El clima extremo incluye clima inesperado, inusual, severo o fuera de temporada ; clima en los extremos de la distribución histórica: el rango que se ha observado en el pasado. [1] [2] Los eventos extremos se basan en el historial meteorológico registrado de una ubicación. Se definen como pertenecientes al diez por ciento más inusual (percentil 10 o 90 de una función de densidad de probabilidad). [2] Los principales tipos de clima extremo incluyen olas de calor , olas de frío y fuertes precipitaciones o tormentas, como los ciclones tropicales . Los efectos de los fenómenos meteorológicos extremos son costes económicos, pérdida de vidas humanas, sequías , inundaciones , deslizamientos de tierra . El clima severo es un tipo particular de clima extremo que presenta riesgos para la vida y la propiedad.
El cambio climático está aumentando la periodicidad y la intensidad de algunos fenómenos meteorológicos extremos. [3] La confianza en la atribución de fenómenos meteorológicos extremos y otros fenómenos al cambio climático antropogénico es mayor en los cambios en la frecuencia o magnitud de los fenómenos extremos de calor y frío, con cierta confianza en los aumentos de las precipitaciones intensas y de la intensidad de las sequías. [4] La evidencia actual y los modelos climáticos muestran que un aumento de la temperatura global intensificará los eventos climáticos extremos en todo el mundo, amplificando así las pérdidas humanas, los daños y los costos económicos, y la destrucción de los ecosistemas.
El clima extremo tiene impactos significativos en la sociedad humana y en los ecosistemas naturales. Por ejemplo, la aseguradora mundial Munich Re estima que los desastres naturales causan más de 90 mil millones de dólares en pérdidas directas globales en 2015. [5] Algunas actividades humanas pueden exacerbar los efectos, por ejemplo, la mala planificación urbana , la destrucción de humedales y la construcción de viviendas a lo largo de llanuras aluviales .
El clima extremo describe eventos climáticos inusuales que se encuentran en los extremos de la distribución histórica de un área determinada. [2] : 2908 El Sexto Informe de Evaluación del IPCC define un evento climático extremo de la siguiente manera: "Un evento que es raro en un lugar y época del año en particular. Las definiciones de 'raro' varían, pero un evento climático extremo normalmente sería igual de raro igual o menos que el percentil 10 o 90 de una función de densidad de probabilidad estimada a partir de observaciones". [2] : 2908
En comparación, el término clima severo es cualquier aspecto del clima que presenta riesgos para la vida, la propiedad o requiere la intervención de las autoridades. [ cita necesaria ] El clima severo es, por tanto, un tipo particular de clima extremo.
Las definiciones de clima extremo varían en diferentes partes de la comunidad, lo que cambia los resultados de la investigación en esos campos. [5]
Las olas de calor son períodos de temperaturas e índice de calor anormalmente altos . Las definiciones de ola de calor varían debido a la variación de las temperaturas en diferentes ubicaciones geográficas. [6] El calor excesivo suele ir acompañado de altos niveles de humedad , pero también puede ser catastróficamente seco. [7]
Debido a que las olas de calor no son visibles como otras formas de clima severo, como huracanes, tornados y tormentas eléctricas, son una de las formas menos conocidas de clima extremo. [8] El clima extremadamente caluroso puede dañar las poblaciones y los cultivos debido a una posible deshidratación o hipertermia , calambres por calor , expansión del calor e insolación . Los suelos secos son más susceptibles a la erosión, lo que reduce las tierras disponibles para la agricultura . Los brotes de incendios forestales pueden aumentar en frecuencia a medida que la vegetación seca tiene una mayor probabilidad de arder. La evaporación de masas de agua puede ser devastadora para las poblaciones marinas, disminuyendo el tamaño de los hábitats disponibles, así como la cantidad de nutrientes presentes en las aguas. El ganado y otras poblaciones de animales también podrían disminuir.
