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Ciclones tropicales y cambio climático

Actividad de ciclones tropicales del Atlántico norte según el índice de disipación de energía, 1949-2015. La temperatura de la superficie del mar se ha representado junto con el PDI para mostrar cómo se comparan. Las líneas se han suavizado utilizando un promedio ponderado de cinco años, trazado a mitad del año.

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. [1] 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. [2]

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 estado desplazando hacia los polos hacia aguas más frías y no hubo ningún aumento en su intensidad durante este período. [3] 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. [1] 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. [4]

El aire más cálido puede contener más vapor de agua: el contenido máximo teórico de vapor de agua viene dado por la relación Clausius-Clapeyron , que produce un aumento de ≈7% en el vapor de agua en la atmósfera por cada 1 °C (1,8 °F) de calentamiento. [5] [6] Todos los modelos que se evaluaron en un artículo de revisión de 2019 muestran un aumento futuro de las tasas de lluvia. [1] Un aumento adicional del nivel del mar aumentará los niveles de marejadas ciclónicas. [7] [8] Es posible que las ondas de viento extremas aumenten como consecuencia de los cambios en los ciclones tropicales, lo que exacerba aún más los peligros de las marejadas ciclónicas para las comunidades costeras. [9] Se prevé que los efectos compuestos de las inundaciones, las marejadas ciclónicas y las inundaciones terrestres (ríos) aumenten debido al calentamiento global . [8]

Actualmente no hay consenso sobre cómo afectará el cambio climático a la frecuencia general de los ciclones tropicales. [1] La mayoría de los modelos climáticos muestran una frecuencia disminuida en las proyecciones futuras. [9] Por ejemplo, un artículo de 2020 que compara nueve modelos climáticos de alta resolución encontró fuertes disminuciones en la frecuencia en el Océano Índico Meridional y el hemisferio sur en general, al tiempo que encontró señales mixtas para los ciclones tropicales del hemisferio norte. [10] Las observaciones han mostrado pocos cambios en la frecuencia general de ciclones tropicales en todo el mundo, [11] con una mayor frecuencia en el Atlántico norte y el Pacífico central, y disminuciones significativas en el sur del Océano Índico y el oeste del Pacífico norte. [12] Ha habido una expansión hacia los polos de la latitud en la que se produce la intensidad máxima de los ciclones tropicales, lo que puede estar asociado con el cambio climático. [13] En el Pacífico Norte, también puede haber habido una expansión hacia el este. [7] Entre 1949 y 2016, hubo una desaceleración en la velocidad de traslación de los ciclones tropicales. Aún no está claro hasta qué punto esto puede atribuirse al cambio climático: no todos los modelos climáticos muestran esta característica. [9]

Fondo

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 o ráfagas. La mayoría de estos sistemas se forman cada año en una de las siete cuencas de ciclones tropicales, que son monitoreadas por una variedad de servicios meteorológicos y centros de alerta.

Los factores que determinan la actividad de los ciclones tropicales se conocen relativamente bien: los niveles más cálidos del mar son favorables a los ciclones tropicales, así como una troposfera media inestable y húmeda, mientras que la cizalladura vertical del viento los suprime. Todos estos factores cambiarán con el cambio climático , pero no siempre está claro cuál factor domina. [14]

Los ciclones tropicales se conocen como huracanes en el océano Atlántico y el océano Pacífico nororiental , tifones en el océano Pacífico noroccidental y ciclones en el Pacífico sur o el océano Índico . [15] Básicamente, todas son el mismo tipo de tormenta.

Datos y modelos

Contenido de calor global del océano en los 700 m superiores del océano
Actividad de ciclones tropicales en el Atlántico norte según el índice de energía ciclónica acumulada, 1950-2020. Para ver un gráfico global de ACE, visite este enlace.

Medición

Basada en imágenes de satélite, la técnica de Dvorak es la técnica principal utilizada para estimar globalmente la intensidad de los ciclones tropicales. [dieciséis]

La intensidad potencial (PI) de los ciclones tropicales se puede calcular a partir de datos observados, derivados principalmente de perfiles verticales de temperatura, humedad y temperaturas de la superficie del mar (SST). La energía potencial convectiva disponible (CAPE) se calculó a partir de estaciones de radiosondas en partes de los trópicos entre 1958 y 1997, pero se considera de mala calidad. El índice de disipación de energía (PDI) representa la disipación de energía total para el Atlántico norte y el Pacífico norte occidental, y está fuertemente correlacionado con las TSM tropicales. [17] Existen varias escalas de ciclones tropicales para clasificar un sistema.

