¿Por qué las grandes tormentas tropicales traen tanta lluvia?

"Este estudio hace una declaración sobre el futuro", dijo. "Pero estamos teniendo esta convergencia, donde nuestras observaciones están comenzando a mostrar el aumento de la lluvia que nuestros modelos han estado prediciendo durante bastante tiempo, y ahora también tenemos una comprensión teórica clara de por qué debería estar sucediendo".

Durante tres temporadas de huracanes seguidas, las tormentas tropicales con precipitaciones récord han causado inundaciones catastróficas en el sur de los Estados Unidos: Harvey en 2017, Florencia en 2018 e Imelda en 2019.

Un nuevo análisis realizado por investigadores de Princeton explica por qué es probable que esta tendencia continúe con el calentamiento global.

Aguas más cálidas, más humedad disponible

Tanto el mayor contenido de humedad del aire más cálido como el aumento de la velocidad del viento de las tormentas tropicales favorecen la producción de tormentas tropicales más húmedas, informaron los investigadores en un estudio publicado recientemente en Nature Partner Journal Climate and Atmospheric Science.

"Los posibles cambios en la frecuencia de ocurrencia y las tasas de lluvia de los ciclones tropicales son las principales preocupaciones por los riesgos de inundación en los Estados Unidos, especialmente para las regiones urbanas a lo largo de las costas del Golfo y el Atlántico", dijo el coautor James Smith, profesor de Princeton William y Edna Macaleer de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.

Los resultados ayudan a resolver un enigma surgido de los recientes estudios de modelado climático. Los modelos proyectan que para fines de siglo las tasas de lluvia de huracanes aumentarán hasta dos veces más rápido de lo esperado debido al aumento de la humedad por el aumento de la temperatura de la superficie del mar solo. El equipo de Princeton quería entender qué otras fuerzas podrían contribuir a las tormentas más húmedas.

"Un aumento previsto que excede la teoría simple nos causó un poco de molestia, porque solo confiamos en nuestras predicciones en la medida en que podamos entenderlas, y en la medida en que aparecen en las observaciones", dijo el coautor Gabriel Vecchi, profesor de geociencias y el Instituto Ambiental de Princeton.

Vientos más intensos, más precipitaciones

Los investigadores sospecharon que el viento podría desempeñar un papel importante. Los modelos climáticos también proyectan que los vientos de tormenta tropical se fortalecerán a medida que aumenten las temperaturas, y los estudios de observación han demostrado que las tormentas con vientos más fuertes tienden a producir mayores tasas de lluvia.

Vecchi y sus colegas razonaron que una combinación de temperaturas más altas en la superficie del mar y tormentas más fuertes podría explicar los aumentos pronosticados en las tasas de lluvia.

Para probar esta hipótesis, el autor principal del estudio, Maofeng Liu, un investigador asociado postdoctoral en ingeniería civil y ambiental, ideó un enfoque para aislar el efecto del aumento de la velocidad del viento: consideró las tasas de lluvia de las tormentas proyectadas en grupos separados según su intensidad de viento.

Para cada una de las seis cuencas oceánicas donde se forman los ciclones tropicales, Liu agrupó las tormentas de acuerdo con sus velocidades máximas sostenidas del viento: tormentas tropicales, con vientos entre 39 y 73 millas por hora; y huracanes en las categorías 1 a 5 de Saffir-Simpson, con las categorías 4 y 5 agrupadas debido al menor número de tormentas a este nivel de intensidad.

Resultados

Liu usó este método de remuestreo para analizar más de 4,000 tormentas tropicales simuladas bajo las condiciones climáticas actuales y futuras. El enfoque reveló que dentro de cada categoría de intensidad de tormenta, los aumentos en las tasas de lluvia con el aumento de las temperaturas se alinearon bien con el aumento por grado Celsius de calentamiento esperado según la termodinámica clásica (alrededor del 7%). Solo cuando las tormentas de todas las intensidades se agruparon, las tasas de lluvia parecieron superar lo que se esperaría que ocurriera solo como resultado de aumentos de temperatura.

"Descubrimos que no solo aumentó la capacidad de retención de una tormenta para el vapor de agua debido al calentamiento global", dijo Liu, "sino que también las tormentas se hicieron más fuertes y contribuyeron a mayores tasas de lluvia".

Vecchi señaló que varios estudios han demostrado que la probabilidad actual de un ciclón tropical como el huracán Harvey es el doble debido al calentamiento global.

"Este estudio hace una declaración sobre el futuro", dijo. "Pero estamos teniendo esta convergencia, donde nuestras observaciones están comenzando a mostrar el aumento de la lluvia que nuestros modelos han estado prediciendo durante bastante tiempo, y ahora también tenemos una comprensión teórica clara de por qué debería estar sucediendo".

Referencia

Causes of large projected increases in hurricane precipitation rates with global warming. Maofeng Liu, Gabriel A. Vecchi, James A. Smith & Thomas R. Knutson. Climate and Atmospheric Science volume 2, Article number: 38 (2019).https://www.nature.com/articles/s41612-019-0095-3