Tras un fenómeno meteorológico extremo, se plantean preguntas científicas sobre la contribución del cambio climático provocado por el ser humano.
En 2015, World Weather Attribution puso en marcha una colaboración entre científicos del clima del Reino Unido, los Países Bajos, Francia y otros países.
Trabaja para comprender estas cuestiones durante los días o semanas posteriores a un fenómeno, mediante un proceso científico de 8 pasos.
Los conocimientos obtenidos de este análisis son importantes para concienciar sobre los riesgos futuros asociados al cambio climático.
Inmediatamente después de un fenómeno meteorológico extremo, surge a menudo una pregunta: en qué medida el cambio climático provocado por el ser humano contribuyó a su probabilidad o gravedad.
Durante las últimas dos décadas, el campo de rápido crecimiento de la atribución de eventos extremos ha permitido a los científicos responder cada vez más a esta pregunta.
Sin embargo, la realización de estos estudios y su publicación en revistas revisadas por pares suele llevar un año o más. Esto significa que los resultados solo están disponibles mucho después de que el fenómeno haya terminado y que este sea ya un recuerdo lejano en la mente del público.
Para abordar este problema, establecimos la World Weather Attribution (WWA) en 2015. Esta colaboración —entre científicos del clima del Reino Unido, los Países Bajos, Francia y otros países— trabaja para cuantificar rápidamente el papel del cambio climático en unos pocos días o semanas después de un fenómeno extremo. Esto significa que proporcionamos información mientras aún es muy pertinente para el público y para los responsables de la planificación de la recuperación ante desastres.
Desde nuestro primer estudio sobre la ola de calor europea del verano de 2015, hemos llevado a cabo más de 30 evaluaciones individuales. En un nuevo artículo, publicado en Climatic Change, repasamos el proceso que desarrollamos y analizamos algunas de las lecciones que hemos aprendido.
Nuestra principal conclusión de los últimos cinco años es que la evaluación de la atribución en sí misma es solo un paso de ocho y probablemente es el más sencillo de todo el conjunto.
En este texto, analizamos qué implica cada uno de los pasos del proceso:
1. ¿Qué fenómenos meteorológicos extremos atribuimos?
La enorme extensión de la Tierra significa que casi cada día se producen fenómenos meteorológicos extremos en algún lugar. Entonces, ¿cuáles de estos fenómenos merecen un estudio de atribución?
En WWA, tratamos de priorizar los fenómenos que han tenido un gran impacto o que han suscitado un fuerte debate en la sociedad, de modo que las respuestas sean útiles para un público amplio. A menudo se trata de fenómenos para los que la Cruz Roja —socio de WWA— lanza llamamientos internacionales.
En ocasiones, fenómenos más pequeños más cercanos o incluso registros meteorológicos que no afectaron a muchas personas también parecen generar interés suficiente para justificar una evaluación.
No incluimos explícitamente la influencia prevista del cambio climático en el fenómeno como criterio de activación. Un resultado en el que un fenómeno resultó no afectado por el cambio climático —o incluso se volvió menos probable— es tan útil desde el punto de vista científico como uno en el que la probabilidad aumentó.
2. ¿Cómo definir un fenómeno meteorológico extremo?
Definir el fenómeno resultó ser mucho más difícil y más importante de lo que inicialmente pensamos.
Por ejemplo: el primer estudio de atribución de fenómenos extremos publicado analizó la ola de calor europea del verano de 2003. Como definición del fenómeno, tomó una temperatura media estacional de alcance europeo, mientras que los impactos habían sido decenas de miles de muertes durante el periodo más caluroso de 10 días en las ciudades. Por ello, intentamos definir los fenómenos lo más cerca posible de sus impactos.
Cabe señalar que, en la práctica, averiguar qué ocurrió realmente durante el fenómeno no es fácil. En la siguiente figura se muestra un ejemplo, con las estimaciones muy dispares de la mayor precipitación en tres días alrededor de Houston debida al huracán Harvey en 2017, según distintos sistemas de observación.
El análisis por radar (c) es probablemente la opción más fiable, pero el conjunto de datos solo se remonta a 2005. El análisis en cuadrícula CPC (b) solo utiliza estaciones que informan en tiempo real y, por tanto, subestima el fenómeno meteorológico extremo. El análisis por satélite (d) diverge notablemente de los demás. Aquí, elegimos los datos de estaciones (a) como el conjunto de datos más fiable con una serie temporal larga: más de 100 años en muchas estaciones.
