El clima extremo incluye el clima inesperado, inusual, severo o fuera de temporada ; el clima en los extremos de la distribución histórica, el rango que se ha visto en el pasado. [1] [2] [3] Los eventos extremos se basan en el historial meteorológico registrado de una ubicación. Se definen como aquellos que se encuentran en el 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 ciclones tropicales . Los efectos de los eventos climáticos extremos son costos económicos, pérdida de vidas humanas, sequías , inundaciones y deslizamientos de tierra . El clima severo es un tipo particular de clima extremo que plantea riesgos para la vida y la propiedad.
Los patrones climáticos pueden experimentar alguna variación, por lo que el clima extremo puede atribuirse, al menos en parte, a la variabilidad climática natural que existe en la Tierra. Por ejemplo, El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) o la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) son fenómenos climáticos que afectan los patrones climáticos en todo el mundo. [4] En términos generales, un evento de clima extremo no puede atribuirse a una sola causa. Sin embargo, ciertos cambios sistémicos en los sistemas climáticos globales pueden conducir a un aumento de la frecuencia o intensidad de los eventos climáticos extremos. [5]
El cambio climático está haciendo que algunos fenómenos meteorológicos extremos sean más frecuentes e intensos. [6] : 1517 Esto se aplica en particular a las olas de calor y de frío. La ciencia de la atribución de eventos extremos analiza las razones detrás de los eventos extremos. Los científicos están bastante seguros de que el cambio climático hace que los episodios de fuertes lluvias, así como los períodos de sequía, sean más severos. [7] Los modelos climáticos indican que el aumento de las temperaturas empeorará los fenómenos meteorológicos extremos en todo el mundo.
Los fenómenos meteorológicos extremos tienen graves repercusiones en la sociedad humana y en los ecosistemas . Se producen pérdidas de vidas humanas, daños a la infraestructura y destrucción de los ecosistemas. Por ejemplo, la aseguradora internacional Munich Re estima que los desastres naturales causaron más de 90.000 millones de dólares en pérdidas directas a nivel mundial 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 fenómeno meteorológico extremo describe fenómenos meteorológicos inusuales que se encuentran en los extremos de la distribución histórica para un área determinada. [2] : 2908 El Sexto Informe de Evaluación del IPCC define un fenómeno meteorológico extremo de la siguiente manera: "Un fenómeno que es poco frecuente en un lugar y momento del año en particular. Las definiciones de 'poco frecuente' varían, pero un fenómeno meteorológico extremo normalmente sería tan raro como el percentil 10 o 90 de una función de densidad de probabilidad estimada a partir de observaciones, o incluso más raro". [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 requerida ] El clima severo es, por lo tanto, un tipo particular de clima extremo.
Las definiciones de fenómenos meteorológicos extremos varían en distintas partes de la comunidad, lo que modifica los resultados de las investigaciones en esos campos. [5]
Las olas de calor son períodos de temperaturas y de índices de calor anormalmente altos . Las definiciones de ola de calor varían debido a la variación de las temperaturas en diferentes ubicaciones geográficas. [8] El calor excesivo suele ir acompañado de altos niveles de humedad , pero también puede ser catastróficamente seco. [9]
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. [10] El clima extremadamente cálido puede dañar las poblaciones y los cultivos debido a la posible deshidratación o hipertermia , calambres por calor , expansión térmica y golpe de calor . Los suelos secos son más susceptibles a la erosión, lo que disminuye 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 encenderse. La evaporación de los cuerpos de agua puede ser devastadora para las poblaciones marinas, disminuyendo el tamaño de los hábitats disponibles, así como la cantidad de nutrición presente en las aguas. El ganado y otras poblaciones animales también pueden disminuir.
Durante el calor excesivo, las plantas cierran los poros de sus hojas ( estomas ), un mecanismo de protección para conservar el agua pero que también reduce la capacidad de absorción de las plantas. Esto deja más contaminación y ozono en el aire, lo que conduce a 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. [11] Se estima que las olas de calor europeas del verano de 2003 causaron 30.000 muertes en exceso, debido al estrés térmico y la contaminación del aire . [12] Más de 200 ciudades de EE. UU. han registrado nuevas temperaturas récord. [13] La peor ola de calor en EE. UU. ocurrió en 1936 y mató a más de 5000 personas directamente. La peor ola de calor en Australia ocurrió en 1938-39 y mató a 438. La segunda peor fue en 1896.
