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09-02-2015 : Análisis

El incremento de fenómenos atmosféricos extremos fuerza el avance de las previsiones meteorológicas

Puesto que se espera que el calentamiento de la atmosfera aumente la frecuencia de grandes tormentas, inundaciones y de otros fenómenos meteorológicos extremos, tanto científicos como meteorólogos de todo el mundo sacan el máximo partido de la tecnología más avanzada para conseguir pronósticos a medio plazo más precisos que podrían salvar vidas y propiedades.

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Como un oleoducto en el cielo, la columna de aire tropical saturado avanzó a quilómetros de altura por encima del océano Pacífico hacia la costa de California. Este “río atmosférico” —una larga y estrecha franja de vapor de agua concentrado— llevaba la humedad equivalente a 15 ríos Mississippi. Al tocar tierra descargó una cuantiosa cantidad de lluvia sobre el tramo densamente poblado de California, desde San Francisco hasta Los Ángeles, provocando inundaciones, causando desprendimientos de tierra y dejando sin corriente eléctrica a centenares de miles de hogares y empresas.

Los ríos atmosféricos alimentan a algunas de las tormentas de invierno más intensas y destructivas del oeste de Norteamérica y esta, que golpeó California el pasado diciembre, fue una de las grandes. Pero a pesar de las intensas lluvias que cayeron en algunas partes, el daño fue considerablemente menor a lo que podría haber sido gracias a las previsiones meteorológicas que detallaron el transcurso de la tormenta una semana antes de su llegada, lo que dio tiempo suficiente a las comunidades para prepararse.

“Creo que [la previsión] fue un punto clave”, afirma Mike Dettinger, hidrólogo investigador en la US Geological Survey (USGS) y Scripps Institution of Oceanography, en La Jolla, California, dedicado al estudio de los ríos atmosféricos y añade: “Así deben ser hoy en día, a nuestro parecer, los pronósticos del tiempo.”

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NOAA/ESRL Physical Sciences Division

Este gráfico representa la previsión de presión atmosférica y velocidad del viento del Atlántico Norte y Europa.

Las alertas tempranas de fenómenos meteorológicos extremos como los ríos atmosféricos serán cada vez más cruciales en los próximos años a medida que aumente la temperatura debido al calentamiento global. Un planeta más caliente bombeará más energía a la atmosfera, lo que producirá más oleadas de calor extremo, sequías más largas, tormentas más intensas y otros fenómenos de “alto impacto” que pueden ocasionar mayores daños materiales, caos económico, destrucción generalizada y pérdidas de vida. Un aumento en la frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos también puede desencadenar brotes de enfermedades, poner en peligro la seguridad alimentaria y la disponibilidad del agua, e incluso derivar en una inestabilidad política y conflictos civiles.

Los científicos están empleando la tecnología más avanzada, mejorando los modelos matemáticos y trazando nuevos métodos de observación para ofrecer pronósticos más precisos a largo plazo sobre futuras tormentas, ya que según ellos, previsiones de tiempo avanzadas pueden ayudar a evitar desastres.

Los pequeños errores al inicio de un pronóstico pueden dar lugar a grandes márgenes de error al final.

“Mejorar nuestra capacidad de predicción es altamente importante”, afirma Paul Higgins, climatólogo y director de políticas de la American Meteorological Society, y continúa: “Tenemos el potencial para mejorar el seguimiento y ser capaces de identificar cuándo pueden surgir los problemas. Nos ayuda a proteger la vida y la propiedad [y] nos permite reducir los riesgos a los que nos enfrentamos a causa de los fenómenos atmosféricos de alto impacto.”

La mayoría de pronósticos actuales solo pueden predecir el tiempo con unos pocos días de antelación. Todo depende de la capacidad de los modelos computacionales que integran las observaciones procedentes de satélites, radares y estaciones meteorológicas en las simulaciones numéricas llevadas a cabo para predecir futuras condiciones. Pero si alargamos la lente la imagen se vuelve borrosa debido a las discrepancias y la incertidumbre del modelo, errores en la observación y la compleja física del tiempo. Por ejemplo, un modelo es capaz de predecir una posible lluvia torrencial con 10 días de antelación, pero nos falta una resolución suficientemente nítida para decir con precisión dónde caerá la tormenta, ya que ahora no es posible hasta dos o tres días antes, lo que supone para la población una carrera contrarreloj para prepararse.

