Una ola de calor [1] (u ola de calor [2] ), a veces conocida como calor extremo , es un período de clima anormalmente caluroso. [3] : 2911 La alta humedad suele acompañar a las olas de calor. Este es especialmente el caso de los países con clima oceánico . Las definiciones varían pero son similares. [4] Una ola de calor generalmente se mide en relación con el clima habitual de la zona y con las temperaturas normales de la estación. [3] : 2911 Las temperaturas que las personas de un clima más cálido consideran normales pueden denominarse ola de calor en una zona más fría. Este sería el caso si las temperaturas cálidas estuvieran fuera del patrón climático normal para esa zona. [5] Las olas de calor se han vuelto más frecuentes e intensas sobre la tierra, en casi todas las áreas de la Tierra desde la década de 1950. Esto se debe al cambio climático . [6] [7]
Las olas de calor se forman cuando un área de alta presión en la atmósfera superior se fortalece y permanece sobre una región durante varios días hasta varias semanas. [8] Esto atrapa el calor cerca del suelo.
Las olas de calor suelen tener efectos complejos en las economías humanas. Reducen la productividad laboral, interrumpen los procesos agrícolas e industriales y dañan la infraestructura no apta para el calor extremo. [9] [10] Las olas de calor severas han causado pérdidas catastróficas en las cosechas y miles de muertes por hipertermia . Han aumentado el riesgo de incendios forestales en zonas con sequía . Pueden provocar cortes de energía generalizados porque la gente usa más aire acondicionado. Una ola de calor se considera clima extremo . Representa un peligro para la salud humana porque el calor y la luz solar abruman el sistema de refrigeración del cuerpo humano . Generalmente es posible detectar olas de calor utilizando instrumentos de pronóstico. Esto permite a las autoridades emitir una advertencia.
Definiciones
Existen varias definiciones de olas de calor:
El IPCC define la ola de calor como "un período de clima anormalmente caluroso, a menudo definido con referencia a un umbral de temperatura relativa, que dura de dos días a meses". [3] : 2911
Una definición basada en el Índice de duración de la ola de calor es que una ola de calor ocurre cuando la temperatura máxima diaria de más de cinco días consecutivos excede la temperatura máxima promedio en 5 °C (9 °F ), siendo el período normal 1961-1990. [11] La misma definición es utilizada por la Organización Meteorológica Mundial . [12]
Una definición del Glosario de Meteorología es: [13] "Un período de clima anormal e incómodamente caluroso y generalmente húmedo".
El término tiene dos usos amplios. Uno son las variaciones en el clima cálido. La otra son períodos extraordinarios de clima cálido que pueden ocurrir sólo una vez por siglo.
Definiciones por país
Europa
Dinamarca define una ola de calor nacional ( hedebølge ) como un período de al menos 3 días consecutivos en el que la temperatura máxima promedio en más de la mitad del país supera los 28 °C (82,4 °F). El Instituto Meteorológico Danés también tiene una definición de "ola de calor" ( varmebølge ). Define esto como el mismo criterio para una temperatura de 25 °C (77,0 °F). [14] Suecia define una ola de calor como al menos cinco días seguidos con una máxima diaria superior a 25 °C (77,0 °F). [15]
En Grecia, el Servicio Meteorológico Nacional Helénico define una ola de calor como tres días consecutivos con 39 °C (102 °F) o más. En el mismo período la temperatura mínima es de 26 °C (79 °F) o más. No hay vientos o sólo vientos débiles. Estas condiciones ocurren en un área amplia.
Los Países Bajos definen una ola de calor como un período de al menos cinco días consecutivos en el que la temperatura máxima en De Bilt supera los 25 °C (77 °F). Durante este período, la temperatura máxima en De Bilt debe superar los 30 °C (86 °F) durante al menos tres días. Bélgica también utiliza esta definición de ola de calor con Ukkel como punto de referencia. Lo mismo ocurre con Luxemburgo.
