El contenido de agua del suelo tiene un gran impacto en el clima regional, pero muchas de las conexiones aún no están claras. Investigadores del Instituto de Ciencias Atmosféricas y del Clima de ETH Zurich, junto con colegas de Bélgica y los Países Bajos, examinaron cuándo y dónde llueve con mayor frecuencia durante las tardes de verano. Querían aclarar si llovía más en los días en que el suelo estaba seco o húmedo. Y dónde exactamente era más probable que lloviera esos días. Los hallazgos contradictorios de otros científicos fueron el motivo de su estudio. Algunos investigadores observaron precipitaciones vespertinas sobre todo en días con mucha humedad en el suelo, mientras que otros parecían llegar a la conclusión opuesta: la lluvia caía en lugares donde el suelo, en comparación con las zonas circundantes, estaba más seco.
El nuevo estudio aporta ahora cierta claridad. «En promedio, llueve más en los días con mucha humedad en el suelo», explica Benoit Guillod, primer autor, quien dirigió el estudio como parte de su tesis doctoral en el grupo de Sonia Seneviratne, profesora de Dinámica del Clima Terrestre, y que ahora trabaja en la Universidad de Oxford. «Sin embargo, la mayor parte de las precipitaciones cae sobre la subregión más seca». El fenómeno puede explicarse así: a lo largo del día, el sol calienta la superficie terrestre y hace que el agua de lagos, ríos, océanos y del suelo se evapore. Este vapor de agua asciende durante el día, hasta encontrarse con capas de aire más frías y condensarse. Entonces empieza a llover. El contenido de humedad del suelo desempeña un papel decisivo, sobre todo en las zonas alejadas de la costa: cuanto más húmedo está el suelo, más agua puede evaporarse, lo que aumenta la probabilidad de precipitaciones.
Pero ¿dónde llueve exactamente? Dentro de una zona húmeda, las áreas con menor humedad del suelo generan el aire más cálido, lo que permite que el vapor de agua ascienda más y, por tanto, se encuentre antes con las capas de aire más frías. Como resultado, en esos lugares llueve con mayor frecuencia.
La humedad del suelo sigue siendo insuficientemente estudiada
Para llegar a esta conclusión, los científicos tuvieron que consultar una gran cantidad de datos. Aunque la humedad del suelo es un factor climático importante, falta información global. Hasta ahora, Suiza ha sido uno de los pocos países pioneros en este ámbito: desde 2008 existe una red de seguimiento iniciada por el Instituto de Ciencias Atmosféricas y del Clima. Junto con Agroscope Reckenholz-Tänikon y MeteoSwiss, ETH ha establecido 19 sitios con sensores de suelo en toda Suiza como parte del proyecto SwissSMEX . La temperatura y el contenido de humedad del suelo se registran a distintas profundidades.
Este tipo de mediciones detalladas son poco frecuentes en el mundo. Para el estudio, los científicos tuvieron que recurrir a datos satelitales, que proporcionaban información sobre la humedad de la superficie del suelo hasta una profundidad de dos a tres centímetros. Sin embargo, los datos de la superficie no bastaban para examinar con precisión la evaporación del agua. Mucha agua se evapora a través de la vegetación, ya que las plantas absorben agua desde las profundidades del suelo por medio de sus raíces y la transportan hacia arriba. Los científicos estimaron la humedad del suelo hasta una profundidad de un metro; para ello, además de datos sobre precipitaciones y humedad superficial del suelo, también utilizaron información sobre radiación y temperatura.
Analizados más de 100.000 episodios de lluvia
«Superpusimos una cuadrícula a la superficie terrestre y, con ayuda de un algoritmo, identificamos más de 100.000 episodios de lluvia individuales entre 2002 y 2011; después analizamos la humedad del suelo antes de esos episodios», explica Guillod. Los estudios anteriores se limitaban al aspecto espacial —dónde llueve— o al temporal —cuándo llueve—. «Nuestro estudio fue el primero en mostrar la correlación temporal y espacial general entre la humedad del suelo y las precipitaciones», afirma Guillod.
No obstante, advierte contra las conclusiones precipitadas: «La cuestión de cuándo se producen exactamente las precipitaciones aún no está del todo clara debido a la complejidad del proceso». En el futuro, computadoras de mayor rendimiento, simulaciones detalladas y experimentos con modelos deberían aportar más respuestas sobre hasta qué punto los episodios de lluvia están influidos por la humedad del suelo y los procesos atmosféricos.
En el futuro, las respuestas a estas preguntas podrían ayudar a comprender mejor otros procesos climáticos. «Podrían permitir extraer más conclusiones, por ejemplo, sobre la interacción entre la humedad del suelo y el crecimiento de las plantas», explica Seneviratne. Esta información podría servir, por ejemplo, de base para investigar las repercusiones de los sistemas de riego a gran escala en la agricultura. O podría arrojar luz sobre si la expansión de las zonas áridas puede frenarse mediante la plantación y el riego.
Este artículo se publica en colaboración con ETH Zurich. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Inken De Wit escribe para ETH Zurich.
Imagen: Un arcoíris aparece sobre uno de los estanques secos del Refugio Nacional de Vida Silvestre Quivira, en Hudson, Kansas. REUTERS/Jeff Tuttle
