Por el cambio climático, se espera un aumento significativo en la ocurrencia de graupel y rayos
En un mundo más cálido se esperan más rayos, y su incremento está vinculado al aumento de eventos de graupel, indica un estudio.
Nuestra interpretación y comprensión del cambio climático, está basada en las predicciones hechas por los modelos climáticos globales.
Los modelos climáticos globales (GCM por sus siglas en inglés), son representaciones matemáticas basadas en las leyes de la física, la química y la biología que se utilizan para comprender el clima cambiante de nuestro planeta. Debido a que el clima no se puede estudiar en un laboratorio, se emplean estos modelos que se ejecutan en potentes computadoras para hacer proyecciones de cómo está cambiando el clima terrestre.
Los científicos utilizan distintos tipos de modelos para cuantificar diferentes aspectos del cambio climático, entre los que podemos encontrar:
- Modelos para estimar la cantidad de gases de efecto invernadero que crearán los seres humanos
- Modelos para proyectar cómo reaccionará el sistema climático de la Tierra a esas emisiones
- Modelos para proyectar cómo impactarán en las personas esos cambios en el sistema climático terrestre
Hasta el momento, no ha habido un consenso generalizado entre los modelos climáticos globales y la respuesta de las tasas de rayos al cambio climático pasado y futuro. Esto se debe en gran medida, a que el graupel no se había incluido como una de las variables en los modelos.
Incorporando el graupel en la ecuación
Takuro Michibata, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Okayama en Japón, incorporó un esquema de graupel de pronóstico de dos momentos al GCM MIROC6 y se aplicó en tres experimentos que involucraron simulaciones de calentamiento de aerosoles preindustriales, actuales y futuros.
precipitación, que suele ser de corta duración, y que consta de partículas de hielo crujientes, blancas y opacas, de forma cónica o redondeada, de un diámetro de unos 2 a 5 mm. Equivalente a nieve granulada o granizo blando.
El MIROC (Model for Interdisciplinary Research on Climate Institute – Earth System Model), es un modelo que acopla la atmósfera, el océano y la superficie terrestre, mediante el intercambio de energía, momento, agua y el CO2. Ha sido desarrollado por la Universidad de Tokio, en el Instituto Nacional de Estudios Medioambientales de Japón y la Agencia de Ciencia Marina y Terrestre y de Tecnología de Japón.
El nuevo esquema de microfísica funcionó bien en la reproducción de distribuciones globales de graupel, energía potencial convectiva disponible y frecuencia de rayos al compararlos con datos observados. La tasa media mundial de rayos aumentó un 7,1 % desde el período preindustrial hasta la actualidad, que se atribuyó al incremento de casos de graupel. El impacto del calentamiento futuro en la actividad de los rayos fue más evidente: la tasa media global aumentó en un 18,4 % por cada grado Celsius de aumento de temperatura, superior a las estimaciones anteriores de un 12 %.
Importancia de los rayos
Los rayos desempeñan un papel importante en la química atmosférica y en los procesos ambientales al proporcionar óxidos de nitrógeno y ser los disparadores de incendios forestales. A pesar de la importancia de la predicción climática, el vínculo entre el cambio climático antropogénico y la variabilidad de los rayos sigue siendo controvertida.
Estudios anteriores indican un aumento de los rayos en respuesta al calentamiento global, cercana al 12 %, aunque algunas simulaciones también indicaron tendencias decrecientes a medida que aumenta el calentamiento, lo que demuestra la importancia de incorporar el graupel a los GCM para mejorar las predicciones climáticas. Es que la actividad eléctrica atmosférica depende de varios factores, incluida la inestabilidad atmosférica, los aerosoles, la extensión de la nubosidad y la masa de los hidrometeoros de hielo, lo que dificulta la simulación precisa.
Una limitación de los modelos climáticos globales (GCM) es que no consideran los hidrometeoros de hielo de alta densidad (graupel y granizo) en la parametrización microfísica de las nubes. Y si bien muchos GCM tratan la precipitación (lluvia, nieve y graupel/granizo) de manera diagnóstica, no se le ha prestado la debida atención al vínculo entre graupel y rayos.
Más rayos, más incendios en el Ártico
Utilizando redes de detección de rayos, estudios han demostrado que la actividad de los rayos ha aumentado durante la última década, en especial sobre la región ártica.
En su estudio, Michibata consideró cómo los cambios en el graupel y la meteorología afectan la actividad de los rayos a través de una serie de experimentos, examinando características regionales y estacionales con un enfoque particular en el Ártico, donde los efectos de los rayos pueden acelerar el calentamiento global.
Dado que los rayos pueden provocar incendios forestales, y que el aumento de temperaturas favorece la ocurrencia de incendios forestales debido a combustibles más secos, su creciente frecuencia y la eficiencia de ignición de los rayos en el Ártico puede exacerbar el calentamiento futuro mediante la liberación de CO2 y metano del permafrost.
Mejorar las proyecciones de rayos no sólo nos ayudará a entender cuánto se puede acelerar el cambio climático por su impacto en las regiones árticas. También permitirá una mejor comprensión de los incendios forestales provocados por rayos.