Entrevista con la investigadora del clima de ETH Daniela Domeisen

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Por Peter Rüegg

La investigadora del clima de ETH, Daniela Domeisen, ha documentado cómo la estratosfera influye en los eventos climáticos extremos. Lo que la sorprendió fue la gran variedad de impactos potenciales. Ella explica lo que esto significa para la investigación climática y los pronósticos meteorológicos a largo plazo.

La estratosfera es la segunda capa de la atmósfera terrestre. (Imagen: NASA)

Noticias ETH: En su nuevo estudio, ha recopilado muchos ejemplos de eventos climáticos extremos que están relacionados con lo que sucede en la estratosfera. Pero siempre nos han dicho que estos eventos extremos se deben al calentamiento global. ¿Ya no es así?

Daniela Domeisen: (Risas) No, eso sigue siendo cierto. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la estratosfera, la capa atmosférica entre 15 y 50 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, también influye en el clima de la superficie. Pero muy pocas personas han explorado cómo la estratosfera también puede causar e influir en eventos extremos. Eso es lo que mostramos en nuestro estudio.

¿Cuáles son algunos ejemplos de eventos extremos relacionados con la estratosfera?

Las olas de frío extremo en el hemisferio norte son las más investigadas entre los extremos meteorológicos discutidos. Estos pueden ocurrir cuando el vórtice polar en la estratosfera se calienta repentinamente y colapsa, como está sucediendo ahora. Otro ejemplo es la serie de tormentas severas que azotaron Inglaterra en febrero de 2020 y provocaron fuertes inundaciones. Fue notable que todas las tormentas siguieran el mismo camino. Esto tenía una conexión directa con lo que estaba sucediendo en la estratosfera en ese momento: en febrero, el vórtice polar era inusualmente fuerte, lo que le permitió estabilizar el camino de las tormentas. Por lo general, las tormentas cambian de rumbo con frecuencia, pero en este caso, siguieron siguiendo el mismo camino. También encontramos evidencia de que la estratosfera juega un papel en otros extremos, por ejemplo, los incendios forestales extremos en Australia y los minihuracanes en el Océano Ártico.

¿Le sorprendió la gran cantidad de eventos extremos?

Si. Esto es lo que saca a la luz el estudio. En el curso de nuestra investigación, seguimos encontrando más indicios de vínculos entre estas condiciones climáticas erráticas y la estratosfera.

¿Por qué casi siempre las zonas del hemisferio norte se ven afectadas? ¿Son estos eventos simplemente menos comunes en el hemisferio sur?

Ese es un caso de sesgo de publicación: hay muchos más estudios de eventos extremos en el hemisferio norte que en el sur. Los incendios forestales en Australia son un excelente ejemplo de un evento del hemisferio sur. El vórtice polar sobre el hemisferio sur colapsó mucho antes de lo habitual, lo que alentó los feroces incendios. Luego está el hecho de que más personas viven en el hemisferio norte que en el sur porque este último tiene menos masas de tierra. Actualmente, sabemos muy poco sobre la medida en que la estratosfera influye en el clima, por ejemplo, en América del Sur o África del Sur.

¿Cómo está vinculada la estratosfera a la troposfera, donde ocurre nuestro clima?

Las principales señales enviadas desde la troposfera hasta la estratosfera vienen en forma de ondas atmosféricas a gran escala provocadas por las montañas y por las diferencias de temperatura entre la tierra y el océano. En la estratosfera, estas ondas interrumpen los vientos y pueden ser lo suficientemente fuertes como para destruir el vórtice polar a una altura de unos 30 km con velocidades de viento típicas de más de 200 km / h. Lo que está menos claro es cómo las señales regresan de la estratosfera a la superficie de la Tierra. Después de una interrupción del vórtice polar, a menudo observamos que la temperatura en la estratosfera inferior aumenta en varios grados Celsius a una altura de 10 a 15 km. Esto, a su vez, afecta nuestro clima, pero aún no hemos llegado al fondo de cómo un evento de este tipo puede determinar, por ejemplo, la trayectoria de una tormenta sobre Inglaterra.

Daniela Domeisen (Imagen: ETH Zurich). Daniela Domeisen ha sido profesora de predictibilidad atmosférica en el Instituto de Ciencias Atmosféricas y Climáticas de ETH Zurich desde 2017.