Incluso entonces los pequeños errores al inicio de un pronóstico pueden dar lugar a grandes márgenes de error al final —ese fue el motivo por el cual la predicción de la monstruosa tormenta de nieve que el mes pasado llevó al cierre preventivo de la ciudad de Nueva York estuviera al final lejos de la realidad. La distorsión en esta previsión se debió al desacuerdo entre los dos modelos meteorológicos más utilizados: uno desarrollado por el US Weather Service y el otro por el European Center for Medium-Range Weather Forecasts. Ante la necesidad de tomar una rápida decisión respecto a la amenazante tormenta, los meteorólogos confiaron en el modelo europeo, basándose en los anteriores éxitos al predecir el huracán Sandy y otros fenómenos recientes. Sin embargo, esta vez, el modelo norteamericano fue más preciso.

Para poder disponer de más tiempo para preparaciones y decisiones difíciles ante el aumento de amenazas meteorológicas los científicos están buscando el pronóstico a medio plazo —prediciendo los fenómenos de alto impacto con dos semanas de antelación— e ideando nuevas herramientas y tecnologías para perfeccionar la visión del tiempo. Eso incluye a superordenadores mejorados para calar complejos algoritmos; predicciones de oleadas de calor y temporales con una antelación de 7 a 14 días; modelos de alta resolución con bases de datos más densas sobre localizaciones, altitudes y tiempos, y una mejor consideración de factores de incertidumbre.

‘En un clima cambiante, es importante ser capaz de anticipar de cuánta agua dispondremos en el futuro.’

Los esfuerzos para ofrecer pronósticos a medio plazo se están extendiendo por todo el mundo. La Organización Meteorológica Mundial ha lanzado recientemente su High Impact Weather Project (Proyecto sobre predicción de eventos meteorológicos de alto impacto), una misión multinacional a 10 años. Uno de los objetivos es ofrecer predicciones precisas, con dos semanas de antelación, para los fenómenos meteorológicos que puedan causar inundaciones, fuertes tormentas de invierno, incendios y vientos extremos.

“Como consecuencia del cambio climático prevemos la necesidad urgente de ampliar el concepto de pronóstico para cubrir un mayor rango de factores medioambientales… durante períodos de tiempo más largos”, afirma Paolo Ruti, director de la World Weather Research Division de dicha organización.

En el Reino Unido, la Oficina de Meteorología pondrá en marcha un nuevo superordenador en septiembre que permitirá ofrecer predicciones detalladas de fenómenos perturbadores como inundaciones, fuertes vientos y nevadas intensas. El Danish Meteorological Institute, en colaboración con un grupo de universidades y agencias estatales, está trabajando en pronósticos de precipitaciones a medio y largo plazo para Dinamarca, Groenlandia y el Ártico. El Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo, un consorcio independiente formado por 34 Estados europeos, continúa perfilando su eficaz sistema de previsión integrado. Otros esfuerzos para proporcionar previsiones más avanzadas proceden del modelo espectral mundial de la Agencia Meteorológica Japonesa y el modelo global ambiental multiescala canadiense.

En los Estados Unidos, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) está experimentando una importante actualización de su superordenador. El aumento de capacidad de cálculo permite al servicio meteorológico revisar su anticuado sistema de previsión mundial, que tuvo unos buenos resultados en sus primeros pronósticos al predecir el recorrido que tendría la tormenta de nieve que rozó la ciudad de Nueva York el pasado enero.

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NOAA/ESRL Physical Sciences Division

Este mapa, creado por el National Weather Service de Estados Unidos, muestra la previsión de temperaturas con una antelación de entre 8 y 14 días en los Estados Unidos a principios de febrero.

Muchos meteorólogos predijeron que la tormenta de nieve a lo largo de la costa este de los Estados Unidos a finales de enero enterraría la ciudad de Nueva York, pero la tormenta pasó bastante de largo de la ciudad y descargó en Nueva Inglaterra.

Uno de los proyectos de los Estados Unidos —una colaboración entre NOAA, NASA, Scripps y otras agencias para mejorar los pronósticos de ríos atmosféricos— se ha puesto en marcha en California. Los ríos atmosféricos, con una media de unos 400 km de ancho y más de 9.000 km de largo, son notorios por causar las inundaciones costeras de América y Europa, y estudios recientes les atribuyen fenómenos que van desde el rápido deshielo de Groenlandia hasta las descomunales nevadas en la Antártida. Los ríos atmosféricos son especialmente importantes en California, donde causan más del 80% de las graves inundaciones del Estado, pero también suponen más de la mitad de su precipitación anual.

