Asociación
Meteorológica
Española

La nueva ciencia de la atribución de eventos convectivos extremos al cambio climático: el caso del destructivo derecho del Mediterráneo en 2022

Dentro del programa de conferencias del Aula Francisco Morán que organiza la Asociación Meteorológica Española (AME), Juan Jesús González Alemán, meteorólogo en el Área de Modelización de AEMET (Departamento de Desarrollo y Aplicaciones),  nos explicó  la justificación por la que el destructivo evento extremo acaecido en agosto de 2022 en el mar Mediterráneo ha sido atribuido al cambio climático. El ponente nos presentó resultados del estudio que ha dado lugar a una reciente publicación científica  (agosto 2023, en la revista Bulletin of the American Meteorological Society).  A continuación, se presenta un resumen de la charla.

¿Qué es un “derecho” en meteorología?. El derecho de agosto 2022 en el Mediterráneo.

Básicamente, un derecho es un fenómeno meteorológico consistente en la presencia de un sistema de vientos  fuertes que se desplaza en línea directa, de origen convectivo, y que frecuentemente conlleva efectos dañinos. De modo conciso, el ponente definió un derecho como “una tormenta de viento convectiva particularmente larga y severa”. Se trata por tanto de un tipo de evento extremo a mesoescala. Un rasgo distintivo de un derecho en las imágenes de radar es el “eco de arco” (llamado así por su forma) generado por la precipitación en las células convectivas asociadas, y que capta el radar (figura 1).

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Figura 1: a) Esquema de cómo se desarrolla el eco del arco en un derecho (Fuente: U.S. National Weather Service). b) Composición con imagen de radar del derecho de junio 2012 ocurrido en Estados Unidos, que se desplazó desde el medio-oeste a la costa este. (Fuente: NWS/Storm Prediction Center).

Juan Jesús González indicó que el 17 de agosto de 2022 se desarrolló una inestabilidad atmosférica muy elevada y una fuerte cizalladura del viento (cambios en dirección y/o velocidad con la altura)  sobre el Mediterráneo occidental. Delante de una intensa vaguada, las células convectivas se organizaron en un sistema en forma de arco, produciendo una larga franja de vientos severos, es decir, un derecho. Este evento atmosférico extremo causó importantes daños, entre ellos, 12 personas fallecidas y un centenar de heridos (figura 2a). El carácter extremo de este evento puede inferirse a partir de los datos en estaciones meteorológicas de Córcega, donde se registraron velocidades de viento excepcionales comparados con la climatología local (figura 2b).

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Figura 2: a) Descripción visual del evento atmosférico: informes de “tiempo severo” entre las 00:00 UTC y 18:00 UTC del 18/08/2022. Las líneas rojas discontinuas muestran el eco de arco  a distintas  horas UTC (Fuente: European Severe Weather Database). b) Percentil del máximo diario del viento promedio horario registrado el 17 de agosto respecto a la climatología de julio-septiembre (Fuente: Integrated Surface Database).

Simultáneamente con el derecho, durante el verano de 2022 se produjo una ola de calor marina récord sobre  el mar Mediterráneo, que alcanzó su máximo en julio. Las anomalías de la temperatura de la superficie del mar superaron los 3ºC en la región donde se desarrolló la tormenta (figura 3).

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Figura 3: a) Anomalía de la temperatura de la superficie del mar (SST, en ºC) en el Mediterráneo occidental  respecto a 1940-2022, promediada durante los días 1-17 agosto 2022 (periodo previo al evento extremo). b) Serie temporal de las anomalías de SST promediadas sobre el mismo periodo y área que en a).

Conexión entre el cambio climático y el derecho del 2022 en el Mediterráneo.

Tras la presentación de las condiciones atmosféricas y oceánicas que caracterizaron el derecho en el Mediterráneo (agosto 2022), Juan Jesús González indicó que “dada la extrema magnitud del derecho convectivo y la presencia de la ola de calor marina récord, una pregunta inmediata es hasta qué punto la ola de calor y el cambio climático antropogénico había influido en ello”. Ésta fue la motivación de la investigación que desarrollaron el ponente y colaboradores, en la que aplicaron una metodología que permitió dar robustez a los resultados sobre la posible atribución al cambio climático del derecho mediterráneo del verano del 2022. Básicamente, el método aplicado tuvo de dos partes:

1ª.- Un test de sensibilidad, consistente en perturbar los valores de la temperatura de la superficie del mar, realizado con el modelo mesoescalar operacional AROME de Meteo-France.