¿Sabes cómo se desarrollará la estratosfera en el futuro?

No, no lo hacemos. Los modelos climáticos actuales proyectan tendencias completamente divergentes, que van desde una tendencia hacia una estratosfera más cálida o más fría. Pero podemos estimar que la estratosfera es responsable de alrededor del 10 por ciento de nuestro clima invernal. La estratosfera puede enmascarar el cambio climático en el hemisferio norte en el sentido de que, sin la influencia de la estratosfera, el calentamiento global tal vez sería aún más pronunciado.

¿Cuáles son sus objetivos de investigación?

Uno de nuestros objetivos es mejorar las previsiones meteorológicas a largo plazo que abarcan desde varias semanas hasta meses. Debido a su influencia en nuestro clima, la estratosfera es una fuente de previsibilidad para tales pronósticos. Aunque un evento en la estratosfera no nos permite predecir el clima para un día específico con varias semanas de anticipación, sí nos permite estimar la probabilidad de eventos como olas de frío y calor. Si, digamos, los vientos en la estratosfera aumentan, es más probable que el norte de Europa vea más tormentas en las semanas siguientes. Pero por el momento, el vórtice polar es particularmente débil.

Entonces, ¿pasará un tiempo antes de que este tipo de datos se incorporen a los pronósticos a largo plazo que ofrecen las aplicaciones meteorológicas?

Los modelos meteorológicos ya simulan la estratosfera, pero no lo suficientemente bien. Ésta es una de las razones por las que seguimos teniendo previsiones a largo plazo poco fiables. Tenemos mucha más experiencia en hacer pronósticos estándar a corto plazo que cubren varios días porque llevamos décadas verificándolos y mejorándolos. Actualmente sabemos mucho menos sobre cómo hacer pronósticos para escalas de tiempo más largas, lo que implica comprender las interacciones a escala global y no solo cómo lo que sucede en el Atlántico norte puede afectar el clima que esperamos. Nuestra investigación trata de comprender estas interacciones globales para que luego podamos usar lo que aprendemos para mejorar los modelos meteorológicos y climáticos.

¿Cuál es el siguiente paso para utilizar los eventos de la estratosfera para mejorar los pronósticos meteorológicos?

Primero, debemos mejorar nuestra comprensión del vínculo entre la estratosfera y nuestro clima. Sabemos que cuando algo sucede en la estratosfera, a menudo vemos un efecto en la superficie de la Tierra. Pero un tercio de los casos no dejan rastro, y aún no sabemos por qué. En tales casos, es una cuestión de si fue el evento estratosférico o el vínculo con la superficie lo que fue demasiado débil. También es posible que el clima en la superficie de la Tierra fuera demasiado caótico, dejándolo sin oportunidad de reaccionar al evento estratosférico. Luego está la cuestión de cuánto tiempo la estratosfera inferior mantiene la señal. Pienso en la estratosfera inferior como una capa de señalización: si el clima recibe la señal, su influencia puede durar un tiempo relativamente largo, varias semanas, por ejemplo.

¿Qué nuevos proyectos tienes alineados?

Quiero investigar más de cerca las regiones donde los pronósticos a largo plazo son difíciles de realizar. Estos incluyen, por ejemplo, Europa y partes de América del Sur. Además, dado que ciertas regiones de África, Asia y América del Sur están subrepresentadas en la investigación realizada hasta la fecha, sabemos muy poco sobre ellas. Hemos lanzado proyectos en Brasil y Sudáfrica para ayudar a corregir este déficit. Queremos saber si podemos mapear procesos que los modelos aún no contienen o que podríamos integrar mejor en los modelos mediante métodos numéricos o aprendizaje automático combinado con una mejor comprensión de los procesos en sí. También queremos encontrar más eventos extremos para los que podamos generar previsibilidad a largo plazo. Cuando se trata de olas de calor y olas de frío, ya sabemos mucho sobre cómo se relacionan con el clima y cómo afectan a las personas. Pero también hay indicios de cómo la estratosfera y otros procesos influyen en otros eventos extremos, como los efectos en la calidad del aire o los casos de lluvias intensas, que tienen un impacto profundo en la vida de las personas.

Cortesía de ETH Zúrich

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