También pueden producirse cortes de electricidad en zonas que sufren olas de calor debido a la mayor demanda de electricidad (es decir, el uso de aire acondicionado). [14] El efecto de isla de calor urbana puede aumentar las temperaturas, en particular durante la noche. [15]
Una ola de frío es un fenómeno meteorológico que se caracteriza por un enfriamiento del aire. En concreto, tal y como lo utiliza el Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos , 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. [16] Las olas de frío generalmente pueden ocurrir en cualquier ubicación geológica y están formadas por grandes masas de aire frío que se acumulan sobre ciertas regiones, causadas por movimientos de corrientes de aire. [8]
Una ola de frío puede causar la muerte y lesiones al ganado y a la fauna silvestre. La exposición al frío obliga a todos los animales, incluidos los seres humanos, a ingerir más calorías y, si una ola de frío va acompañada de nevadas intensas y persistentes, los animales de pastoreo pueden no poder acceder a los alimentos y el agua que necesitan y morir de hipotermia o inanición. Las olas de frío suelen obligar a comprar forraje para el ganado, lo que supone un coste considerable para los agricultores. [8] Las poblaciones humanas pueden sufrir congelación cuando se exponen al frío durante períodos prolongados, lo que puede provocar la pérdida de extremidades o daños en los órganos internos.
El frío extremo del invierno suele provocar que las tuberías de agua mal aisladas se congelen. Incluso algunas tuberías interiores mal protegidas pueden romperse cuando el agua congelada se expande en su interior, lo que provoca daños materiales. Paradójicamente, los incendios se vuelven más peligrosos durante el frío extremo. Las tuberías principales pueden romperse y el suministro de agua puede volverse poco fiable, lo que dificulta la lucha contra los incendios . [8]
Las olas de frío que provocan heladas y congelamientos inesperados durante la temporada de crecimiento en las zonas de latitudes medias pueden matar a las plantas durante las etapas tempranas y más vulnerables del crecimiento. Esto da como resultado el fracaso de los cultivos, ya que las plantas mueren antes de que puedan cosecharse de manera económica. Estas olas de frío han causado hambrunas . Las olas de frío también pueden hacer que las partículas del suelo se endurezcan y se 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 los varios años durante la década de 1810 en los que numerosos cultivos 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 más frecuente (es decir, en partes de Asia y América del Norte, incluida la ola de frío norteamericana de febrero de 2021 ) puede ser resultado del cambio climático, como los cambios en el Ártico . [17] [18] Sin embargo, las conclusiones que vinculan el cambio climático con las olas de frío aún se consideran controvertidas. [19] [ ¿fuente poco confiable? ] [ cita(s) adicional(es) necesaria (s ) ] El proyecto JRC PESETA IV concluyó en 2020 que el cambio climático general dará como resultado una disminución en la intensidad y frecuencia de los períodos de frío extremo, y que los inviernos más suaves reducirán las muertes por frío extremo, [20] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ] 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 fenómenos de frío extremo débiles (ECE) disminuyen significativamente en frecuencia, área de proyección y área total en el hemisferio norte con el calentamiento global. Sin embargo, la frecuencia, área de proyección y área total de los ECE fuertes no muestran una tendencia significativa, mientras que están aumentando en Siberia y Canadá". [21]
Un ciclón tropical es un sistema de tormentas que gira rápidamente con 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 borrascas . Dependiendo de su ubicación y fuerza, un ciclón tropical se llama huracán ( / ˈhʌrɪkən , -keɪn / ), tifón ( / taɪˈfuːn / ) , tormenta tropical, tormenta ciclónica , depresión tropical o simplemente ciclón. Un huracán es un ciclón tropical fuerte que ocurre en el océano Atlántico o el noreste del océano Pacífico . Un tifón ocurre en el noroeste del océano Pacífico. En el océano Índico y el Pacífico Sur, las tormentas comparables se denominan "ciclones tropicales". En la época moderna, 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. [22]
Los ciclones tropicales se forman normalmente sobre grandes masas de agua relativamente cálidas. 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 asciende y se enfría hasta la saturación . Esta fuente de energía difiere de la de las tormentas ciclónicas de latitudes medias , como las tormentas del nordeste 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 mi) de diámetro.En términos generales, no se puede atribuir un fenómeno meteorológico extremo a una sola causa. Sin embargo, ciertos cambios sistémicos en los sistemas meteorológicos globales pueden provocar un aumento de la frecuencia o intensidad de fenómenos meteorológicos extremos. [5]
Las primeras investigaciones sobre fenómenos meteorológicos extremos se centraban en afirmaciones sobre la predicción de determinados fenómenos. Las investigaciones contemporáneas se centran más en la atribución de causas a las tendencias de los fenómenos. [5] En particular, el campo se centra en el cambio climático junto con otros factores causales de estos fenómenos. [5]
Un informe de 2016 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina recomendó invertir en mejores prácticas compartidas en todo el campo que trabaja en la investigación de atribución, mejorando la conexión entre los resultados de la investigación y el pronóstico del tiempo. [7]
A medida que se realizan más investigaciones en este ámbito, 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. [23] 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 solo aproximaciones. [23] Además, los fenómenos meteorológicos son complejos y no se pueden vincular 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. [23]
Algunos aspectos de nuestro sistema climático tienen un cierto nivel de variabilidad natural, y pueden producirse fenómenos meteorológicos extremos por diversas razones ajenas al impacto humano, como cambios en la presión o el movimiento del aire. Las zonas costeras o situadas en regiones tropicales tienen más probabilidades de sufrir tormentas con fuertes precipitaciones que las regiones templadas, aunque estos fenómenos pueden producirse.
