal de las estaciones meteorológicas. El análisis de tendencias de las series temporales de ciclones tropicales muestra una invariancia temporal sustancial y lo mismo ocurre con los tornados en los EE. UU. Al mismo tiempo, el impacto del calentamiento en la velocidad del viento en la superficie sigue sin estar claro. El análisis se extiende luego a algunos indicadores de respuesta global a eventos meteorológicos extremos, a saber, desastres naturales, inundaciones, sequías, productividad de los ecosistemas y rendimientos de los cuatro cultivos principales (maíz, arroz, soja y trigo). Ninguno de estos indicadores de respuesta muestra una clara tendencia positiva de eventos extremos. En conclusión, sobre la base de datos observacionales, la crisis climática que, según muchas fuentes, estamos viviendo hoy, aún no es evidente. No obstante, sería de suma importancia definir estrategias de mitigación y adaptación que tengan en cuenta las tendencias actuales.”

Autor correspondiente Correspondencia a Gianluca Alimonti.

Una evaluación crítica de las tendencias de los eventos extremos en tiempos de calentamiento global.

Alimonti, G., Mariani, L., Prodi, F. et al. Una evaluación crítica de las tendencias de eventos extremos en tiempos de calentamiento global. EUR. física J. Plus 137, 112 (2022). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-02243-9

Extractos:

Introducción

La temperatura promedio de la superficie de nuestro planeta ha aumentado aproximadamente un grado centígrado desde la era preindustrial y varios estudios destacan las variaciones en la cobertura de nubes, la precipitación, la humedad relativa y la velocidad del viento. Este artículo revisa la bibliografía reciente sobre algunos eventos climáticos extremos comparándolos con series temporales para comprender si se encuentra un aumento en la intensidad y/o frecuencia.

Siguiendo la definición del AR5 del IPCC [ 1 ], los eventos climáticos extremos son eventos raros en un lugar y una época del año en particular. Las definiciones de evento raro varían, pero un evento meteorológico extremo normalmente sería tan raro o más raro que el percentil 10 o 90 de una función de densidad de probabilidad estimada a partir de las observaciones. […].

Observaciones de fenómenos meteorológicos extremos

Hablando de eventos climáticos extremos, es importante subrayar la diferencia entre evidencia estadística de exceso de eventos, con determinada característica, y cálculo probabilístico de atribución antropogénica de eventos extremos: los dos aspectos tienen estatus epistemológicos muy diferentes.

Mientras que la evidencia estadística se basa en observaciones históricas y trata de resaltar las diferencias entre estas y las observaciones recientes o posibles tendencias en función del tiempo, la atribución antropogénica versus natural del origen de un fenómeno se basa en modelos probabilísticos y depende de simulaciones que difícilmente reproduce las variables macro y microfísicas involucradas en él. Por ejemplo, la velocidad del viento medida por las estaciones meteorológicas terrestres de superficie durante 1973–2019 muestra una tendencia ligeramente negativa para todas las regiones del mundo en la frecuencia de los vientos extremos (velocidad > 10 m/s). […].

En general, según lo informado por el IPCC [ 6 ], los cambios globales más sólidos en los extremos climáticos se encuentran en las mediciones diarias de temperatura, incluidas las olas de calor. El análisis global realizado por Perkins-Kirkpatrick y Lewis [ 7] mostró para el período 1951–2017 un aumento significativo en los valores anuales de los días de olas de calor, la duración máxima de las olas de calor y el calor acumulado, mientras que las tendencias globales de intensidad de las olas de calor no son significativas. Los extremos de precipitación también parecen estar aumentando, pero existe una gran variabilidad espacial y las tendencias observadas en las sequías aún son inciertas, excepto en algunas regiones. Desde la década de 1970 se han observado fuertes aumentos aparentes en la frecuencia y la actividad de los ciclones tropicales en el Atlántico Norte. Existe evidencia limitada de cambios en los extremos asociados con otras variables climáticas desde mediados del siglo XX.