Máxima precipitación media observada en tres días sobre la costa de Texas para enero-septiembre de 2017 (mm/día). a) Pluviómetros GHCN-D v2, b) análisis CPC de 25 km, c) radar calibrado de la NOAA (máximo entre el 25 y el 30 de agosto), d) análisis por satélite NASA GPM/IMERG. Fuente: van Oldenborgh et al. (2017).
3. ¿Qué tan extremo es el fenómeno ahora y en el pasado?
Los datos observados que utilizamos son una parte esencial de una evaluación de atribución y nos proporcionan dos tipos de información: qué tan raro es el fenómeno meteorológico extremo en el clima actual y cuánto ha cambiado esto a lo largo del registro observado.
La probabilidad del fenómeno en el clima actual es muy importante para informar a los responsables políticos sobre si este es el tipo de extremo que las infraestructuras deberían ser capaces de soportar o no. Por ejemplo, las inundaciones que paralizaron Yakarta, en Indonesia, en enero de 2014 resultaron estar causadas por un episodio de lluvia con un «periodo de retorno» —es decir, la frecuencia con la que se esperaría un evento de ese tamaño— de 4 a 13 años.
Se trata de un fenómeno meteorológico extremo que no es especialmente raro, lo que sugiere que la ciudad tiene una vulnerabilidad muy alta frente a las inundaciones.
Por el contrario, las inundaciones de Chennai en diciembre de 2015 se debieron a precipitaciones con un periodo de retorno estimado de 600 a 2.500 años, lo que implica que el fenómeno podría ser demasiado raro como para esperar que los mecanismos de defensa resistan en tales circunstancias.
Sin embargo, un clima en calentamiento significa que los tipos de fenómenos con periodos de retorno históricamente muy largos se observan con mayor frecuencia. Esto implica que las infraestructuras diseñadas para el clima del pasado pueden verse desbordadas más de lo esperado.
Para calcular cuánto ha cambiado la probabilidad del fenómeno meteorológico extremo durante el periodo con observaciones, las ajustamos a una función matemática llamada «distribución de valores extremos» que cambia con el calentamiento global. Esto proporciona el cambio en la probabilidad y la gravedad de un fenómeno tal como se observa debido a todas las influencias, incluido el calentamiento global.
4. ¿Qué modelos climáticos son aptos para su finalidad?
Las observaciones por sí solas no pueden utilizarse para vincular —o «atribuir»— una tendencia en los fenómenos meteorológicos extremos al calentamiento global (o a influencias naturales sobre el clima). Para ello, necesitamos modelos climáticos.
Cada modelo climático tiene sus fortalezas y debilidades, y solo podemos utilizar aquellos que simulan de forma realista los extremos de la ubicación que investigamos.
En la práctica, utilizamos los tres criterios siguientes para seleccionar un conjunto de modelos climáticos para la evaluación:
¿Puede el modelo, en principio, representar los extremos que nos interesan?
¿Son las estadísticas de los fenómenos extremos modelizados compatibles con las estadísticas de los extremos observados?
¿Es el tiempo que causa estos extremos en el modelo similar a las observaciones?
Dado que los modelos climáticos son representaciones imperfectas de la realidad, exigimos al menos dos —y preferiblemente más modelos— que sean lo bastante buenos para el análisis de atribución con el fin de llevar a cabo un estudio.
5. ¿Cuál es el papel del cambio climático?
El siguiente paso es el análisis de atribución propiamente dicho. Para cada modelo, calculamos cuánto más probable o intenso se ha vuelto el fenómeno meteorológico extremo debido a las emisiones de gases de efecto invernadero y aerosoles provocadas por el ser humano.
Esto puede hacerse de una de dos maneras. Un método consiste en ejecutar dos conjuntos de simulaciones de modelos: uno para el clima actual y otro para un mundo «contrafactual» sin influencia humana sobre el clima. Después podemos identificar cuántos fenómenos meteorológicos graves coinciden con el que estamos evaluando en cada conjunto. La diferencia entre los recuentos de ambos mundos indica en cuánto más o menos probables se han vuelto los extremos con el calentamiento global.
El segundo método consiste en utilizar simulaciones existentes, como las ejecuciones históricas y futuras de modelos climáticos del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados. Estas simulaciones pueden analizarse después exactamente de la misma manera que las observaciones (véase el punto 3).
Esto significa que podemos estimar si existe un cambio en la probabilidad y la gravedad debido a posibles factores impulsores —como el cambio climático—, pero también a cambios en el uso del suelo o a cualquier otro forzamiento climático que incluya el modelo. En los modelos, sabemos qué forzamientos contienen (como los gases de efecto invernadero y los aerosoles) y cuáles no (por ejemplo, algunas retroalimentaciones locales), y disponemos de muchos más datos que en las observaciones.
