El Complejo de Tormentas de América del Norte de diciembre de 2014 fue una poderosa tormenta de invierno apodada por algunos como la «Tormenta de la Década» de California. Impulsada por un flujo atmosférico que se originó sobre las aguas tropicales del Océano Pacífico, la tormenta dejó caer 8 pulgadas de lluvia en 24 horas, tuvo ráfagas de viento de 139 millas por hora y dejó sin electricidad a 150,000 hogares en el Área de la Bahía de San Francisco.

correo registrado extremos climáticos y meteorológicos Esta semana, los investigadores describieron el impacto potencial del cambio climático en las tormentas extremas en el Área de la Bahía de San Francisco, incluido el Complejo de Tormentas de América del Norte de diciembre de 2014.

Simularon cinco de las tormentas más fuertes que azotaron el área y descubrieron que algunos de estos eventos extremos generarían entre un 26 y un 37 % más de lluvia en condiciones futuras, incluso más de lo previsto simplemente al considerar la capacidad del aire para retener más transporte de agua en condiciones más cálidas.

Sin embargo, encontraron que estos aumentos no ocurrirían con todas las tormentas, solo aquellas que involucran flujo atmosférico acompañadas por un ciclón extratropical.

La investigación, financiada por la Ciudad y el Condado de San Francisco y en asociación con agencias como la Comisión de Servicios Públicos de San Francisco, el Puerto de San Francisco y el Aeropuerto Internacional de San Francisco, ayudará a la región a dar forma a su futura infraestructura con un plan de mitigación y sostenibilidad en tu cabeza.

«Este nivel de detalle cambia las reglas del juego», dijo Dennis Herrera, gerente general de la Comisión de Servicios Públicos de San Francisco, que fue la agencia municipal líder en el estudio. «Estos datos innovadores nos ayudarán a desarrollar herramientas para ayudar a nuestro puerto, aeropuerto, servicios públicos y la ciudad en general a adaptarse a nuestro clima cambiante y tormentas cada vez más extremas».

Estas predicciones únicas para la ciudad fueron posibles gracias a la supercomputadora Stampede2 del Texas Advanced Computing Center (TACC) y al sistema Cori del National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), dos de las supercomputadoras más poderosas del mundo, respaldadas por la Fundación Nacional de Ciencias o el Ministerio de Energía.

Retrospectiva mirando hacia adelante

Ciertas facetas de nuestro clima futuro son bien conocidas: temperaturas más altas, aumento del nivel del mar, pérdida de especies. Pero, ¿cómo afectarán las concentraciones más altas de gases de efecto invernadero y el aire y los océanos más cálidos a los eventos climáticos extremos como huracanes, tornados y fuertes lluvias? ¿Y dónde exactamente serán mayores estos cambios y bajo qué condiciones?

Predecir los peligros naturales del futuro es la misión de Christina Patricola, profesora asistente de ciencias geológicas y atmosféricas en la Universidad Estatal de Iowa y autora principal del extremos climáticos y meteorológicos Papel. Su investigación ayuda a cuantificar y comprender los riesgos que enfrentaremos por los peligros naturales en el futuro.

Usando supercomputadoras, Patricola pudo modelar la región con una resolución de 3 kilómetros. Los científicos creen que se requiere este nivel de detalle para capturar la dinámica de los sistemas de tormentas, como huracanes y flujos atmosféricos, y predecir su impacto en un área urbana.

Para cada una de las tormentas históricas, Patricola y sus colaboradores realizaron conjuntos de 10 personas, simulaciones independientes y ligeramente diferentes, con una resolución de 3 kilómetros, un proceso llamado «retrospectiva» (en lugar de pronóstico). Luego ajustaron las concentraciones de gases de efecto invernadero y las temperaturas de la superficie del mar para predecir cómo se verían estas tormentas históricas en las zonas climáticas futuras proyectadas de 2050 y 2100.

Patricola llama a estos experimentos de «historia»: modelos de computadora destinados a ser perspicaces para pensar cómo podrían ser eventos de tormenta históricamente significativos en un mundo más cálido. Centrarse en eventos que se sabe que afectan las operaciones de la ciudad proporciona un contexto útil para comprender los impactos potenciales de los eventos cuando ocurren bajo condiciones climáticas futuras.

El estudio no aborda los cambios en la frecuencia de las tormentas extremas en el futuro, por lo que no puede abordar cómo cambiarán las precipitaciones en general, dijo. (Otra pregunta apremiante para los planificadores de California). Pero pueden ayudar a los tomadores de decisiones a comprender las tendencias en la intensidad de la tormenta en el peor de los casos y tomar decisiones informadas.

En la costa oeste, gran parte de la precipitación está asociada con los flujos atmosféricos (AR), que transportan una cantidad significativa de humedad en una banda estrecha, explicó Patricola. Algunas de las tormentas que observaste solo contenían AR. Otros han tenido AR concurrentes con sistemas de baja presión conocidos como ciclones extratropicales (ETC).

«Encontramos algo muy interesante», dijo. «La precipitación aumentó significativamente en eventos con un flujo atmosférico y un ciclón juntos, mientras que los cambios de precipitación fueron débiles o negativos cuando solo hubo flujo atmosférico».

Ella cree que la diferencia radica en el mecanismo de elevación. Las fuertes precipitaciones generalmente requieren aire húmedo para ascender. Mientras que las tormentas con AR solo mostraron aumentos futuros en la humedad atmosférica, las tormentas con AR y ETC mostraron aumentos futuros en la humedad atmosférica y aire ascendente. Investigaciones posteriores examinarán esta relación.

Ciencia climática de alto rendimiento

Patricola ha estado usando supercomputadoras TACC para modelar el clima y el clima desde 2010, cuando era estudiante de posgrado en la Universidad de Cornell y trabajaba con el destacado científico climático Kerry Cook (ahora en la Universidad de Texas en Austin). Recuerda que sus primeros modelos tenían una resolución horizontal de 90 km -30 veces menos resuelta que la actual- y se consideraban de última generación en su momento.

«Fue de gran ayuda contar con los recursos de TACC y NERSC para estas simulaciones», dijo. “Estamos interesados ​​en los totales de precipitación extrema y las tasas de precipitación por hora. Tuvimos que ir a una alta resolución de 3 km para hacer estas predicciones. Y si aumentamos la resolución, el esfuerzo computacional aumenta”.

Patricola ha utilizado la metodología que desarrolló para comprender otros fenómenos, como por ejemplo, cómo podrían cambiar los ciclones tropicales en el futuro. Ella y su colega Michael Wehner informaron sobre estos cambios en un 2018 Naturaleza Papel. “Si hubiera un huracán como Katrina a finales del siglo XXI, ¿cómo sería? ¿Más lluvia, vientos más fuertes?

En la próxima fase del proyecto de San Francisco, Patricola trabajará con los funcionarios de la ciudad y sus colaboradores para comprender qué significan los cambios climáticos en términos de las operaciones de la ciudad.

«Este proyecto es relativamente único y uno de los primeros proyectos de este tipo en trabajar en estrecha colaboración entre las autoridades de la ciudad y los científicos del clima», dijo. «Puede servir como un buen ejemplo de lo que la ciencia del clima puede hacer para proporcionar a las ciudades la mejor información posible mientras se preparan para el futuro».

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí

11 − 7 =