Durante el calor excesivo, las plantas cierran los poros de las hojas ( estomas ), un mecanismo protector para conservar agua pero que también reduce la capacidad de absorción de las plantas. Esto deja más contaminación y ozono en el aire, lo que provoca una mayor mortalidad en la población. Se ha estimado que la contaminación adicional durante el caluroso verano de 2006 en el Reino Unido costó 460 vidas. [9] Se estima que las olas de calor europeas del verano de 2003 causaron un exceso de 30.000 muertes, debido al estrés por calor y la contaminación del aire . [10] Más de 200 ciudades estadounidenses han registrado nuevos récords de temperaturas máximas. [11] La peor ola de calor en los EE.UU. ocurrió en 1936 y mató directamente a más de 5000 personas. La peor ola de calor en Australia ocurrió en 1938-1939 y mató a 438 personas. La segunda peor fue en 1896.
También pueden ocurrir cortes de energía en áreas que experimentan olas de calor debido al aumento de la demanda de electricidad (es decir, uso de aire acondicionado). [12] El efecto isla de calor urbano puede aumentar las temperaturas, especialmente durante la noche. [13]
Una ola de frío es un fenómeno meteorológico que se caracteriza por un enfriamiento del aire. Específicamente, tal como lo utiliza el Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU ., una ola de frío es una caída rápida de la temperatura en un período de 24 horas que requiere una protección sustancialmente mayor para la agricultura, la industria, el comercio y las actividades sociales. El criterio preciso para una ola de frío está determinado por la velocidad a la que cae la temperatura y el mínimo al que cae. Esta temperatura mínima depende de la región geográfica y la época del año. [14] Las olas de frío generalmente son capaces de ocurrir en cualquier ubicación geológica y están formadas por grandes masas de aire frío que se acumulan en ciertas regiones, causadas por movimientos de corrientes de aire. [6]
Una ola de frío puede causar muerte y lesiones al ganado y a la vida silvestre. La exposición al frío exige una mayor ingesta calórica para todos los animales, incluidos los humanos, y si una ola de frío va acompañada de nieve intensa y persistente, es posible que los animales que pastan no puedan alcanzar los alimentos y el agua necesarios y mueran de hipotermia o inanición. Las olas de frío a menudo exigen la compra de forraje para el ganado a un costo considerable para los agricultores. [6] Las poblaciones humanas pueden sufrir congelación cuando se exponen durante períodos prolongados al frío y pueden provocar la pérdida de extremidades o daños a los órganos internos.
El frío extremo del invierno a menudo provoca que las tuberías de agua mal aisladas se congelen. Incluso algunas tuberías interiores mal protegidas pueden romperse a medida que el agua congelada se expande dentro de ellas, causando daños a la propiedad. Paradójicamente, los incendios se vuelven más peligrosos cuando hace frío extremo. Las tuberías de agua pueden romperse y el suministro de agua puede volverse poco fiable, lo que dificulta la lucha contra incendios . [6]
Las olas de frío que provocan heladas y heladas inesperadas durante la temporada de crecimiento en zonas de latitudes medias pueden matar las plantas durante las primeras y más vulnerables etapas de crecimiento. Esto da como resultado la pérdida de cosechas, ya que las plantas mueren antes de que puedan cosecharse económicamente. Estas olas de frío han provocado hambrunas . Las olas de frío también pueden hacer que las partículas del suelo se endurezcan y congelen, lo que dificulta el crecimiento de las plantas y la vegetación en estas áreas. Un extremo fue el llamado Año Sin Verano de 1816, uno de varios años durante la década de 1810 en los que numerosas cosechas fracasaron durante las extrañas olas de frío del verano después de que las erupciones volcánicas redujeran la luz solar entrante.