Récord histórico

Desde la era de los satélites, que comenzó alrededor de 1970, se considera que las tendencias son bastante sólidas en lo que respecta a la conexión entre las tormentas y las temperaturas de la superficie del mar. Existe acuerdo en que hubo períodos de tormentas activas en el pasado más lejano, pero el índice de disipación de energía relacionado con la temperatura de la superficie del mar no fue tan alto. [17] La ​​paleotempestología es la ciencia de la actividad de ciclones tropicales en el pasado mediante indicadores geológicos (sedimentos de inundación) o registros documentales históricos, como naufragios o anomalías de anillos de árboles. A partir de 2019 , los estudios paleoclimáticos aún no son lo suficientemente consistentes como para sacar conclusiones para regiones más amplias, pero proporcionan información útil sobre ubicaciones específicas. [18]

Modelado de ciclones tropicales

Los modelos climáticos se utilizan para estudiar los cambios futuros esperados en la actividad ciclónica. Los modelos climáticos de menor resolución no pueden representar la convección directamente y, en cambio, utilizan parametrizaciones para aproximarse a los procesos de menor escala. Esto plantea dificultades para los ciclones tropicales, ya que la convección es una parte esencial de la física de los ciclones tropicales.

Los modelos globales de mayor resolución y los modelos climáticos regionales pueden requerir un mayor uso de computadora para ejecutarse, lo que dificulta simular suficientes ciclones tropicales para un análisis estadístico sólido. Sin embargo, con los crecientes avances tecnológicos, los modelos climáticos han mejorado las capacidades de simulación de la frecuencia e intensidad de los ciclones tropicales. [19] [20]

Un desafío que enfrentan los científicos al modelar es determinar si los cambios recientes en los ciclones tropicales están asociados con el forzamiento antropogénico o si estos cambios todavía están dentro de su variabilidad natural. [21] Esto es más evidente cuando se examinan ciclones tropicales en resoluciones temporales más largas. Un estudio encontró una tendencia decreciente en las tormentas tropicales a lo largo de la costa oriental de Australia durante un registro histórico de un siglo de duración. [22]

Cambios en los ciclones tropicales

1970 Ciclón Bhola antes de tocar tierra. Se convirtió en el ciclón tropical más mortífero jamás registrado, con más de 300.000 víctimas.

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 son algunas de las posibles consecuencias. del cambio climático inducido por el hombre. [23]

Lluvia

El aire más cálido puede contener más vapor de agua: el contenido máximo teórico de vapor de agua viene dado por la relación Clausius-Clapeyron , que produce un aumento de ≈7% en el vapor de agua en la atmósfera por cada 1 °C de calentamiento. [5] [6] Todos los modelos que se evaluaron en un artículo de revisión de 2019 muestran un aumento futuro de las tasas de lluvia, que es la lluvia que cae por hora. [23] La Organización Meteorológica Mundial declaró en 2017 que la cantidad de lluvia causada por el huracán Harvey probablemente había aumentado debido al cambio climático. [24] [25]

El área de precipitación de un ciclón tropical (a diferencia de su tasa) está controlada principalmente por la temperatura ambiental de la superficie del mar (SST), relativa a la TSM media tropical, llamada temperatura relativa de la superficie del mar. Las precipitaciones se expandirán hacia afuera a medida que aumente la TSM relativa, asociado con una expansión del campo de vientos de tormenta. Los ciclones tropicales más grandes se observan en los trópicos del Pacífico norte occidental, donde se encuentran los mayores valores de TSM relativa y humedad relativa de la troposfera media . Suponiendo que las temperaturas del océano aumenten de manera uniforme, no es probable que un clima más cálido afecte el área de precipitaciones. [26]

Intensidad

El promedio de 20 años del número anual de huracanes de Categoría 4 y 5 en la región del Atlántico aproximadamente se ha duplicado desde el año 2000. [27]