En el Reino Unido, la Met Office opera un sistema Heat Health Watch. Esto coloca a cada región de autoridad local en uno de cuatro niveles. Las condiciones de ola de calor ocurren cuando la temperatura máxima diurna y la temperatura mínima nocturna aumentan por encima del umbral para una región en particular. El período de tiempo por encima de ese umbral determina el nivel. El nivel 1 son condiciones normales de verano. El nivel 2 ocurre cuando existe un riesgo del 60% o más de que la temperatura esté por encima de los niveles umbral durante dos días y la noche intermedia. El nivel 3 surge cuando la temperatura ha estado por encima del umbral durante el día y la noche anteriores, y hay un 90% o más de posibilidades de que se mantenga por encima del umbral el día siguiente. El nivel 4 se activa si las condiciones son más graves que las de los tres niveles anteriores. Cada uno de los tres primeros niveles da lugar a un estado particular de preparación y respuesta por parte de los servicios sociales y sanitarios. El nivel 4 implica una respuesta más generalizada. [16] El umbral para una ola de calor se produce cuando hay al menos tres días por encima de los 25 °C (77 °F) en gran parte del país. El Gran Londres tiene un umbral de 28 °C (82 °F). [17]
Otras regiones
En Estados Unidos, las definiciones también varían según la región. Suelen implicar un período de al menos dos o más días de clima excesivamente caluroso. [18] En el noreste , una ola de calor generalmente cuando la temperatura alcanza o excede los 90 °F (32,2 °C) durante tres días consecutivos. Este no es siempre el caso. Esto se debe a que la alta temperatura se relaciona con los niveles de humedad para determinar el umbral del índice de calor. [19] No ocurre lo mismo con los climas más secos. Una tormenta de calor es un término californiano para una ola de calor prolongada. Las tormentas de calor ocurren cuando la temperatura alcanza los 37,8 °C (100 °F) durante tres o más días consecutivos en un área amplia (decenas de miles de millas cuadradas). [20] El Servicio Meteorológico Nacional emite avisos de calor y advertencias de calor excesivo cuando espera períodos inusuales de clima cálido.
En Adelaida, Australia del Sur, una ola de calor dura cinco días consecutivos con temperaturas de 35 °C (95 °F) o más. También pueden ser tres días consecutivos a 40 °C (104 °F) o más. [21] La Oficina Australiana de Meteorología define una ola de calor como tres o más días de temperaturas máximas y mínimas inusuales. [22] Antes de este nuevo Pronóstico piloto de olas de calor no existía una definición nacional de olas de calor ni medidas de su gravedad. [22]
Observaciones
Mapa de tendencias crecientes de las olas de calor (frecuencia e intensidad acumulada) en latitudes medias y Europa, julio-agosto de 1979-2020 [25]
Es posible comparar olas de calor en diferentes regiones del mundo con diferentes climas gracias a un indicador general. Esto apareció en 2015. [26] Con estos indicadores, los expertos estimaron olas de calor a escala global desde 1901 hasta 2010. Encontraron un aumento sustancial y fuerte en el número de áreas afectadas en las últimas dos décadas. [27]
En julio de 2023, el mundo alcanzó un nuevo récord de temperatura máxima. [28] El aumento de los incendios forestales en lugares como España y Grecia también puede atribuirse a las olas de calor. [29]
Un estudio realizado en 2021 investigó 13.115 ciudades. Encontró que la exposición al calor extremo de un globo con una temperatura de bulbo húmedo superior a 30 °C se triplicó entre 1983 y 2016. Aumentó en aproximadamente un 50% si se excluye el efecto del crecimiento de la población en estas ciudades. Las zonas urbanas y los espacios habitables suelen ser significativamente más cálidos que las zonas rurales circundantes. Esto se debe en parte al efecto isla de calor urbano . Los investigadores compilaron una lista completa de eventos de calor extremo urbanos pasados. [31] [32]
Causas
Las olas de calor se forman cuando un área de alta presión a una altitud de 10.000 a 25.000 pies (3.000 a 7.600 metros) se fortalece y permanece sobre una región durante varios días y hasta varias semanas. [8] Esto es común en verano tanto en el hemisferio norte como en el sur. Esto se debe a que la corriente en chorro "sigue al sol". La zona de alta presión se encuentra en el lado ecuatorial de la corriente en chorro en las capas superiores de la atmósfera.