En algunos casos, el clima invernal extremadamente frío y más frecuente (es decir, en partes de Asia y América del Norte, incluida la ola de frío norteamericana de febrero de 2021 ) puede ser el resultado del cambio climático, como por ejemplo los cambios en el Ártico . [15] [16] Sin embargo, las conclusiones que vinculan el cambio climático con las olas de frío todavía se consideran controvertidas. [17] [ ¿ fuente poco confiable? ] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s ) ] El proyecto JRC PESETA IV concluyó en 2020 que el cambio climático general resultará en una disminución en la intensidad y frecuencia de las olas de frío extremo, con inviernos más suaves que reducirán las muertes por frío extremo, [18] [ adicional cita (s) necesaria ] incluso si el clima frío extremo individual a veces puede ser causado por cambios debido al cambio climático y posiblemente incluso volverse más frecuente en algunas regiones. Según un estudio de 2023, "los eventos de frío extremo (ECE) débiles disminuyen significativamente en frecuencia, área de proyección y área total sobre el hemisferio norte con el calentamiento global. Sin embargo, la frecuencia, el área de proyección y el área total de ECE fuertes no muestran una tendencia significativa". mientras que en Siberia y Canadá están aumentando". [19]
Un ciclón tropical es un sistema de tormentas de rápida rotación caracterizado por un centro de baja presión , una circulación atmosférica cerrada de bajo nivel , fuertes vientos y una disposición en espiral de tormentas eléctricas que producen fuertes lluvias y ráfagas . Dependiendo de su ubicación y fuerza, un ciclón tropical recibe diferentes nombres, incluyendo huracán ( / ˈ h ʌr ɪ k ən , - k eɪ n / ), tifón ( / t aɪ ˈ f uː n / ), tormenta tropical, tormenta ciclónica, depresión tropical o simplemente ciclón. Un huracán es un fuerte ciclón tropical que ocurre en el Océano Atlántico o en el noreste del Océano Pacífico , y un tifón ocurre en el noroeste del Océano Pacífico. En el Océano Índico y el Pacífico Sur, tormentas comparables se denominan "ciclones tropicales". En los tiempos modernos, en promedio se forman alrededor de 80 a 90 ciclones tropicales con nombre cada año en todo el mundo, más de la mitad de los cuales desarrollan vientos huracanados de 65 nudos (120 km/h; 75 mph) o más. [20] Los ciclones tropicales transportan calor y energía fuera de los trópicos y los transportan hacia latitudes templadas, lo que desempeña un papel importante en la regulación del clima global .
Los ciclones tropicales suelen formarse sobre grandes masas de agua relativamente cálida. Obtienen su energía a través de la evaporación del agua de la superficie del océano , que finalmente se condensa en nubes y lluvia cuando el aire húmedo se eleva y se enfría hasta la saturación . Esta fuente de energía difiere de la de las tormentas ciclónicas de latitudes medias , como las del noreste y las tormentas de viento europeas , que se alimentan principalmente de contrastes de temperatura horizontales . Los ciclones tropicales suelen tener entre 100 y 2000 km (62 y 1243 millas) de diámetro.En términos generales, un fenómeno meteorológico extremo no puede atribuirse a ninguna causa ; sin embargo, ciertos cambios en todo el sistema en los sistemas climáticos globales pueden conducir a una mayor frecuencia o intensidad de eventos climáticos extremos. [5]
Algunos aspectos de nuestro sistema climático tienen un cierto nivel de variabilidad natural y los fenómenos meteorológicos extremos pueden ocurrir por varias razones más allá del impacto humano, incluidos cambios en la presión o el movimiento del aire. Las áreas a lo largo de la costa o ubicadas en regiones tropicales tienen más probabilidades de experimentar tormentas con fuertes precipitaciones que las regiones templadas, aunque tales eventos pueden ocurrir. No todos los fenómenos meteorológicos inusuales pueden atribuirse al cambio climático. La atmósfera es un sistema complejo y dinámico, influenciado por varios factores como la inclinación y órbita naturales de la Tierra, la absorción o reflexión de la radiación solar, el movimiento de masas de aire y el ciclo hidrológico. Debido a esto, los patrones climáticos pueden experimentar cierta variación, por lo que el clima extremo puede atribuirse, al menos en parte, a la variabilidad natural que existe en la Tierra. Las variaciones climáticas como El Niño-Oscilación del Sur o la Oscilación del Atlántico Norte impactan los patrones climáticos en regiones específicas del mundo, influyendo en la temperatura y las precipitaciones. [21] Los fenómenos meteorológicos extremos sin precedentes que se han catalogado a lo largo de los últimos doscientos años probablemente surgen cuando patrones climáticos como ENSO o NAO funcionan "en la misma dirección que el calentamiento inducido por el hombre". [21]