En cualquiera de los dos métodos, este paso de atribución proporciona una estimación de cada modelo del cambio en la probabilidad del fenómeno meteorológico extremo como consecuencia del cambio climático. De forma similar, los enfoques pueden cuantificar el cambio en la intensidad de un fenómeno de una probabilidad determinada.
6. ¿Cuál es el papel general del cambio climático?
El siguiente paso consiste en combinar la información de las observaciones y de múltiples modelos en una única afirmación general sobre cómo ha cambiado la probabilidad y la intensidad del fenómeno meteorológico extremo físico —es decir, el peligro—.
Esto no es trivial y requiere estimaciones sobre lo buenos que creemos que son los modelos para describir los extremos. Parte de esta información puede derivarse de la dispersión de los modelos, pero otra parte debe basarse en un juicio sobre lo realistas que son los extremos simulados en el modelo.
7. Vulnerabilidad y exposición a los fenómenos meteorológicos extremos
Un desastre relacionado con el clima se produce por la combinación de tres factores: un peligro (el extremo meteorológico), la exposición (las personas en riesgo) y la vulnerabilidad (la capacidad de las personas y los ecosistemas para hacer frente al peligro).
Además del peligro, consideramos esencial abordar la vulnerabilidad y la exposición en un estudio de atribución. No solo se combinan con los cambios en los extremos físicos (calculados en los pasos anteriores) para determinar el impacto del fenómeno meteorológico extremo, sino que también pueden presentar tendencias significativas por sí mismas.
Por ejemplo, nuestro estudio sobre la sequía de São Paulo (Brasil) en 2014-15 concluyó que no se había agravado por el cambio climático. Sin embargo, nuestro análisis mostró que el aumento de la población de la ciudad en aproximadamente un 20 % en 20 años, y el aumento aún más rápido del consumo de agua per cápita, no se habían abordado con actualizaciones adecuadas de los sistemas de almacenamiento y suministro.
Por tanto, en este caso, las tendencias de vulnerabilidad y exposición fueron el principal factor de las importantes carencias de agua en la ciudad.
8. ¿Cómo comunicar todos estos matices?
El paso final es comunicar los resultados a una serie de públicos. Esto significa explicar los hallazgos de forma científicamente precisa, pero también útil y comprensible para el público destinatario.
Hemos comprobado que son necesarias tres capas de comunicación, en relación con tres grupos de usuarios de los resultados de nuestros estudios: científicos; responsables políticos y agencias de gestión de emergencias; y medios de comunicación y público general.
Al presentar los resultados a la comunidad científica, siempre publicamos un informe científico que documenta el estudio de atribución con suficiente detalle para que otro científico pueda reproducir los resultados. Si el análisis incluye elementos metodológicos nuevos, también nos comprometemos a presentar el estudio a una revista para someterlo a una revisión por pares completa.
Para los responsables políticos, los trabajadores de ayuda humanitaria y otros públicos profesionales no científicos, hemos comprobado que la forma más eficaz de comunicar por escrito los resultados de atribución son las notas informativas que resumen los puntos clave del análisis de ciencias físicas, profundizan en el contexto de vulnerabilidad y exposición y, a continuación, proponen medidas concretas para aumentar la resiliencia ante este tipo de fenómeno meteorológico extremo.
Por último, para llegar al público a través de los medios, normalmente preparamos un comunicado de prensa y/o una noticia en el sitio web que comunica los principales resultados del estudio. Además de los hallazgos de ciencias físicas, estos comunicados suelen ofrecer una descripción muy breve y objetiva de los factores no físicos que contribuyeron al fenómeno meteorológico extremo.
¿Qué hace el Foro Económico Mundial frente al cambio climático?
Conclusiones
En los últimos cinco años, hemos comprobado que los pasos descritos anteriormente nos han permitido ofrecer un mensaje sólido sobre cómo los fenómenos meteorológicos extremos están —y no están— siendo influidos por el cambio climático.
Y al reaccionar en cuestión de días o semanas, hemos podido informar a públicos clave con un resultado científico sólido poco después de que ocurra un fenómeno meteorológico extremo, cuando el interés es mayor y los resultados son más pertinentes.
Los resultados de los estudios de atribución son útiles para orientar la reducción de riesgos ante futuros fenómenos meteorológicos extremos, y también para concienciar sobre los riesgos crecientes en un clima cambiante y, por tanto, sobre la importancia de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Es importante señalar que los resultados son pertinentes simplemente porque la pregunta se formula con frecuencia; y si no se responde científicamente, se responderá de forma no científica.