Los patrones climáticos generalmente cambian más lentamente en verano que en invierno. Entonces, esta alta presión del nivel superior también se mueve lentamente. Bajo alta presión, el aire desciende hacia la superficie. Calienta y seca adiabáticamente . Esto inhibe la convección y previene la formación de nubes. Una reducción de las nubes aumenta la radiación de onda corta que llega a la superficie. Un área de baja presión en la superficie genera viento superficial desde latitudes más bajas que trae aire caliente, aumentando el calentamiento. Los vientos de superficie también podrían soplar desde el cálido interior continental hacia la zona costera. Esto provocaría olas de calor en la costa. También podrían soplar desde elevaciones altas hacia bajas. Esto potencia el hundimiento o hundimiento del aire y por tanto el calentamiento adiabático. [33] [34]
En las regiones orientales de los Estados Unidos puede ocurrir una ola de calor cuando un sistema de alta presión que se origina en el Golfo de México se detiene justo frente a la costa atlántica. Se forman masas de aire caliente y húmedo sobre el Golfo de México y el Mar Caribe. Al mismo tiempo se forman masas de aire caliente y seco sobre el desierto del suroeste y norte de México. Los vientos del suroeste en la parte posterior de la máxima continúan bombeando aire caliente y húmedo del Golfo hacia el noreste. Esto da como resultado una racha de clima cálido y húmedo en gran parte del este de los Estados Unidos y el sureste de Canadá. [35]
En la provincia del Cabo Occidental de Sudáfrica, puede ocurrir una ola de calor cuando el aire de baja presión en alta mar y el aire de alta presión en el interior se combinan para formar un viento de iceberg . El aire se calienta a medida que desciende del interior del Karoo. La temperatura aumentará unos 10 °C desde el interior hasta la costa. La humedad suele ser muy baja. La temperatura puede superar los 40 °C en verano. La temperatura más alta registrada en Sudáfrica (51,5 °C) se produjo un verano durante un viento de iceberg a lo largo de la costa del Cabo Oriental. [36] [37]
El nivel de humedad del suelo puede intensificar las olas de calor en Europa. [38] [39] La baja humedad del suelo conduce a una serie de mecanismos de retroalimentación complejos. Esto, a su vez, puede provocar un aumento de la temperatura de la superficie. Uno de los principales mecanismos es el enfriamiento por evaporación reducido de la atmósfera. [38] Cuando el agua se evapora, consume energía. Por lo tanto, reducirá la temperatura ambiente. Si el suelo está muy seco, la radiación solar entrante calentará el aire. Pero habrá poco o ningún efecto de enfriamiento debido a la humedad que se evapora del suelo.
Cambio climático
Las olas de calor sobre la tierra se han vuelto más frecuentes e intensas en casi todas las regiones del mundo desde la década de 1950, debido al cambio climático . Es más probable que las olas de calor ocurran simultáneamente con las sequías. Las olas de calor marinas son dos veces más probables que en 1980. [42] El cambio climático provocará más días muy calurosos y menos días muy fríos. [43] : 7 Hay menos olas de frío . [41] : 8
Los expertos a menudo pueden atribuir la intensidad de las olas de calor individuales al calentamiento global. Algunos fenómenos extremos habrían sido casi imposibles sin la influencia humana en el sistema climático. Una ola de calor que ocurriría una vez cada diez años antes de que comenzara el calentamiento global ahora ocurre con 2,8 veces más frecuencia. Con un mayor calentamiento, las olas de calor serán más frecuentes. Un evento que ocurriría cada diez años ocurriría cada dos años si el calentamiento global alcanza los 2 °C (3,6 °F). [44]
Efectos del calor en la salud de las personas vulnerables
Las enfermedades por calor son un espectro de trastornos debidos al aumento de la temperatura corporal. Puede ser causado por condiciones ambientales o por esfuerzo . Incluye afecciones menores como calambres por calor, síncope por calor y agotamiento por calor, así como la afección más grave conocida como insolación. [45] Puede afectar cualquiera o todos los sistemas anatómicos. [46] Las enfermedades por calor incluyen: [47] [48] insolación , agotamiento por calor , síncope por calor , edema por calor , calambres por calor , sarpullido por calor , tetania por calor .
