Cómo influye la estratosfera en la meteorología y el clima
Las condiciones meteorológicas cotidianas ocurren en la troposfera, pero los fenómenos de la estratosfera ―la siguiente capa de la atmósfera terrestre― pueden influir significativamente en lo que ocurre en la superficie. Esta influencia a la baja puede persistir durante varias semanas. Así, mientras que las previsiones convencionales suelen abarcar hasta diez días, si se produce influencia estratosférica, se puede ampliar el alcance de la previsión. Los investigadores del proyecto financiado con fondos europeos stratoIMPACT(se abrirá en una nueva ventana) están colmando las lagunas en el conocimiento de los procesos físicos que impulsan dichos impactos. «Sabemos que la estratosfera influye, pero no conocemos lo suficiente los mecanismos de cómo se produce esta influencia», afirma Hilla Afargan-Gerstman, investigadora principal del proyecto e investigadora posdoctoral en el Instituto de Ciencias Atmosféricas y Climáticas de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich(se abrirá en una nueva ventana). «Tampoco sabemos cómo evolucionará con el cambio climático». Con el apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana), Afargan-Gerstman comenzó estudiando los eventos de calentamiento estratosférico repentino(se abrirá en una nueva ventana) (SSW, por sus siglas en inglés). Se trata de los fenómenos meteorológicos más dramáticos de la estratosfera. Se producen cuando las temperaturas sobre el Ártico aumentan rápidamente, debilitando o incluso rompiendo el vórtice polar, la circulación de aire a gran escala sobre el Polo Norte.
La importancia del calentamiento súbito de la estratosfera
Solo alrededor de dos tercios de los fenómenos del SSW repercuten en el tiempo, pero a los científicos les resulta difícil predecir cuáles lo harán. Analizando las observaciones y los resultados de la aplicación de un modelo climático idealizado, Afargan-Gerstman consiguió caracterizar los tres factores que lo hacen probable. Se trata del calentamiento de las temperaturas en la estratosfera inferior, de las condiciones preexistentes en el Atlántico Norte y de la existencia de anomalías en el viento sobre el Pacífico oriental. «Si las anomalías son fuertes en la parte baja de la estratosfera, existen más posibilidades de que se produzca un impacto descendente. También importa qué circulación de aire es dominante en el Pacífico oriental para tener un impacto descendente en el Atlántico norte», señala Afargan-Gerstman.
Previsiones demasiado fiables
Un segundo paso consistió en comprobar la exactitud de las predicciones realizadas por los modelos numéricos de predicción meteorológica en comparación con las observaciones históricas. Mediante un nuevo conjunto de datos del Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio(se abrirá en una nueva ventana), analizó veinte años de previsiones anteriores, examinando los casos en los que el vórtice polar era extremadamente débil o extremadamente fuerte, y siguiendo lo que ocurría en cada caso. «Descubrimos que el modelo se mostraba demasiado confiado al predecir un cambio en la trayectoria de la tormenta tras los eventos SSW. Cuando el vórtice polar era más intenso, el modelo funcionaba mejor», añade Afargan-Gerstman.
Efecto del cambio climático
Otro de los objetivos de la investigación era examinar cómo afectará el cambio climático a la interacción entre la estratosfera y la troposfera y en qué medida está representada en los modelos climáticos. Afargan-Gerstman analizó los modelos climáticos para ver cómo predicen los cambios en el vórtice polar y su acoplamiento con la troposfera. Analizó la incertidumbre de estas proyecciones para diferentes escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero, publicando los resultados como parte de un documento comunitario dirigido por científicos del proyecto PolarRES. Según Afargan-Gerstman, una parte significativa de los futuros cambios meteorológicos en superficie y, más concretamente, de la posición de la corriente en chorro, están relacionados con los cambios del vórtice polar estratosférico. Los científicos predicen que el cambio climático también traerá tormentas extremas más frecuentes en Europa. «Para entender cómo se comportarán las tormentas extremas en el futuro, también debemos comprender qué las impulsa. Mi contribución consiste en llamar la atención de la comunidad sobre la influencia de la estratosfera en las trayectorias de las tormentas y sobre la incertidumbre que tenemos en los modelos climáticos actuales», afirma Afargan-Gerstman.
