Efectos de cambio climático y precipitaciones invernales en el HN

Un equipo de científicos descubrió con éxito la influencia del cambio climático causado por el hombre en la precipitación durante el invierno durante gran parte del siglo pasado. Lo que demuestra que el clima más cálido está alterando significativamente las precipitaciones y las nevadas en invierno en el hemisferio norte.

El estudio, dirigido por científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR en inglés), utilizó un enfoque innovador que se basó en observaciones de precipitación y patrones de circulación atmosférica a gran escala, junto con técnicas estadísticas y simulaciones de tiempo por computadora. Esto permitió al equipo de investigación identificar la cantidad de precipitación mensual promedio en regiones específicas de América del Norte y Eurasia que cayó como resultado de los impactos humanos en el clima, en lugar de la variabilidad natural.

"Pensé que esto era bastante revelador", dijo la científica senior de NCAR, Clara Deser, coautora del estudio. "Nuestra investigación demuestra que el cambio climático causado por el hombre ha afectado claramente la precipitación en los últimos 100 años".

Los resultados muestran que el calentamiento de las temperaturas asociadas con las emisiones humanas de gases de efecto invernadero provocó un aumento notable en las precipitaciones de invierno en regiones extensas del norte de Eurasia y el este de América del Norte desde 1920.

El trabajo puede señalar el camino hacia estudios más detallados sobre la influencia del cambio climático en los cambios de precipitación durante todo el año.

Se prevé que las precipitaciones a nivel mundial aumenten en un promedio de 1-2% por grado adicional Celsius porque una atmósfera más cálida retiene más vapor de agua. Pero los cambios locales pueden ser muy variables, con algunas regiones cada vez más secas y otras mucho más húmedas.

El estudio, realizado por científicos del NCAR, la Universidad de Lanzhou en China y la Universidad de Toulouse en Francia, fue publicado en la revista AGU Geophysical Research Letters. Fue financiado en parte por la National Science Foundation, que es el patrocinador de NCAR.

Restando la influencia de la variabilidad natural

Durante años, los científicos han realizado estudios de atribución para determinar en qué medida los cambios en los patrones atmosféricos pueden atribuirse a la influencia humana en el clima. Utilizando modelos de computadora y observaciones, los equipos de investigadores nacionales e internacionales han demostrado repetidamente que las temperaturas de calentamiento global desde la década de 1950 se deben en gran medida a las emisiones humanas de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero que atrapan el calor.

Pero determinar el papel de los gases de efecto invernadero en las tendencias de precipitación de un siglo de duración en todos los continentes es muy retador, porque la precipitación se ve afectada por condiciones del tiempo muy localizadas y variables, lo que hace difícil discernir los cambios a largo plazo en medio del ruido del día a día y cambios de año a año en el clima. Los científicos se han basado previamente en grandes cantidades de simulaciones de modelos climáticos para tratar de detectar la señal de las tendencias de precipitación a largo plazo.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron observaciones, en lugar de modelos climáticos, para determinar la influencia de un clima cambiante en la precipitación. Esencialmente redujeron la pregunta a un problema de resta: si quitas la cantidad de precipitación causada por la variabilidad natural, entonces la diferencia entre eso y lo que realmente cayó puede atribuirse al impacto de la sociedad en el clima.

Los científicos recurrieron a un enfoque innovador conocido como ajuste dinámico. Esto consistió en aplicar técnicas estadísticas a las observaciones de patrones de circulación a gran escala en la atmósfera para cada mes de invierno de 1920 a 2015. Estos patrones de circulación, como la ubicación de los sistemas de altas y bajas presiones sobre América del Norte y Eurasia, ocurren independientemente de la acumulación de gases de efecto invernadero que atrapan el calor.

Al agregar todos los patrones de circulación, los investigadores pudieron estimar la cantidad típica de precipitación que caería cuando ocurriera un patrón de circulación particular. Luego, el equipo comparó los resultados con las mediciones de la precipitación que realmente cayó. La diferencia entre los dos (la cantidad de precipitación que se asociaría con los patrones de circulación a gran escala en condiciones naturales y las tendencias de precipitación reales) reveló la influencia del cambio climático.

Los resultados mostraron que el calentamiento climático ha provocado un aumento de las precipitaciones de invierno en el noreste de América del Norte, así como en una pequeña región del noroeste de América del Norte. El cambio climático antropogénico también ha contribuido a un aumento de las precipitaciones en gran parte del noroeste y centro-norte de Eurasia.

Por el contrario, el estudio indicó que el cambio climático pudo haber tenido una influencia seca en partes del centro y suroeste de América del Norte, aunque no lo suficiente como para compensar la variabilidad natural, y en gran parte del sur de Eurasia. Sin embargo, los autores advirtieron que los resultados para esas regiones fueron menos pronunciados y no estadísticamente significativos.

Deser y sus colegas se centraron en el invierno porque la precipitación durante esa época del año está impulsada por patrones atmosféricos amplios o sinópticos que son más fáciles de ver en los datos que las condiciones localizadas que afectan la precipitación del verano, como la humedad del suelo y las tormentas eléctricas individuales. Se concentraron en el hemisferio norte porque contiene muchas más mediciones de precipitación que el hemisferio sur.

Los resultados coincidieron con las simulaciones del modelo climático de los cambios inducidos por el hombre en la precipitación, proporcionando una verificación independiente de los modelos.

“Los científicos recurrieron previamente a modelos climáticos en busca de respuestas. Aquí, los modelos climáticos llegan solo al final para confirmar lo que extraemos de las observaciones de forma independiente ", dijo el científico del NCAR Flavio Lehner, coautor del estudio. "Creo que este es el gran avance científico de este trabajo".

Lehner y Deser usaron la misma técnica en un estudio separado, publicado en Geophysical Research Letters el año pasado, para mostrar que la sequedad reciente en el suroeste de los EE. UU. se debe en gran medida a la variabilidad natural.

Referencia

Human Influence on Winter Precipitation Trends (1921–2015) over North America and Eurasia Revealed by Dynamical Adjustment
Ruixia Guo, Clara Deser. Laurent Terray and Flavio Lehner. Geophysical Research Letters.
https://doi.org/10.1029/2018GL081316