La prevención incluye evitar medicamentos que puedan aumentar el riesgo de enfermedades causadas por el calor, una adaptación gradual al calor y suficientes líquidos y electrolitos. [49] [50]
Las personas vulnerables con respecto a las enfermedades causadas por el calor incluyen personas de bajos ingresos, grupos minoritarios, mujeres (en particular mujeres embarazadas), niños, adultos mayores (mayores de 65 años), personas con enfermedades crónicas, discapacidades y comorbilidades . [51] : 13 Otras personas en riesgo incluyen aquellas en ambientes urbanos (debido al efecto isla de calor urbano ), trabajadores al aire libre y personas que toman ciertos medicamentos recetados . [51] La exposición al calor extremo plantea un grave peligro para la salud de muchas de las personas consideradas vulnerables. [51] [52]
Las categorías de riesgo del Servicio Meteorológico Nacional para NWS HeatRisk .
Los expertos en salud advierten que "la exposición al calor extremo aumenta el riesgo de muerte por afecciones cardiovasculares , cerebrovasculares y respiratorias y la mortalidad por todas las causas. Las muertes relacionadas con el calor en personas mayores de 65 años alcanzaron un récord de aproximadamente 345.000 muertes en 2019 ". [51] : 9 Más de 70.000 europeos murieron como resultado de la ola de calor europea de 2003 . [56] También más de 2.000 personas murieron en Karachi , Pakistán, en junio de 2015 debido a una severa ola de calor con temperaturas de hasta 49 °C (120 °F). [57] [58]
Es probable que el número de muertes por calor esté muy subestimado. Esto se debe a la falta de informes y a la falta de información. [59] Al considerar también las enfermedades relacionadas con el calor, el número real de muertes por calor extremo puede ser seis veces mayor que las cifras oficiales. Esto se basa en estudios de California [60] y Japón. [61]
Parte de la mortalidad durante una ola de calor puede deberse a un desplazamiento de mortalidad hacia adelante a corto plazo . En algunas olas de calor hay una disminución de la mortalidad general en las semanas posteriores a una ola de calor. Estas reducciones compensatorias de la mortalidad sugieren que el calor afecta a personas que habrían muerto de todos modos y adelanta sus muertes. [62]
Las instituciones y estructuras sociales influyen en los efectos de los riesgos. Este factor también puede ayudar a explicar la falta de información sobre las olas de calor como riesgo para la salud. La mortífera ola de calor francesa de 2003 demostró que los peligros de las olas de calor son el resultado de una combinación de factores naturales y sociales. [63] La invisibilidad social es uno de esos factores. Las muertes relacionadas con el calor pueden ocurrir en interiores, por ejemplo entre personas mayores que viven solas. En estos casos, puede resultar complicado asignar el calor como factor contribuyente. [64]
Índice de calor para temperatura y humedad relativa.
Clave de colores: Precaución Extrema precaución Peligro Peligro extremo
El índice de calor en la tabla anterior es una medida de qué tan caliente se siente cuando la humedad relativa se tiene en cuenta con la temperatura real del aire.
Efectos psicológicos y sociológicos.