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. [28] Un estudio publicado en 2012 sugiere que las TSM pueden ser valiosas como indicador para medir la intensidad potencial (PI) de los ciclones tropicales, ya que los ciclones son sensibles a las temperaturas de las cuencas oceánicas. [29] Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superiores en la escala Saffir-Simpson , que son ciclones con velocidades de viento superiores a 178 km por hora. 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. [30] Con un calentamiento de 2 °C, se espera que un mayor porcentaje (+13%) de ciclones tropicales alcancen fuerza de categoría 4 y 5. [23] Un estudio de las tormentas de 2020 con al menos la fuerza de una tormenta tropical concluyó que el cambio climático inducido por el hombre aumentó las tasas de lluvias extremas de tormentas cada 3 horas en un 10%, y las cantidades de lluvias extremas acumuladas en 3 días en un 5%, y para huracanes. tormentas de fuerza las cifras aumentaron al 11% y al 8%. [31]

Es probable que el cambio climático haya estado impulsando la tendencia observada de rápida intensificación de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico, y la proporción de tormentas que se intensificaron casi se duplicó entre los años 1982 y 2009. [32] [33] Los ciclones que se intensifican rápidamente son difíciles de pronosticar y predecir. representan un riesgo adicional para las comunidades costeras. [34] Las tormentas también han comenzado a decaer más lentamente una vez que tocan tierra, amenazando áreas más hacia el interior que en el pasado. [35] La temporada de huracanes del Atlántico de 2020 fue excepcionalmente activa y batió numerosos récords de frecuencia e intensidad de tormentas. [36]

Tormentas tropicales y huracanes del Atlántico norte
  Categoría de huracán 4-5
  Categoría de huracán 1-3
  Tormenta tropical o depresión tropical

Frecuencia

No hay consenso sobre cómo afectará el cambio climático a la frecuencia general de los ciclones tropicales. [23] La mayoría de los modelos climáticos muestran una frecuencia disminuida en las proyecciones futuras. [18] Por ejemplo, un artículo de 2020 que compara nueve modelos climáticos de alta resolución encontró fuertes disminuciones en la frecuencia en el Océano Índico meridional y el hemisferio sur en general, al tiempo que encontró señales mixtas para los ciclones tropicales del hemisferio norte. [37] Las observaciones han mostrado pocos cambios en la frecuencia general de los ciclones tropicales en todo el mundo. [38]

Un estudio publicado en 2015 concluyó que habría más ciclones tropicales en un clima más frío y que la génesis de ciclones tropicales es posible con temperaturas de la superficie del mar inferiores a 26 °C. [39] [40] Con temperaturas más cálidas en la superficie del mar, especialmente en el hemisferio sur, junto con mayores niveles de dióxido de carbono, es probable que la frecuencia de los ciclones tropicales se reduzca en el futuro. [29] [41]

La investigación realizada por Murakami et al. Tras la temporada de huracanes de 2015 en el Océano Pacífico oriental y central, donde se produjo un número récord de ciclones tropicales y tres huracanes simultáneos de categoría 4 , concluye que el forzamiento de gases de efecto invernadero aumenta el calentamiento del Pacífico subtropical, lo que, según proyectan, aumentará la frecuencia de ciclones tropicales extremadamente activos en este área. [42]

Pistas de tormenta

Ha habido una expansión hacia los polos de la latitud en la que se produce la máxima intensidad de los ciclones tropicales, lo que puede estar asociado con el cambio climático. [13] En el Pacífico Norte, también puede haber una expansión hacia el este. [43] Entre 1949 y 2016, hubo una desaceleración en la velocidad de traslación de los ciclones tropicales. Aún no está claro hasta qué punto esto puede atribuirse al cambio climático: no todos los modelos climáticos muestran esta característica. [18]

Marejadas ciclónicas y peligros de inundaciones

Un aumento adicional del nivel del mar aumentará los niveles de marejadas ciclónicas. [43] [44] Es posible que las olas de viento extremas experimenten un aumento como consecuencia de los cambios en los ciclones tropicales, lo que exacerba aún más los peligros de las marejadas ciclónicas para las comunidades costeras. [18] Entre 1923 y 2008, los incidentes de marejadas ciclónicas a lo largo de la costa atlántica de Estados Unidos mostraron una tendencia positiva. [45] Un estudio de 2017 analizó los efectos compuestos de las inundaciones, las marejadas ciclónicas y las inundaciones terrestres (ríos), y proyecta un aumento debido al cambio climático . [44] [46] Sin embargo, los científicos aún no están seguros de si los recientes aumentos de las marejadas ciclónicas son una respuesta al cambio climático antropogénico. [47]

Ciclones tropicales en diferentes cuencas

Seis ciclones tropicales se arremolinan sobre dos cuencas el 16 de septiembre de 2020.

