Los grandes sistemas organizados de tormentas y nubes convectivas provocan precipitaciones más extremas

Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y del Instituto Max-Planck de Meteorología publicaron un estudio en la revista Science Advances que utiliza un modelo climático global de alta resolución para comprender cómo la acumulación de nubes y tormentas afecta las precipitaciones extremas en los trópicos. Muestran que con el aumento de las temperaturas, aumenta la gravedad de los episodios de precipitaciones extremas.

Sistemas organizados de tormentas y nubes convectivas en un mundo cada vez más cálido

Las precipitaciones extremas son uno de los desastres naturales más dañinos, que cuestan vidas humanas y causan daños por miles de millones. Su frecuencia ha ido aumentando en los últimos años debido al calentamiento climático

Durante varias décadas, los científicos han estado utilizando modelos numéricos del tiempo y clima de la Tierra para comprender mejor los mecanismos detrás de estos eventos y predecir tendencias futuras.

En el nuevo estudio Science Advances, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y el Instituto Max-Planck de Meteorología (MPI-M), dirigido por el postdoctorado de ISTA Jiawei Bao, utilizó un nuevo modelo climático moderno para estudiar cómo la agrupación de nubes y tormentas impacta los eventos de lluvia extrema, específicamente en los trópicos, con más detalle de lo que había sido posible antes.

"Este nuevo tipo de modelo con una resolución mucho más fina mostró que, con un clima más cálido, los eventos de lluvia extrema en los trópicos aumentan en severidad más de lo que se esperaba en teoría debido a que las nubes están más agrupadas y organizadas", dijo Bao, quien originalmente inició este proyecto durante su anterior puesto postdoctoral en el MPI-M, explica.

"Podemos ver que cuando las nubes están más agrupadas, llueve durante más tiempo, por lo que aumenta la cantidad total de lluvia. También descubrimos que las lluvias más extremas en áreas de alta precipitación ocurren a costa de la expansión de las áreas secas, un paso adicional cambio a patrones climáticos extremos. Esto se debe a la forma en que las nubes y las tormentas se agrupan, lo que ahora podríamos simular con este nuevo modelo numérico del tiempo y clima".

Este nuevo modelo, propuesto por primera vez en 2019, simula el tiempo con una resolución mucho mayor que los anteriores. Los modelos anteriores no podían tener en cuenta las nubes y las tormentas con tanto detalle, por lo que pasaban por alto gran parte de la compleja dinámica del movimiento del aire que crea las nubes y las hace congregarse para formar tormentas más intensas.

Aunque el modelo simula el mundo entero a la vez, los científicos centraron su análisis en la zona de los trópicos alrededor del ecuador. Lo hicieron porque la formación de nubes y tormentas allí funciona de manera diferente que en otras latitudes.

Caroline Muller, profesora asistente en ISTA, añade: "Los modelos anteriores han insinuado la influencia de la agrupación de nubes en las precipitaciones extremas, pero no pudieron proporcionar los datos necesarios. En colaboración con nuestros colegas Bjorn Stevens y Lukas Kluft del Instituto Max Planck de Meteorología, Nuestros hallazgos se suman al creciente cuerpo de evidencia que muestra que la formación de nubes a menor escala tiene un impacto crucial en los resultados del cambio climático".

Modelos colaborativos

Investigadores de todo el mundo están colaborando en la creación de modelos más detallados y realistas del clima mundial para comprender los efectos del cambio climático.

Los modelos climáticos dividen la atmósfera de la Tierra en porciones tridimensionales, cada una con sus propios datos sobre temperatura, presión, humedad y muchas más propiedades físicas. Luego emplean ecuaciones físicas para simular cómo estos fragmentos interactúan y cambian con el tiempo para crear una representación del mundo real. Como la potencia informática y el almacenamiento no son ilimitados, estos modelos tienen que introducir simplificaciones y los científicos trabajan continuamente para hacerlos más precisos.

Las generaciones más antiguas de modelos climáticos utilizan fragmentos de alrededor de 100 kilómetros de longitud horizontal, lo que todavía resulta en decenas a cientos de miles de ellos que cubren todo el mundo. Los avances en algoritmos y supercomputadoras permitieron a los científicos aumentar cada vez más la resolución de los modelos.

"Utilizamos un modelo climático desarrollado en MPI-M y analizamos los datos alojados en el Centro Alemán de Computación Climática en Hamburgo con una resolución de sólo cinco kilómetros, lo cual era muy costoso desde el punto de vista computacional", añade Bao. "Toda investigación climática es un inmenso esfuerzo de colaboración de cientos de personas que quieren contribuir a nuestra comprensión del mundo y nuestro impacto en él".

Referencia

Jiawei Bao, Intensification of daily tropical precipitation extremes from more organized convection, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adj6801. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj6801