Si bien el aumento en la frecuencia y persistencia de las olas de calor puede explicarse fácilmente por el aumento de las temperaturas globales, el aumento observado en los ciclones tropicales en el Atlántico Norte, además de tener razones poco claras como afirma el IPCC [ 6 ], parece ser un fenómeno local y sustancialmente debido a un mejor reporte apoyado por la NOAA y como veremos mejor en el párrafo dedicado a este tipo de fenómenos. En otras áreas del planeta se observa una disminución de los mismos fenómenos y en otras aún no se observa ninguna tendencia, llevando esencialmente las evaluaciones globales a una sustancial invariancia temporal.

Con respecto al aparente aumento de los daños económicos causados ​​por eventos extremos, una vez más el IPCC [ 8 ] toma una posición muy cautelosa, argumentando que el aumento en la exposición de las personas y los recursos económicos ha sido la principal causa del aumento a largo plazo de los daños económicos. Pérdidas debido a desastres meteorológicos y climáticos. Las tendencias a largo plazo en las pérdidas por desastres, normalizadas para tener en cuenta el aumento de la riqueza y la población, no se han atribuido hasta ahora al cambio climático, pero hasta ahora no se ha descartado que el cambio climático pueda haber influido.

Un estudio detallado sobre la correlación entre vulnerabilidad y riqueza [ 9 ] concluye que “Los resultados muestran una clara tendencia decreciente tanto en la vulnerabilidad humana como económica, con tasas promedio globales de mortalidad y pérdidas económicas que se han reducido en 6,5 y casi 5 veces, respectivamente, desde 1980–1989 a 2007–2016. Además, mostramos una clara correlación negativa entre la vulnerabilidad y la riqueza, que es más fuerte en los niveles de ingresos más bajos”.

huracanes

Un ciclón tropical (Alias ​​huracán) es una tormenta de rotación rápida que se origina sobre los océanos tropicales de donde extrae la energía para desarrollarse. Tiene un centro de baja presión y nubes que giran en espiral hacia la pared del ojo que rodea el «ojo», la parte central del sistema donde el clima normalmente es tranquilo y libre de nubes. Su diámetro es típicamente alrededor de 200 a 500 km, pero puede alcanzar los 1000 km. Un ciclón tropical trae vientos muy violentos, lluvias torrenciales, olas altas y, en algunos casos, marejadas ciclónicas muy destructivas e inundaciones costeras. Los vientos soplan en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Los ciclones tropicales por encima de cierta fuerza reciben nombres en interés de la seguridad pública. En los últimos 50 años, casi 2000 desastres se han atribuido a ciclones tropicales,10 ].

Históricamente, alrededor del 60 % de todos los daños económicos causados ​​por desastres en todo el mundo son consecuencia de huracanes en los EE. UU. [ 12 ], y más del 80 % de estos daños provienen de grandes huracanes. Por lo tanto, no sorprende que los huracanes capten el interés y la atención. Debido a su aterrador potencial destructivo, tampoco sorprende que los huracanes sean un elemento central en el debate sobre las políticas de mitigación y adaptación al cambio climático.

Hasta la fecha, las observaciones globales no muestran tendencias significativas tanto en el número como en la energía acumulada por los huracanes, como se muestra en la Fig.  1 y como se afirma en varios artículos específicos [ 13 ] para los EE. UU., que informan que la tendencia se remonta a más de Hace 160 años, o para otras regiones del mundo [ 14 , 15 ].

Tendencia histórica de la frecuencia de ciclones tropicales (arriba) y energía acumulada ([ 16 ]; datos actualizados de http://climatlas.com/tropical/ )

 

Los registros existentes de tormentas tropicales o huracanes en el Atlántico en el pasado (desde 1878 hasta el presente) muestran una pronunciada tendencia al alza; sin embargo, la densidad de informes de navegación atlántica fue relativamente baja durante las primeras décadas de este período: si las tormentas de la era moderna (después de 1965) hubieran ocurrido hipotéticamente durante esas décadas, probablemente un número considerable de tormentas no habrían sido observadas por el red de observación naval.

Por lo tanto, después de ajustar la serie temporal para tener en cuenta las capacidades de observación más pequeñas del pasado, solo queda una pequeña tendencia al alza nominalmente positiva de las tormentas tropicales desde 1878 hasta 2006. Las pruebas estadísticas indican que esta tendencia no se distingue significativamente de cero.