El calor excesivo provoca estrés psicológico además de estrés físico . Esto puede afectar el rendimiento. También puede conducir a un aumento de los delitos violentos. [65] Las altas temperaturas están asociadas con un aumento de los conflictos entre individuos y a nivel social. En todas las sociedades, las tasas de criminalidad aumentan cuando suben las temperaturas. Este es particularmente el caso de los delitos violentos como la agresión, el asesinato y la violación. En países políticamente inestables, las altas temperaturas pueden exacerbar los factores que conducen a una guerra civil. [66]
Las altas temperaturas también tienen un efecto significativo en los ingresos. Un estudio de condados de Estados Unidos encontró que la productividad económica de días individuales disminuye aproximadamente un 1,7% por cada grado Celsius por encima de 15 °C (59 °F). [67]
Ozono superficial (contaminación del aire)
Las altas temperaturas también empeoran los efectos de la contaminación por ozono en las zonas urbanas. Esto aumenta la mortalidad relacionada con el calor durante las olas de calor. [68] Durante las olas de calor en las zonas urbanas, la contaminación por ozono a nivel del suelo puede ser un 20% mayor de lo habitual. [69]
Un estudio analizó las concentraciones de partículas finas y las concentraciones de ozono entre 1860 y 2000. Encontró que las concentraciones de partículas finas ponderadas por la población mundial aumentaron en un 5% debido al cambio climático. Las concentraciones de ozono cerca de la superficie aumentaron un 2%. [70]
Una investigación para evaluar los efectos conjuntos del ozono y el calor en la mortalidad durante las olas de calor europeas de 2003 concluyó que, cuando se combinan, parecen reforzarse entre sí y aumentar la mortalidad. [71]
Otros impactos
PIB reducido
Los cálculos de 2022 sugieren que las olas de calor reducirán la economía mundial en aproximadamente un 1% a mediados del siglo XXI. [72] [73] [74]
Las olas de calor suelen tener efectos complejos en las economías. Reducen la productividad laboral, alteran los procesos agrícolas e industriales y dañan la infraestructura que no es apta para soportar el calor extremo. [9] [10]
Rendimientos agrícolas reducidos
Las olas de calor son una gran amenaza para la producción agrícola. En 2019, las olas de calor en la región de Mulanje en Malawi implicaron temperaturas de hasta 40 °C (104 °F). Esto y una temporada de lluvias tardía quemaron las hojas de té y redujeron los rendimientos. [75]
Incendios forestales
Una ola de calor que ocurre durante una sequía puede contribuir a incendios forestales e incendios forestales. Esto se debe a que una sequía seca la vegetación, por lo que es más probable que se incendie. Durante la desastrosa ola de calor que azotó Europa en 2003 , los incendios arrasaron Portugal. Destruyeron más de 3.010 kilómetros cuadrados (1.160 millas cuadradas) de bosque y 440 kilómetros cuadrados (170 millas cuadradas) de tierras agrícolas. Causaron daños por valor de unos mil millones de euros. [76] Las tierras agrícolas de alto nivel tienen sistemas de riego para respaldar los cultivos .
Inundaciones
Las olas de calor también pueden contribuir a las inundaciones. La ola de calor sin precedentes que afectó a Pakistán a partir de mayo de 2022 provocó el derretimiento de los glaciares y el flujo de humedad. Estos fueron factores que influyeron en las devastadoras inundaciones que comenzaron en junio y se cobraron más de 1.100 vidas. [77]
Daños infraestructurales
Las olas de calor hacen que las carreteras y autopistas se pandeen y se derritan, [78] las tuberías de agua exploten y los transformadores de energía detonen, provocando incendios. Una ola de calor también puede dañar los ferrocarriles, al pandearlos y doblarlos. Esto puede ralentizar o retrasar el tráfico. Incluso puede provocar cancelaciones de servicio cuando los rieles son demasiado peligrosos para circular en tren.