Huracanes

Los estudios realizados en 2008 y 2016 analizaron la duración de la temporada de huracanes en el Atlántico y descubrieron que podría estar alargándose, en particular al sur de 30°N y al este de 75°W, o la tendencia hacia más tormentas tempranas y tardías de temporada. correlacionado con el calentamiento de las temperaturas de la superficie del mar. Sin embargo, la incertidumbre sigue siendo alta y un estudio no encontró ninguna tendencia y otro resultados mixtos. [48]

Un estudio de 2011 vinculó el aumento de la actividad de huracanes intensos en el Atlántico norte con un desplazamiento hacia el norte y la amplificación de las actividades convectivas de las ondas orientales africanas (AEW). [49] Además de la intensidad del ciclón, se ha demostrado que tanto el tamaño como la velocidad de traslación contribuyen sustancialmente a los impactos resultantes del paso del huracán. Un estudio de 2014 investigó la respuesta de las AEW a escenarios de altas emisiones y encontró aumentos en los gradientes de temperatura regionales, convergencia y elevación a lo largo del Frente Intertropical de África, lo que resultó en el fortalecimiento de las ondas orientales africanas, lo que afecta el clima en África occidental y el Atlántico en general. cuenca. [50]

Un estudio de 2017 concluyó que la temporada de huracanes altamente activa de 2015 no podía atribuirse únicamente a un fuerte episodio de El Niño . En cambio, el calentamiento subtropical también fue un factor importante, una característica más común como consecuencia del cambio climático. [42] Un estudio de 2019 encontró que el aumento de la evaporación y la mayor capacidad de la atmósfera para retener vapor de agua relacionado con el cambio climático, ya aumentaron la cantidad de lluvia de los huracanes Katrina, Irma y María entre un 4 y un 9 por ciento. Se proyectaron aumentos futuros de hasta el 30%. [51]

Un estudio de 2018 no encontró tendencias significativas en la frecuencia ni la intensidad de los huracanes que tocan tierra en los Estados Unidos continentales desde 1900. Además, el crecimiento de las poblaciones costeras y la riqueza regional fueron los impulsores abrumadores de los aumentos observados en los daños relacionados con los huracanes. [52]

tifones

Las investigaciones basadas en registros de Japón y Hawaii indican que los tifones en el noroeste del Pacífico se intensificaron entre un 12% y un 15% en promedio desde 1977. Los tifones más fuertes observados se duplicaron o triplicaron en algunas regiones; la intensidad de determinados sistemas de llegada a tierra es más pronunciada. Este aumento en la intensidad de las tormentas afecta a las poblaciones costeras de China , Japón , Corea y Filipinas , y se ha atribuido al calentamiento de las aguas del océano. Los autores señalaron que aún no está claro hasta qué punto el calentamiento global causó el aumento de la temperatura del agua, pero las observaciones son consistentes con lo que el IPCC proyecta para el calentamiento de la temperatura de la superficie del mar. [53] La cizalladura vertical del viento ha experimentado tendencias decrecientes en China y sus alrededores , creando condiciones más favorables para ciclones tropicales intensos. Esto se debe principalmente al debilitamiento del monzón de verano del este de Asia , consecuencia del calentamiento global. [54]

Gestión de riesgos y adaptación

Existen varios riesgos asociados con el aumento de las tormentas tropicales, como que directa o indirectamente pueden causar lesiones o muerte. [55] La estrategia más eficaz para gestionar los riesgos ha sido el desarrollo de sistemas de alerta temprana. [56] Otra política que mitigaría los riesgos de inundaciones es la reforestación de las zonas del interior para fortalecer el suelo de las comunidades y reducir las inundaciones costeras. [57] También se recomienda que las escuelas, iglesias y otras infraestructuras comunitarias locales estén permanentemente equipadas para convertirse en refugios contra ciclones. [57] Centrarse en aplicar recursos para brindar ayuda inmediata a los afectados puede desviar la atención de soluciones a más largo plazo. Esto se agrava aún más en las comunidades y países de bajos ingresos, ya que son los que más sufren las consecuencias de los ciclones tropicales. [57]