Algunos estudios afirman una conexión entre el rápido calentamiento de las temperaturas árticas y, por tanto, la desaparición de la criosfera , con el clima extremo en latitudes medias. [23] [24] [25] [26] En un estudio publicado en Nature en 2019, los científicos utilizaron varias simulaciones para determinar que el derretimiento de las capas de hielo en Groenlandia y la Antártida podría afectar el nivel general y la temperatura del mar. [27] Otros modelos han demostrado que el aumento moderno de la temperatura y la posterior adición de agua de deshielo al océano podrían provocar una interrupción de la circulación termohalina, que es responsable del movimiento del agua de mar y la distribución del calor en todo el mundo. [28] Un colapso de esta circulación en el hemisferio norte podría provocar un aumento de las temperaturas extremas en Europa, así como tormentas más frecuentes al alterar la variabilidad y las condiciones climáticas naturales. [28] Por lo tanto, a medida que el aumento de las temperaturas hace que los glaciares se derritan, las latitudes medias podrían experimentar cambios en los patrones climáticos o las temperaturas. [28]
Se notificaron alrededor de 6.681 eventos relacionados con el clima durante el período 2000-2019, en comparación con 3.656 eventos relacionados con el clima reportados durante 1980-1999. [29] En este informe, un 'evento relacionado con el clima' se refiere a inundaciones, tormentas, sequías, deslizamientos de tierra, temperaturas extremas (como olas de calor o heladas) e incendios forestales; excluye eventos geofísicos como erupciones volcánicas, terremotos o movimientos de masas. [29] Si bien hay evidencia de que un clima global cambiante, como un aumento de la temperatura, ha impactado la frecuencia de eventos climáticos extremos, es probable que los efectos más significativos surjan en el futuro. Aquí es donde los modelos climáticos son útiles, ya que pueden proporcionar simulaciones de cómo puede comportarse la atmósfera a lo largo del tiempo y qué medidas deben tomarse en la actualidad para mitigar cualquier cambio negativo. [30]
La creciente probabilidad de que se produzcan temperaturas extremas récord durante una semana depende de la tasa de calentamiento, más que del nivel de calentamiento global. [31] [32]
Algunos investigadores atribuyen el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos a sistemas de notificación más fiables. [29] También se podría argumentar una diferencia en lo que se considera "clima extremo" en diferentes sistemas climáticos. La notificación excesiva o insuficiente de víctimas o pérdidas puede dar lugar a imprecisiones en el impacto de las condiciones meteorológicas extremas. Sin embargo, los informes de la ONU muestran que, aunque algunos países han experimentado mayores efectos, ha habido aumentos de eventos climáticos extremos en todos los continentes. [29] La evidencia actual y los modelos climáticos muestran que un aumento de la temperatura global intensificará los eventos climáticos extremos en todo el mundo, amplificando así las pérdidas humanas, los daños y los costos económicos, y la destrucción de los ecosistemas. [ cita necesaria ]
En 2020, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) del gobierno estadounidense predijo que, a lo largo del siglo XXI, la frecuencia de las tormentas tropicales y los huracanes del Atlántico disminuiría en un 25 por ciento, mientras que su intensidad máxima aumentaría en un 5 por ciento. [33]
