Borrascas en un mundo más cálido: más desplazamiento hacia los polos
Bajo el cambio climático global, las zonas climáticas de la Tierra se desplazarán hacia los polos. Esto no es solo una predicción futura; es una tendencia que ya se ha observado en las últimas décadas.
Las regiones secas y semiáridas se están expandiendo a latitudes más altas, y las regiones templadas y lluviosas están migrando hacia los polos.
En un artículo que se publicó recientemente en Nature Geoscience, los investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias ofrecen una nueva visión de este fenómeno al descubrir que las borrascas de latitudes medias se dirigen hacia los polos en un clima más cálido.
Su análisis, que también reveló los mecanismos físicos que controlan este fenómeno, involucró un enfoque único que rastreó la progresión de los sistemas meteorológicos de bajas presiones tanto desde el exterior -en su movimiento alrededor del mundo- como desde el interior, analizando la dinámica de las borrascas.
El profesor Yohai Kaspi del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra del Instituto explica que las zonas climáticas de la Tierra siguen aproximadamente las bandas latitudinales. Las borrascas principalmente se mueven alrededor del globo en regiones preferidas llamadas "trayectorias de borrascas", formándose sobre el océano y generalmente viajando hacia el este y algo hacia los polos a lo largo de estos caminos.
Por lo tanto, una borrasca que se forma en el Atlántico frente a la costa este de los EE. UU. a una latitud de alrededor de 40 N llegará a Europa en la región de la latitud 50N.
Hasta hace poco, sin embargo, esta inclinación a moverse en la dirección del polo más cercano no se entendía realmente. La Dra. Talia Tamarin en el grupo de Kaspi resolvió esta pregunta fundamental en su investigación doctoral.
Kaspi: "A partir de los modelos climáticos existentes, se pueden observar los rastros promedio de las borrascas, pero es difícil probar la causa y efecto de estos. Solo nos muestran dónde hay relativamente más o menos borrascas. Otro enfoque es seguir las depresiones individuales, y debemos lidiar con sistemas caóticos y ruidosos que dependen en gran medida de las condiciones iniciales, lo que significa que ninguna borrasca es exactamente igual a otra."
Talia desarrolló un método que combina estos dos enfoques: aplicó un algoritmo de seguimiento de borrascas a modelos simplificados de circulación atmosférica en los que se generan miles de ellas, eliminando la dependencia de las condiciones iniciales. Esto le permitió comprender cómo se desarrollan dichas borrascas con el tiempo y el espacio, y lo que controla su movimiento.
Incluso estos modelos simplificados implican cálculos que requieren varios días de computación en uno de los clústeres de computadoras poderosos del Instituto Weizmann.
En el presente estudio, para comprender cómo puede cambiar el movimiento de las tormentas en un mundo más cálido, Tamarin y Kaspi aplicaron el mismo método a simulaciones de complejidad completa de las predicciones del cambio climático. Su análisis mostró que hay una tendencia de las trayectorias de las borrascas a virar en la dirección de los polos y que se intensificará en condiciones más cálidas.
Procesos que controlan el desplazamiento
Descubrieron que dos procesos son responsables de este fenómeno.
Uno está conectado a la estructura vertical y la circulación cerca de la parte superior de estos sistemas meteorológicos. Un cierto tipo de flujo que es necesario para que crezcan también dirige las borrascas hacia el polo, y se espera que estos flujos se vuelvan más fuertes cuando aumentan las temperaturas promedio.
El segundo proceso está conectado a la energía unida al vapor de agua en tales borrascas. En el calentamiento global, el aire más caliente contendrá más vapor de agua y, por lo tanto, se liberará más energía cuando el vapor se condense en gotas. "El aire más caliente y húmedo circula por el flanco oriental de la borrasca, hacia el lado norte, y libera energía allí", dice Tamarin. "Este proceso empuja a la borrasca hacia el norte (o hacia el sur en el hemisferio sur), y este efecto también será más fuerte en un clima más cálido".
Los modelos de cambio climático predicen que si las temperaturas globales promedio aumentan cuatro grados durante los próximos 100 años, las borrascas se desviarán hacia los polos de sus actuales derrotas en dos grados de latitud.
La investigación realizada en el Instituto de Ciencias Weizmann muestra que parte de esto se debe al mecanismo que demostraron, y la otra parte está vinculada al hecho de que las depresiones de latitudes medias nacen a una latitud más alta en un mundo más cálido.
"El modelo desarrollado por Talia nos brinda información cualitativa sobre los mecanismos que dirigen las tormentas hacia los polos y los medios cuantitativos para predecir cómo cambiarán en el futuro", dice Kaspi. "Aunque dos grados pueden no parecer mucho, la desviación resultante en la temperatura y los patrones de lluvia tendrá un efecto significativo en las zonas climáticas", agrega el investigador.
Referencia
Enhanced poleward propagation of storms under climate change
Talia Tamarin-Brodsky & Yohai Kaspi
Nature Geoscience (2017)
doi:10.1038/s41561-017-0001-8