Además, Landsea et al. [ 18 ] señaló que la tendencia ascendente en el conteo de tormentas tropicales en el Atlántico se debe casi en su totalidad al aumento de tormentas de corta duración (< 2 días), que probablemente se pasaron por alto en las primeras partes del registro, ya que habrían tenido menos oportunidades para encuentros casuales con el tráfico de barcos.

Si observamos los huracanes en la cuenca del Atlántico, en lugar de todas las tormentas tropicales, el resultado es similar: el número de huracanes informado durante las décadas de 1860 y 1880 fue similar al actual y nuevamente no hay una tendencia positiva significativa desde ese momento. La evidencia de una tendencia al alza es aún más débil para los huracanes que golpean la costa de los EE. UU., que muestran una tendencia ligeramente negativa a partir de 1900 o finales de 1800.

Por lo tanto, la NOAA concluye que «es prematuro concluir con un alto nivel de confianza que el aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera debido a las actividades humanas ha tenido un impacto detectable en la actividad de los huracanes en la cuenca del Atlántico» [ 17 ].

Tornado

Un tornado [ 20 ] es un vórtice que se extiende hacia arriba desde muy cerca de la superficie al menos hasta la base de la nube (con la base de la nube asociada con una convección húmeda profunda, típicamente una nube cumulonimbus), que es lo suficientemente intenso en la superficie como para causar daño.

Los EE. UU. tienen una serie temporal de tornados muy larga que es adecuada para el análisis de tendencias. Como se informó en el sitio web autorizado de la NOAA [ 19 , 23 ] y también lo reiteró el IPCC en sus informes [ 8], una de las principales dificultades relacionadas con los tornados es que un evento puede insertarse en una serie temporal de tornados solo si ha sido observado directamente o si se han observado huellas de su paso (dejan impresionantes huellas de torsión en raíces y árboles). coronas o señales de tráfico). Los tornados tienen una duración muy corta y son esencialmente impredecibles; por lo tanto, si ocurre un tornado en un lugar deshabitado, es poco probable que se documente: es probable que muchos tornados significativos en los EE. UU. no hayan sido detectados ya que el área afectada por sus trayectorias estuvo escasamente poblada durante la primera parte del siglo.

Con una mayor cobertura de radar Doppler, el crecimiento de la población y una mayor atención a los informes de tornados, ha habido un aumento en la cantidad de informes de tornados en las últimas décadas. Esto puede crear la apariencia engañosa de una frecuencia creciente de tornados.

Sin embargo, al consultar la serie temporal que se muestra en la Fig.  3 [ 24 ], nos damos cuenta de que el aumento en el número de tornados desde 1950 se debe casi en su totalidad a eventos débiles (EF0-EF1 en la escala avanzada de Fujita), aquellos que en el pasados ​​que en muchos casos escapaban a la observación y que hoy son más fácilmente identificables gracias a una amplia gama de sistemas que van desde cámaras de teléfonos celulares hasta satélites y radares Doppler. Por el contrario, los tornados de fuertes a violentos (categorías EF-3 a EF-5 en la escala avanzada de Fujita), probablemente informados también antes de la era del radar Doppler, no muestran un aumento con el tiempo.

Cuando se le preguntó si el cambio climático influye en la ocurrencia de tornados, la NOAA dice que por el momento no es posible dar una respuesta y que se necesita más investigación ya que estos eventos ocurren en escalas muy pequeñas, lo que hace que las observaciones y el modelado sean un desafío.

Proyectar la influencia futura del cambio climático en estos eventos también puede ser complicado por el hecho de que algunos de los factores de riesgo pueden aumentar con el cambio climático, mientras que otros pueden disminuir.

Esto se debe a que los tornados son fenómenos meteorológicos de muy corta duración, situándose en escalas temporales de segundos y minutos y en escalas espaciales reducidas. Por el contrario, las tendencias climáticas despliegan sus efectos en lapsos de tiempo mucho más amplios (años, décadas o milenios) y afectan grandes áreas del globo.