La atmósfera es un sistema complejo y dinámico, influenciado por diversos factores como la inclinación y órbita natural de la Tierra, la absorción o reflexión de la radiación solar, el movimiento de las masas de aire y el ciclo del agua . Debido a esto, los patrones climáticos pueden experimentar cierta variación, por lo que los fenómenos meteorológicos extremos pueden atribuirse, al menos en parte, a la variabilidad climática natural que existe en la Tierra.
Fenómenos climáticos como El Niño-Oscilación del Sur (ENSO) o la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) afectan los patrones climáticos en regiones específicas del mundo, influyendo en la temperatura y las precipitaciones. [4] Los eventos climáticos extremos sin precedentes que se han catalogado a lo largo de los últimos doscientos años probablemente surjan cuando patrones climáticos como ENSO o NAO funcionan "en la misma dirección que el calentamiento inducido por el hombre". [4]
Algunos estudios afirman que existe una conexión entre el rápido calentamiento de las temperaturas árticas y, por lo tanto, la desaparición de la criosfera y el clima extremo en latitudes medias. [25] [26] [27] [28] 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 del mar y la temperatura del mar. [29] Otros modelos han demostrado que el aumento de la temperatura moderna y la posterior adición de agua de deshielo al océano podrían provocar una alteración de la circulación termohalina, que es responsable del movimiento del agua de mar y la distribución del calor en todo el mundo. [30] 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. [30] 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. [30]
Durante el período 2000-2019 se registraron alrededor de 6.681 fenómenos relacionados con el clima, en comparación con los 3.656 fenómenos relacionados con el clima registrados durante el período 1980-1999. [31] En este informe, un "fenómeno 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 fenómenos geofísicos como erupciones volcánicas, terremotos o movimientos de masas. [31] Si bien hay evidencia de que un clima global cambiante, como un aumento de la temperatura, ha afectado la frecuencia de fenómenos meteorológicos 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 adoptarse en la actualidad para mitigar cualquier cambio negativo. [23]
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. [32] [33]
Algunos investigadores atribuyen el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos a unos sistemas de información más fiables. [31] También se podría argumentar que hay diferencias en lo que se considera "clima extremo" en distintos sistemas climáticos. La notificación excesiva o insuficiente de víctimas o pérdidas puede dar lugar a una inexactitud en el impacto de los fenómenos meteorológicos extremos. Sin embargo, los informes de la ONU muestran que, aunque algunos países han experimentado mayores efectos, ha habido un aumento de los fenómenos meteorológicos extremos en todos los continentes. [31] La evidencia actual y los modelos climáticos muestran que un aumento de la temperatura global intensificará los fenómenos meteorológicos extremos en todo el mundo, amplificando así las pérdidas humanas, los daños y los costos económicos, y la destrucción de los ecosistemas. [ cita requerida ]
En 2020, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) del gobierno de Estados Unidos predijo que, durante el 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. [36]
El cambio climático afecta a los ciclones tropicales de diversas maneras: una intensificación de las precipitaciones y la velocidad del viento, un aumento en la frecuencia de tormentas muy intensas y una extensión hacia los polos de donde los ciclones alcanzan la intensidad máxima son algunas de las consecuencias del cambio climático inducido por el hombre. [37] [38] Los ciclones tropicales utilizan aire cálido y húmedo como fuente de energía o combustible . A medida que el cambio climático calienta las temperaturas del océano , potencialmente hay más de este combustible disponible. [39]
Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superior en la escala Saffir-Simpson . La tendencia fue más clara en el norte del océano Índico, [40] [41] el Atlántico norte y en el sur del océano Índico. En el norte del océano Índico, en particular el mar Arábigo, la frecuencia, duración e intensidad de los ciclones han aumentado significativamente. Ha habido un aumento del 52% en el número de ciclones en el mar Arábigo, mientras que el número de ciclones muy severos ha aumentado en un 150%, durante 1982-2019. Mientras tanto, la duración total de los ciclones en el mar Arábigo ha aumentado en un 80%, mientras que la de los ciclones muy severos ha aumentado en un 260%. [40] En el Pacífico norte , los ciclones tropicales se han estado moviendo hacia los polos en aguas más frías y no hubo un aumento en la intensidad durante este período. [42] Con un calentamiento de 2 °C (3,6 °F), se espera que un mayor porcentaje (+13%) de ciclones tropicales alcancen la categoría 4 y 5. [37] Un estudio de 2019 indica que el cambio climático ha impulsado 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. [43]Existen 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 tormentas debido a su ubicación y la variabilidad climática. En primer lugar, aumentar la cantidad de superficies impermeables, como aceras, carreteras y techos, significa que la tierra absorbe menos agua de las tormentas entrantes. [44] La destrucción de los humedales, que actúan como un reservorio natural al absorber agua, puede intensificar el impacto de las inundaciones y las precipitaciones extremas. [45] Esto puede suceder tanto en el interior como en la costa. Sin embargo, la destrucción de humedales a lo largo de la costa puede significar una disminución del "colchón" natural de una zona, lo que permite que las mareas de tempestad y las aguas de las inundaciones lleguen más al interior durante los huracanes o ciclones. [46] Construir casas 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 un evento de precipitación extrema.
