El cambio climático producirá más arcoíris

Los autores del estudio estiman que para el año 2100, la ubicación terrestre promedio en la Tierra experimentará aproximadamente un 5% más de días con arcoíris que a principios del siglo XXI.

Formación del arcoíris

Desde el nivel del suelo, los arcoíris primarios solo son visibles durante el día, cuando los ángulos del sol están por debajo de los 42° y la luz solar directa, que no está bloqueada por las nubes, puede refractarse en una gota de agua (lluvia).

El ángulo del sol determina la altura del arco iris en el cielo. En ángulos solares >42°, la refracción de la luz está por debajo del horizonte, por lo que el arcoíris no es visible desde el nivel del suelo. Por ejemplo, se puede ver un arcoíris cuando el sol está detrás del espectador con un ángulo solar de 4°, pero no cuando el sol está directamente sobre la cabeza (90°), antes del amanecer (<0°) o cuando el sol está en frente al espectador.

Estos requisitos restringen el marco de tiempo y las condiciones específicas de lluvia y nubosidad en relación con el espectador necesario para que se produzca el arcoíris.

De este modo, los arcoíris pueden verse afectados por cambios antropogénicos en las precipitaciones y la nubosidad, incluidos los que se deben al aumento de las concentraciones de gases de efecto invernadero en la atmósfera debido a la actividad humana.

Impactos del cambio climático antropogénico sobre el arcoíris

Los arcoíris se producen cuando las gotas de agua refractan la luz solar. La luz del sol y la lluvia son, por lo tanto, ingredientes esenciales para el arcoíris. Las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles, están calentando la atmósfera, lo que cambia los patrones y la cantidad de lluvia y la cobertura de nubes.

Las latitudes del norte y las elevaciones muy altas, donde se predice que el calentamiento conducirá a menos nieve y más lluvia, experimentarán las mayores ganancias en la ocurrencia del arcoíris. Sin embargo, se prevé que los lugares con precipitaciones reducidas debido al cambio climático, como el Mediterráneo, pierdan días de arcoíris.

"Al vivir en Hawái, me sentí agradecida de que los impresionantes y efímeros arcoíris fueran parte de mi vida diaria", dijo la autora principal del estudio, Kimberly Carlson, quien ahora trabaja en el Departamento de Estudios Ambientales de la Universidad de Nueva York. "Me preguntaba cómo el cambio climático podría afectar tales oportunidades para ver el arcoíris".

A Camilo Mora, del departamento de Geografía y Medio Ambiente de la UH Manoa, le intrigó la pregunta y la planteó como eje de un proyecto para uno de sus cursos de posgrado.

Según Mora, "a menudo estudiamos cómo el cambio climático afecta directamente la salud y los medios de vida de las personas, por ejemplo, a través de la ocurrencia de un golpe de calor durante las olas de calor potenciadas por el cambio climático".

Sin embargo, pocos investigadores han examinado cómo el cambio climático podría afectar las cualidades estéticas de nuestro medio ambiente, y nadie se había molestado en mapear las ocurrencias del arcoíris, y mucho menos bajo el cambio climático.

Para responder a esta pregunta, un equipo que incluía a estudiantes de UH Mānoa observó fotografías cargadas en Flickr, una plataforma de redes sociales donde las personas comparten fotografías. Clasificaron decenas de miles de fotos tomadas en todo el mundo, etiquetadas con la palabra "arcoíris", para identificar los arcoíris generados por la refracción de la luz por las gotas de lluvia.

Amanda Wong, entonces estudiante de pregrado en Ciencias Ambientales Globales en la Escuela de Ciencias y Tecnologías Oceánicas y de la Tierra (SOEST) de la UH Manoa y coautora del artículo, señaló: "Tuvimos que clasificar fotos de obras de arte del arcoíris, banderas del arco iris , trucha arcoíris, eucalipto arcoíris y alimentos arcoíris para encontrar los verdaderos arcoíris".

Luego, los científicos entrenaron un modelo de predicción del arcoíris basado en las ubicaciones de las fotografías del arco iris y los mapas de precipitación, la cobertura de nubes y el ángulo del sol. Finalmente, aplicaron su modelo para predecir las ocurrencias actuales y futuras del arcoíris en áreas terrestres globales. El modelo sugiere que las islas son puntos calientes del arcoíris.

"Las islas son los mejores lugares para ver el arcoíris", según Steven Businger, profesor de Ciencias Atmosféricas en SOEST. "Esto se debe a que el terreno de la isla levanta el aire durante las brisas marinas diarias, produciendo lluvias localizadas rodeadas de cielos despejados que dejan entrar el sol para producir majestuosos arcoíris".

Se prevé que las islas hawaianas, apodadas recientemente como la "capital mundial del arcoíris", experimenten algunos días más con arcoíris al año. Los autores no llegaron a discutir cómo los cambios en la ocurrencia del arcoíris podrían afectar el bienestar humano. Sin embargo, los arcoíris son una parte importante de la cultura humana a lo largo de la historia y en todo el mundo y son estéticamente agradables.

"El cambio climático generará cambios generalizados en todos los aspectos de la experiencia humana en la Tierra. Los cambios en partes intangibles de nuestro entorno, como el sonido y la luz, son parte de estos cambios y merecen más atención por parte de los investigadores", dijo Carlson.

En este caso, los hallazgos generales son alentadores: parece que las personas tendrán más oportunidades de hacer una conexión arcoíris bajo el cambio climático.

La investigación fue publicada en Global Environmental Change.

Referencia
Kimberly M. Carlson et al,. Global rainbow distribution under current and future climates, Global Environmental Change (2022). DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2022.102604

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