Cortes de energía
Las olas de calor a menudo provocan picos en la demanda de electricidad porque hay un mayor uso del aire acondicionado. Esto puede provocar cortes de energía, empeorando el problema. Durante la ola de calor norteamericana de 2006 , miles de hogares y negocios se quedaron sin electricidad, especialmente en California. En Los Ángeles, los transformadores eléctricos fallaron, dejando a miles de personas sin electricidad durante hasta cinco días. [79]
La ola de calor del sudeste de Australia de 2009 provocó importantes cortes de energía en la ciudad de Melbourne. Dejaron a más de medio millón de personas sin electricidad cuando la ola de calor hizo estallar transformadores y sobrecargó la red eléctrica.
Opciones para reducir los impactos de las olas de calor en las personas
Una posible medida de salud pública durante las olas de calor es la instalación de centros públicos de refrigeración con aire acondicionado. Existen diseños novedosos para sistemas de refrigeración que son relativamente económicos. No utilizan componentes eléctricos, están fuera de la red y almacenan químicamente la energía solar para utilizarla según demanda. [80] [81]
La ola de calor norteamericana de 1936 .Las percepciones difieren en términos políticos sobre si el cambio climático fue un "factor importante" que contribuyó a varios fenómenos meteorológicos extremos. [83]Las temperaturas récord se basaron en registros de 112 años
En julio de 2019, había más de 50 millones de personas en los Estados Unidos en jurisdicciones con avisos de calor. Los científicos predijeron que muchos récords de temperaturas mínimas más altas se batirían en los días posteriores a estas advertencias. Esto significa que la temperatura más baja en un período de 24 horas será más alta que cualquier temperatura baja medida anteriormente. [84]
Según un estudio de 2022, 107 millones de personas en EE. UU. experimentarán un calor extremadamente peligroso en el año 2053. [85]
Las olas de calor son el tipo de fenómeno climático más letal en los Estados Unidos. Entre 1992 y 2001, las muertes por calor excesivo en Estados Unidos ascendieron a 2.190, en comparación con 880 muertes por inundaciones y 150 por huracanes . [86] Alrededor de 400 muertes al año en promedio se deben directamente al calor en los Estados Unidos. [59] La ola de calor de Chicago de 1995 , una de las peores en la historia de Estados Unidos, provocó aproximadamente 739 muertes relacionadas con el calor en cinco días. [87] En los Estados Unidos, la pérdida de vidas humanas durante las olas de calor del verano supera la causada por todos los demás fenómenos meteorológicos. Estos incluyen relámpagos , lluvia , inundaciones , huracanes y tornados . [88] [89]
Según datos de 2008, alrededor de 6.200 estadounidenses necesitan tratamiento hospitalario cada verano. Esto se debe al calor excesivo, y los que corren mayor riesgo son los pobres, los que no tienen seguro médico o los ancianos. [90]
La relación entre las temperaturas extremas y la mortalidad en los Estados Unidos varía según la ubicación. Es más probable que el calor aumente el riesgo de muerte en las ciudades del norte del país que en las regiones del sur. Las temperaturas inusualmente altas del verano en Chicago, Denver o la ciudad de Nueva York llevan a predicciones de niveles más altos de enfermedad y muerte. Las partes del país que son templadas o calurosas durante todo el año tienen un menor riesgo para la salud pública debido al calor excesivo. Los residentes de ciudades del sur como Miami, Tampa, Los Ángeles y Phoenix tienden a aclimatarse a condiciones climáticas cálidas. Por lo tanto, son menos vulnerables a las muertes relacionadas con el calor. En general, la gente de Estados Unidos parece estar adaptándose a temperaturas más altas más al norte cada década. Esto podría deberse a una mejor infraestructura, un diseño de edificios más moderno y una mayor conciencia pública. [91]
sociedad y Cultura
Los formuladores de políticas, los financiadores y los investigadores han creado la coalición Extreme Heat Resilience Alliance bajo el Atlantic Council . Esto aboga por nombrar las olas de calor, medirlas y clasificarlas para generar una mejor conciencia de sus impactos. [92] [93]
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