El cambio climático puede afectar a los ciclones tropicales de diversas maneras: una intensificación de las precipitaciones y la velocidad del viento, una disminución de la frecuencia general, un aumento de la frecuencia de tormentas muy intensas y una extensión hacia los polos del lugar donde los ciclones alcanzan su máxima intensidad se encuentran entre las posibles consecuencias del cambio climático inducido por el hombre. [34] Los ciclones tropicales utilizan aire cálido y húmedo como fuente de energía o "combustible". A medida que el cambio climático está calentando las temperaturas del océano , potencialmente hay más combustible disponible. [35]
Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superiores en la escala Saffir-Simpson . La tendencia fue más clara en el Atlántico Norte y en el Océano Índico Meridional. En el Pacífico Norte , los ciclones tropicales se han desplazado hacia los polos hacia aguas más frías y no hubo ningún aumento en su intensidad durante este período. [36] Con un calentamiento de 2 °C (3,6 °F), se espera que un mayor porcentaje (+13%) de ciclones tropicales alcancen fuerza de categoría 4 y 5. [34] Un estudio de 2019 indica que el cambio climático ha estado impulsando la tendencia observada de rápida intensificación de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico. Los ciclones que se intensifican rápidamente son difíciles de pronosticar y, por lo tanto, plantean un riesgo adicional para las comunidades costeras. [37]Hay muchas actividades antropogénicas que pueden exacerbar los efectos de los fenómenos meteorológicos extremos. La planificación urbana a menudo amplifica los impactos de las inundaciones urbanas , especialmente en áreas que tienen un mayor riesgo de sufrir tormentas debido a su ubicación y variabilidad climática. En primer lugar, aumentar la cantidad de superficies impermeables, como aceras, caminos y techos, significa que la tierra absorbe menos agua de las tormentas entrantes. [38] La destrucción de los humedales, que actúan como reservorio natural al absorber agua, puede intensificar el impacto de las inundaciones y las precipitaciones extremas. [39] Esto puede ocurrir tanto en el interior como en la costa. Sin embargo, la destrucción de los humedales a lo largo de la costa puede significar la disminución del "colchón" natural de un área, permitiendo así que las marejadas ciclónicas y las inundaciones lleguen más hacia el interior durante los huracanes o ciclones. [40] La construcción de viviendas por debajo del nivel del mar o a lo largo de una llanura aluvial pone a los residentes en mayor riesgo de destrucción o lesiones en caso de precipitaciones extremas.
Un mayor número de zonas urbanas también puede contribuir al aumento de fenómenos meteorológicos extremos o inusuales. Las estructuras altas pueden alterar la forma en que se mueve el viento en un área urbana, empujando el aire más cálido hacia arriba e induciendo convección, creando tormentas eléctricas. [38] Estas tormentas conllevan un aumento de las precipitaciones que, debido a la gran cantidad de superficies impermeables en las ciudades, pueden tener impactos devastadores. [38] Las superficies impermeables también absorben energía del sol y calientan la atmósfera, provocando aumentos drásticos de las temperaturas en las zonas urbanas. Esto, junto con la contaminación y el calor liberado por los automóviles y otras fuentes antropogénicas, contribuye a las islas de calor urbanas. [41]
Las primeras investigaciones sobre condiciones climáticas extremas se centraron en afirmaciones sobre la predicción de ciertos eventos. La investigación contemporánea se centra más en la atribución de causas a las tendencias de los acontecimientos. [5] En particular, el campo se centra en el cambio climático junto con otros factores causales de estos eventos. [5]
Un informe de 2016 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina recomendó invertir en mejores prácticas compartidas en todo el campo trabajando en la investigación de atribución, mejorando la conexión entre los resultados de la investigación y el pronóstico del tiempo. [4]