Además, los modelos climáticos no pueden resolver tornados o tormentas eléctricas individuales. Pueden indicar cambios a gran escala en tres de los cuatro ingredientes que conducen a tormentas severas (humedad, inestabilidad y cizalladura del viento), pero contar con algunos factores favorables no garantiza tornados. Nuestra comprensión física apunta a señales mixtas: algunos ingredientes pueden aumentar (inestabilidad), mientras que otros pueden disminuir (cizalladura del viento), en un mundo más cálido. El otro ingrediente clave (levantamiento de tormentas) y, en diversos grados, la humedad, el desbocamiento y la cizalladura del viento, dependen principalmente de los patrones diarios y, a menudo, también del clima local minuto a minuto.

Precipitación global y eventos de precipitación extrema

La precipitación es un segmento clave del ciclo de energía y materia de nuestro planeta [ 25 ]. De hecho, el agua evaporada de las superficies oceánicas y transpirada por la vegetación terrestre absorbe grandes cantidades de energía en forma de calor latente y es un transportador fundamental para el transporte zonal y meridional de energía [ 26 ]. Además, el vapor de agua es el principal gas de efecto invernadero siendo responsable del 51% de todo el efecto invernadero de nuestro planeta [ 27 ]. En este contexto, la precipitación libera la energía transportada por la atmósfera y al mismo tiempo modula el efecto invernadero actuando sobre el tiempo de residencia del vapor de agua en la atmósfera [ 28 ].

Los conjuntos de datos de observación globales indican un aumento en la precipitación anual total que, a primera vista, parece consistente con el aumento de las temperaturas globales y el consiguiente aumento del agua precipitable almacenada en el reservorio atmosférico. Para respaldar este juicio, se analizó la serie temporal anual de precipitación global de 1901 a 2018 del conjunto de datos Hadex3 de precipitación terrestre cuadriculada [ 29 ] derivado de observaciones in situ diarias: el diagrama en la Fig.  4 muestra que la precipitación global está aumentando desde aproximadamente 1970.

Dado este aumento de la precipitación total anual, es importante preguntarse si se ha traducido en un aumento de los eventos extremos de precipitación con un efecto similar al registrado por las olas de calor que aumentaron en frecuencia debido al aumento de las temperaturas globales.  […] Con respecto a la intensidad de los eventos de precipitación diaria extrema, Papalexiou y Montanari [ 34 ] analizaron los eventos de precipitación extrema entre 1964 y 2013 en un total de 8730 estaciones. El análisis muestra un aumento de intensidad en el 12,9% (entre 11,7 y 13,9%) de las estaciones a nivel global y una caída en 9,8% (entre 9 y 11,4%), mientras que el 77,3% de estaciones no muestran tendencias significativas.

Estos datos confirman sustancialmente los presentados por Westra et al. [ 35 ], que analizó las tendencias en la precipitación anual máxima global en un día para el período de 1900 a 2009 (110 años en total). El trabajo, relacionado con un total de 8326 estaciones terrestres que los investigadores consideraron de “alta calidad”, llevó a la conclusión de que alrededor del 2% de las estaciones muestran una disminución de las precipitaciones extremas, un 8% un aumento y un 90% no presenta precipitaciones extremas. tendencia.

Los resultados de este análisis fueron confirmados recientemente por los resultados sobre la precipitación máxima anual en un día presentados por el mismo grupo de investigadores [ 32 ] que se refieren al período 1950-2018 y destacan que:

• Para el período 1950-2018, el 9,1% de las estaciones muestran una tendencia creciente estadísticamente significativa, que es mucho más alta de lo que podría esperarse solo del azar. Por el contrario, el porcentaje de estaciones que muestran una tendencia decreciente estadísticamente significativa es solo del 2,1 %, comparable con lo que cabría esperar del azar.
• Para el área del Mediterráneo, solo el 4,7% de las estaciones muestra una tendencia creciente estadísticamente significativa, mientras que el 3,8% muestra una tendencia decreciente significativa (Fig.  5)
• El norte de Europa muestra el mayor exceso a nivel mundial de estaciones con tendencias positivas (14,4 %) en comparación con aquellas con tendencias negativas (1,2 %) (Fig. 5)

 

Nuestra revisión muestra que mientras se observa un aumento en la precipitación anual total a nivel global, se observa un aumento en la precipitación extrema para un número limitado de estaciones y con fuertes diferencias regionales. La ausencia de tendencias generalizadas de crecimiento en la precipitación extrema puede explicarse por el hecho de que la génesis de la precipitación extrema requiere (1) la presencia de una fuente relevante de humedad en la capa límite, (2) morfología del relieve, estructuras circulatorias a diferentes escalas y perfil térmico vertical favorables al ascenso de la masa de aire con el desarrollo de nubes de suficiente espesor (por ejemplo, nubes cumulonimbus y nimbostratus) y (3) características microfísicas del ambiente de nubes favorables para aumentar las gotas o cristales de hielo para producir precipitación.