El aumento de las áreas urbanas también puede contribuir al aumento de fenómenos meteorológicos extremos o inusuales. Las estructuras altas pueden alterar la forma en que el viento se desplaza por una zona urbana, empujando el aire más cálido hacia arriba e induciendo la convección, lo que crea tormentas eléctricas. [44] Estas tormentas eléctricas conllevan un aumento de las precipitaciones, que, debido a la gran cantidad de superficies impermeables en las ciudades, pueden tener efectos devastadores. [44] Las superficies impermeables también absorben la energía del sol y calientan la atmósfera, lo que provoca un aumento drástico 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 la formación de islas de calor urbanas. [47]
Los efectos del clima extremo incluyen, entre otros: [50] [51]
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), con el valor más alto para 2005 (el año del huracán Katrina ). [52] Las pérdidas globales relacionadas con desastres climáticos, como la pérdida de vidas humanas, patrimonio cultural y servicios ecosistémicos , son difíciles de valorar y monetizar, y por lo tanto se reflejan pobremente en las estimaciones de pérdidas. [53] [54] Sin embargo, recientes tormentas anormalmente intensas, huracanes, inundaciones, olas de calor, sequías e incendios forestales a gran escala asociados han llevado a consecuencias ecológicas negativas sin precedentes para los bosques tropicales y los arrecifes de coral en todo el mundo. [55]
Según la Base de Datos Internacional sobre Desastres, el número de muertes por desastres naturales ha disminuido más del 90 por ciento desde la década de 1920, a pesar de que la población humana total de la Tierra se cuadriplicó 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 lo hicieron 400.000. [56]
Las reducciones más drásticas y rápidas de las muertes por fenómenos meteorológicos extremos se han producido en el sur de Asia. En 1991, un ciclón tropical en Bangladesh mató a 135.000 personas y en 1970 otro ciclón mató a 300.000, mientras que el ciclón Ampham , de tamaño similar, que azotó la India y Bangladesh en 2020, mató a tan solo 120 personas en total. [57] [58]
El 23 de julio de 2020, Munich Re anunció que las 2.900 muertes totales a nivel mundial por desastres naturales durante la primera mitad de 2020 fueron un mínimo histórico y "mucho más bajas que las cifras promedio de los últimos 30 años y de los últimos 10 años". [59]
Un estudio de 2021 concluyó que el 9,4 % de las muertes mundiales entre 2000 y 2019 (unos 5 millones al año) se pueden atribuir a temperaturas extremas, siendo las relacionadas con el frío las que representan la mayor proporción y están disminuyendo, y las relacionadas con el calor las que representan aproximadamente el 0,91 % y están aumentando. [60] [61]
El cambio climático ha provocado un aumento de la frecuencia y/o intensidad de ciertos tipos de fenómenos meteorológicos extremos. [63] Las tormentas como los huracanes o los ciclones tropicales pueden provocar mayores precipitaciones, lo que provoca grandes inundaciones o deslizamientos de tierra al saturar el suelo. Esto se debe a que el aire más cálido puede "retener" más humedad debido a que las moléculas de agua tienen mayor energía cinética, y la precipitación se produce a un ritmo mayor porque más moléculas tienen la velocidad crítica necesaria para caer en forma de gotas de lluvia. [64] Un cambio en los patrones de precipitaciones puede provocar mayores cantidades de precipitación en una zona, mientras que en otra se producen condiciones mucho más cálidas y secas, lo que puede provocar sequías. [65] Esto se debe a que un aumento de las temperaturas también provoca un aumento de la evaporación en la superficie de la Tierra, por lo que una mayor precipitación no significa necesariamente condiciones universalmente más húmedas o un aumento mundial del agua potable. [64]
Fuente: NOAA - Gráfico de Ashley Wu,
The New York Times
(citas para 2022—datos)