A medida que se realizan más investigaciones en esta área, los científicos han comenzado a investigar la conexión entre el cambio climático y los fenómenos meteorológicos extremos y qué impactos futuros pueden surgir. Gran parte de este trabajo se realiza mediante modelos climáticos. Los modelos climáticos proporcionan predicciones importantes sobre las características futuras de la atmósfera, los océanos y la Tierra utilizando datos recopilados en la actualidad. [30] Sin embargo, si bien los modelos climáticos son vitales para estudiar procesos más complejos como el cambio climático o la acidificación de los océanos, todavía son sólo aproximaciones. [30] Además, los fenómenos meteorológicos son complejos y no pueden vincularse a una causa singular; a menudo hay muchas variables atmosféricas, como la temperatura, la presión o la humedad, que se deben tener en cuenta, además de cualquier influencia del cambio climático o la variabilidad natural. [30]
Un registro importante de los fenómenos meteorológicos extremos lo constituyen las estadísticas recopiladas de todo el mundo, que pueden ayudar a los científicos y responsables de la formulación de políticas a comprender mejor cualquier cambio en las condiciones meteorológicas y climáticas. Estas estadísticas también pueden influir en los modelos climáticos. Las estadísticas han mostrado un aumento de los fenómenos meteorológicos extremos a lo largo del siglo XX y principios del siglo XXI. [ cita necesaria ]
Los efectos del clima extremo incluyen, entre otros: [44] [45]
Según el IPCC (2011), las estimaciones de pérdidas anuales han oscilado desde 1980 entre unos pocos miles de millones y más de 200 mil millones de dólares (en dólares de 2010), siendo el valor más alto el de 2005 (el año del huracán Katrina ). [46] Las pérdidas globales por desastres relacionados con el clima, como la pérdida de vidas humanas, patrimonio cultural y servicios ecosistémicos , son difíciles de valorar y monetizar y, por lo tanto, no se reflejan adecuadamente en las estimaciones de pérdidas. [47] [48] Sin embargo, las recientes tormentas anormalmente intensas, huracanes, inundaciones, olas de calor, sequías e incendios forestales a gran escala asociados han tenido consecuencias ecológicas negativas sin precedentes para los bosques tropicales y los arrecifes de coral en todo el mundo. [49]
El número de muertes por desastres naturales ha disminuido más del 90 por ciento desde la década de 1920, según la Base de Datos Internacional de Desastres, incluso cuando la población humana total en la Tierra se cuadruplicó y las temperaturas aumentaron 1,3 °C. En la década de 1920, 5,4 millones de personas murieron a causa de desastres naturales, mientras que en la década de 2010, solo 400.000 lo hicieron. [50]
Las disminuciones más dramáticas y rápidas en las muertes por fenómenos climáticos extremos se han producido en el sur de Asia. Mientras que un ciclón tropical en 1991 en Bangladesh mató a 135.000 personas, y un ciclón de 1970 mató a 300.000, el ciclón Ampham , de tamaño similar , que azotó India y Bangladesh en 2020, mató solo a 120 personas en total. [51] [52] [53]
El 23 de julio de 2020, Munich Re anunció que el total de 2.900 muertes globales por desastres naturales durante la primera mitad de 2020 fue un mínimo histórico y "mucho más bajo que las cifras promedio tanto de los últimos 30 años como de los últimos 10 años". " [54]
Un estudio de 2021 encontró que el 9,4% de las muertes mundiales entre 2000 y 2019 (~5 millones al año) pueden atribuirse a temperaturas extremas, siendo las relacionadas con el frío la mayor proporción y disminuyendo, y las relacionadas con el calor representando ~0,91% y aumentando. . [55] [56]
El cambio climático ha provocado un aumento en la frecuencia y/o intensidad de ciertos tipos de clima extremo. [58] Tormentas como huracanes o ciclones tropicales pueden experimentar mayores precipitaciones, provocando grandes inundaciones o deslizamientos de tierra al saturar el suelo. Esto se debe a que el aire más cálido es capaz de "retener" más humedad debido a que las moléculas de agua tienen mayor energía cinética, y la precipitación ocurre a un ritmo mayor porque más moléculas tienen la velocidad crítica necesaria para caer en forma de gotas de lluvia. [59] Un cambio en los patrones de lluvia puede provocar mayores cantidades de precipitación en un área, mientras que otra experimenta condiciones mucho más cálidas y secas, lo que puede provocar sequía. [60] Esto se debe a que un aumento de las temperaturas también conduce a un aumento de la evaporación en la superficie de la tierra, por lo que más precipitaciones no significa necesariamente condiciones universalmente más húmedas o un aumento mundial del agua potable. [59]