Inundaciones y sequías

Las inundaciones y las sequías son indicadores importantes de la respuesta a los cambios en los regímenes de precipitación.

Acerca de las inundaciones se puede decir que aunque se observa evidencia de un aumento en la precipitación anual total a nivel global, la evidencia correspondiente de aumentos en las inundaciones sigue siendo esquiva y una larga lista de estudios muestra poca o ninguna evidencia de aumentos en la magnitud de las inundaciones, con algunos estudios encontrando más evidencia de disminuciones que aumentos.

En conclusión, si bien se observa evidencia de un aumento en la precipitación total anual a nivel global, esto no se traduce en un aumento en la intensidad o frecuencia de las inundaciones. El borrador del AR6 disponible hoy parece llegar a conclusiones similares.

Conclusiones

Desde la Segunda Guerra Mundial, nuestras sociedades han progresado enormemente, alcanzando niveles de bienestar (salud, nutrición, salubridad de los lugares de vida y trabajo, etc.) que las generaciones anteriores ni remotamente habían imaginado. Hoy estamos llamados a continuar por la senda del progreso respetando los condicionantes de la sustentabilidad económica, social y ambiental con el rigor que dicta el hecho de que el planeta está a punto de alcanzar los 10 mil millones de habitantes en 2050, cada vez más urbanizado.

Desde sus orígenes, la especie humana se ha enfrentado a los efectos negativos del clima; La climatología histórica ha utilizado repetidamente el concepto de deterioro del clima para explicar el efecto negativo de los eventos extremos (principalmente sequías, fases diluviales y períodos fríos) en la civilización. Hoy nos enfrentamos a una fase cálida y, por primera vez, contamos con capacidades de monitoreo que nos permiten evaluar objetivamente sus efectos.

Temer una emergencia climática sin que esta esté respaldada por datos, significa alterar el marco de prioridades con efectos negativos que pueden resultar perjudiciales para nuestra capacidad de enfrentar los desafíos del futuro, despilfarrando recursos naturales y humanos en un contexto económicamente difícil, aún más negativo después. la emergencia del covid. Esto no significa que no debamos hacer nada con respecto al cambio climático: debemos trabajar para minimizar nuestro impacto en el planeta y minimizar la contaminación del aire y el agua. Ya sea que logremos o no reducir drásticamente nuestras emisiones de dióxido de carbono en las próximas décadas, debemos reducir nuestra vulnerabilidad a los fenómenos meteorológicos y climáticos extremos.

Dejar el relevo a nuestros hijos sin agobiarles con la angustia de estar en una emergencia climática les permitiría afrontar los distintos problemas del lugar (energético, agroalimentario, sanitario, etc.) con un espíritu más objetivo y constructivo, con la el objetivo de llegar a una evaluación ponderada de las acciones a tomar sin desperdiciar los limitados recursos a nuestra disposición en soluciones costosas e ineficaces. Cómo se desarrollará el clima del siglo XXI es un tema de profunda incertidumbre. Necesitamos aumentar nuestra resiliencia ante lo que el clima futuro nos presente.

Necesitamos recordarnos que abordar el cambio climático no es un fin en sí mismo, y que el cambio climático no es el único problema que enfrenta el mundo. El objetivo debería ser mejorar el bienestar humano en el siglo XXI, protegiendo al máximo el medio ambiente y sería una tontería no hacerlo: sería como no cuidar la casa en la que estamos. nacido y criado.

 

Referencias:

Alimonti, G., Mariani, L., Prodi, F. et al. Una evaluación crítica de las tendencias de eventos extremos en tiempos de calentamiento global. EUR. física J. Plus 137, 112 (2022). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-02243-9