2ª.- Simulaciones de pseudo-calentamiento global con el modelo global MPAS:

a) Reproducción de las condiciones observadas del evento extremo (“clima presente”).

b) Modelización sin forzamiento antropogénico evaluado con modelos CMIP6 (condiciones preindustriales, “clima pasado”).

c) Modelización con forzamiento antropogénico asociado al escenario de clima futuro SSP5-8.5 evaluado con modelos CMIP6 (“clima futuro”).

La Figura 4 muestra algunos resultados de estas simulaciones. La comparación entre “clima presente” y “clima pasado” (filas superior y central, respectivamente) permite observar que el derecho del 2022 en el mar Mediterráneo se reproduce en la simulación con condiciones climáticas actuales, mientras que no es así en la simulación bajo condiciones preindustriales, en la que se genera ciertas células convectivas con fuertes vientos pero sin la organización característica de un derecho. Por el contrario, la simulación con condiciones de clima futuro reproduce un derecho en la región mucho más intenso al observado en agosto de 2022.

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Figura 4: a) Máximas rachas de viento (m s-1) y b) máxima reflectividad (dBZ) desde las 21:00 UTC del 17/08/2022 a las 12:00 UTC del 18/08/2022 en la simulación de pseudo-calentamiento global (PGW, por sus siglas en inglés) con el  modelo MPAS para “clima presente”. c) y d) como en a) y b) pero en la simulación para “clima pasado”, sin forzamiento antropogénico del modelo EC-Earth3 del CMIP6. e) y f) como en c) y d) pero en la simulación para “clima futuro”, con forzamiento antropogénico asociado al escenario SSP5-8.5 del modelo EC-Earth3 del CMIP6.

Los resultados mostrados en la figura 4 se confirman con los obtenidos al usar otros modelos del CMIP6 en la eliminación o contribución del forzamiento antropogénico (Tabla 1). Todas las simulaciones bajo condiciones de “clima pasado” indican un descenso de la temperatura superficial del mar en la región (es decir, ausencia de ola de calor marina) y de la extensión de área con vientos intensos, por lo que no reproducen el evento del derecho de agosto de 2022. También existe acuerdo entre las simulaciones de “clima futuro” que consideran otros modelos del CMIP6 en el pseudo-calentamiento global, reproduciendo un derecho magnificado respecto al observado.  

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Tabla 1: Resultados de las simulaciones de pseudo-calentamiento global con los modelos CMIP6 usados en el estudio. 1ª columna: cambios en la temperatura superficial del mar (SST, en ºC) entre las simulaciones para “clima presente” y “clima pasado” sobre la región de estudio (figura 4). 2ª columna: como la 1ª columna pero referente a los cambios en la extensión del área (en %) con una velocidad de viento superior a 33 m s-1. 3ª columna: como la 1ª columna pero con las simulaciones para “clima futuro”. 4ª columna: como la 2ª columna pero con las simulaciones para “clima futuro”.
 

Juan Jesús González finalizó la charla destacando, entre otros, los siguientes mensajes:

  • Las condiciones termodinámicas en la región mediterránea, asociadas con el forzamiento del cambio antropogénico actual, contribuyeron al desencadenamiento del derecho en agosto 2022.
  • En caso de que hubiera ocurrido una sinóptica dinámica similar en un clima preindustrial, sólo se habrían formado células convectivas ordinarias, sin el desarrollo del derecho.
  • Los experimentos realizados sugieren que el calentamiento continuo de la superficie del mar puede conducir a un derecho más grande y más fuerte en el futuro, resultado preocupante en la región mediterránea ya que las olas de calor marinas están aumentando en frecuencia, duración e intensidad.

Por último, añadir que estos resultados forman parte del artículo publicado recientemente por el ponente y colaboradores en una revista científica, cuyos detalles son:

González-Alemán, J.J. et al. (2023): Anthropogenic Warming Had a Crucial Role in Triggering the Historic and Destructive Mediterranean Derecho in Summer 2022, Bulletin of the American Meteorological Society, 104, E1526-E1532, doi: 10.1175/BAMS-D-23-0119.1

Para más información y detalles de los contenidos de la charla, es aconsejable acceder a su grabación en YouTube, la cual incluye un video sobre el impacto del evento extremo analizado en la Riviera del norte de Italia,  causando unos efectos propios de un huracán categoría 3.

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