región pacífica

Ya se han adoptado y se están aplicando decisiones nacionales y supranacionales específicas. El Marco para el Desarrollo Resiliente en el Pacífico (FRDP) se ha instituido para fortalecer y coordinar mejor la respuesta a los desastres y la adaptación al cambio climático entre las naciones y comunidades de la región. Países específicos como Tonga y las Islas Cook en el Pacífico Sur bajo este régimen han desarrollado un Plan de Acción Nacional Conjunto sobre Cambio Climático y Gestión del Riesgo de Desastres (JNAP) para coordinar y ejecutar respuestas al creciente riesgo de cambio climático. [57] [58] Estos países han identificado las áreas más vulnerables de sus naciones, han generado políticas nacionales y supranacionales para ser implementadas y han proporcionado objetivos y cronogramas específicos para lograr estos objetivos. [58] Estas acciones a implementar incluyen la reforestación , la construcción de diques y presas , la creación de sistemas de alerta temprana, el refuerzo de las infraestructuras de comunicación existentes, la búsqueda de nuevas fuentes de agua dulce , la promoción y subvención de la proliferación de energías renovables , la mejora de las técnicas de riego para promover la agricultura sostenible. , aumentar los esfuerzos de educación pública sobre medidas sostenibles y ejercer presión a nivel internacional para un mayor uso de fuentes de energía renovables. [58]

Estados Unidos

El número de huracanes en el Atlántico valorados en mil millones de dólares casi se duplicó entre los años 1980 y 2010, y los costos ajustados a la inflación se han multiplicado por más de once. [59] Los aumentos se han atribuido al cambio climático y al mayor número de personas que se desplazan a las zonas costeras. [59]

En Estados Unidos , se han adoptado varias iniciativas para prepararse mejor ante el fortalecimiento de los huracanes, como la preparación de refugios de emergencia locales, la construcción de dunas de arena y diques , e iniciativas de reforestación. [60] A pesar de mejores capacidades de modelización de huracanes, los daños a la propiedad han aumentado dramáticamente. [61] El Programa Nacional de Seguro contra Inundaciones incentiva a las personas a reconstruir casas en áreas propensas a inundaciones y, por lo tanto, obstaculiza la adaptación al mayor riesgo de huracanes y aumento del nivel del mar. [62] Debido a la cizalladura del viento y las marejadas ciclónicas, un edificio con una envolvente débil está sujeto a más daños. La evaluación de riesgos utilizando modelos climáticos ayuda a determinar la integridad estructural de los edificios residenciales en áreas propensas a huracanes. [63]

Algunos ecosistemas, como las marismas, los manglares y los arrecifes de coral, pueden actuar como un obstáculo natural para la erosión costera, las marejadas ciclónicas y los daños causados ​​por los vientos de los huracanes. [64] [65] Se considera que estos hábitats naturales son más rentables ya que sirven como sumidero de carbono y apoyan la biodiversidad de una región. [65] [66] Aunque existe evidencia sustancial de que los hábitats naturales son la barrera más beneficiosa para los ciclones tropicales, las defensas construidas son a menudo la solución principal para las agencias gubernamentales y los tomadores de decisiones. [67]  Un estudio publicado en 2015, que evaluó la viabilidad de la mitigación de riesgos naturales, diseñadas e híbridas para los ciclones tropicales en Freeport, Texas, encontró que la incorporación de ecosistemas naturales en los planes de mitigación de riesgos podría reducir la altura de las inundaciones y aliviar el costo de Construyó defensas en el futuro. [67]

Medios y percepción pública

La destrucción causada por los huracanes del Océano Atlántico de principios del siglo XXI , como los huracanes Katrina , Wilma y Sandy , provocó un aumento sustancial del interés en el tema del cambio climático y los huracanes por parte de los medios de comunicación y el público en general, y la preocupación de que el cambio climático global pueda tener jugó un papel importante en aquellos acontecimientos. En 2005 y 2017, encuestas relacionadas de poblaciones afectadas por huracanes concluyeron en 2005 que el 39 por ciento de los estadounidenses creía que el cambio climático contribuía a alimentar la intensidad de los huracanes, cifra que aumentó al 55 por ciento en septiembre de 2017. [68]

Después del tifón Meranti en 2016, no se midió que la percepción de riesgo en China aumentara. Sin embargo, hubo un claro aumento en el apoyo a la acción personal y comunitaria contra el cambio climático. [69] En Taiwán, las personas que habían vivido un tifón no expresaron más ansiedad por el cambio climático. La encuesta encontró una correlación positiva entre la ansiedad por los tifones y la ansiedad por el cambio climático. [70]

Ver también

Referencias

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