“Abastecen nuestros embalses… nos traen estos ciclos de años húmedos y secos, acaban con nuestra sequía, mantienen nuestros pantanos y pesquerías, rompen nuestros diques… Todo esto es importante,” señala Dettinger. Y su impacto es cada vez mayor. Los análisis de Dettinger sobre los modelos climáticos predicen que, si las emisiones de gases de efecto invernadero continúan su ascenso actual, la cantidad de días en los que los ríos atmosféricos alcanzarían la costa oeste cada año pasaría de la media actual de 25 a los 65 a finales de siglo. Dettinger añade: “Las altas temperaturas generan una mayor evaporación, y con una mayor cantidad de agua en la atmosfera las tormentas serían más fuertes y más intensas, y habría más posibilidad de que “se acumulasen” y produjesen inundaciones.

Jason Cordeira, profesor de meteorología en la Universidad Estatal de Plymouth (Plymouth State University), en Nuevo Hampshire y meteorólogo principal del proyecto CalWater 2015, combinó estadísticas de un conjunto de 21 modelos meteorológicos para crear el Landfall Tool, un programa para la detección de ríos atmosféricos. Uno de los ensayos previos afortunadamente coincidió con el río atmosférico de diciembre, con valiosos resultados.

Se están desarrollando mapas que puedan predecir las áreas que puedan sufrir un calor y humedad extremos con 7 o 14 días de antelación.

“Por una serie de razones distintas, el ensayo fue muy, muy exitoso”, constata Cordeira, que trabajó con compañeros de NOAA y Scripps, y sigue: “Vimos el potencial de un río atmosférico con 9 o 10 días de antelación.” Los resultados eran tan claros que los meteorólogos podían predecir dónde tocaría tierra la tormenta con toda una semana de antelación.

Saber cuándo y dónde tocará tierra un río atmosférico, cuánta humedad contiene y cómo de rápido se moverá sobre tierra es vital para controlar las inundaciones, los transportes, los planes de emergencia y los suministros de agua.
“En un clima cambiante, es muy importante para la población ser capaz de anticipar de cuánta agua dispondremos en el futuro, especialmente en un estado como California,” declara Marty Ralph, meteorólogo investigador en Scripps y codirector del proyecto CalWater, y añade: “Realmente debemos asegurarnos de que los modelos climáticos calculan los ríos atmosféricos correctamente.”

Las previsiones avanzadas para otro tipo de impactos de fenómenos atmosféricos, como oleadas de calor extremo, también están en marcha. Por ejemplo, el Climate Prediction Center del National Weather Service de Estados Unidos está desarrollando una previsión “Week-2”, con mapas que muestran las áreas que probablemente sufrirán una humedad y calor extremos con una antelación de entre 7 y 14 días. El lanzamiento de la previsión de calor está previsto para el 2016, tras el cual se le añadirán las previsiones de lluvias intensas y fuertes vientos, según Jon Gottschalck, jefe en funciones del área operativa de predicciones del centro.

El Proyecto de Predicciones de Fenómenos Meteorológicos de Alto Impacto recién lanzado por NOAA intenta aumentar la resolución de su modelo para previsiones a más largo plazo. El director del proyecto Tim Schneider, meteorólogo investigador, afirma que la resolución depende de “con qué detalle se quiere ver la Tierra”. Analizar pequeñas partes permite obtener una resolución más precisa —lo que genera una imagen más nítida, pero también requiere ordenadores con una capacidad mucho más alta. Según Schneider: “En realidad significa que debemos cambiar la forma en la que modelamos, lo que significa un enorme reto”.

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Según Schneider y otros científicos que trabajan en la previsión de fenómenos atmosféricos extremos, la finalidad será proporcionar a las autoridades competentes, como la administración de recursos y planificación de emergencias, el tiempo y la información que necesitan para tomar decisiones complejas, como el vaciado de embalses ante inminentes lluvias intensas o el cierre de los sistemas de transporte en las ciudades en previsión de nevadas.

Los científicos coinciden en que el desarrollo demográfico del sigo XXI —con una población global aumentando hacia 10.000 millones en 2100 y un creciente número de habitantes viviendo en zonas costeras— hace que sea fundamental mejorar los pronósticos de fenómenos climáticos extremos.

“Cuando se combina el impacto de estos cambios demográficos con la posibilidad de un mundo más tormentoso, el efecto es francamente sobrecogedor,”, concluye Schneider de la NOAA.

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Cheryl Katz

ACERCA DE LA AUTORA
Cheryl Katz es una escritora científica afincada en la zona de la bahía de San Francisco. Trabajó como reportera de las publicaciones Minneapolis Star-Tribune, Miami Herald y Orange County Register, y actualmente trabaja como autónoma especializada en temas medioambientales y del cambio climático. Sus artículos han sido publicados en Scientific American, Environmental Health News y The Daily Climate, entre otras publicaciones.