El efecto del dióxido de carbono sobre los patrones de precipitación en zonas de montaña
Los gases de efecto invernadero están aumentando de manera acelerada en la atmósfera. Investigan cómo afecta esto a los patrones de precipitación sobre las zonas de montaña.
Las montañas desempeñan un papel fundamental y vital en la configuración del clima regional y global, alterando la circulación atmosférica y los patrones de precipitación. La precipitación orográfica, o influenciada por las montañas, se produce cuando el aire cargado de humedad se eleva sobre la topografía alta (porque no puede atravesar la masa, lógicamente) y es obligado a ascender; luego, el aire al ascender se enfría, se condensa y lleva a la ocurrencia de precipitaciones, mientras la atmósfera se calienta con calor latente.
Se intentan identificar los cambios proyectados en las precipitaciones de montaña bajo el efecto que provoca el acelerado aumento de los GEI en el planeta, sobre todo del gas dióxido de carbono CO2, este es un desafío significativo debido a su complejidad.
En trabajos anteriores, se predijo que las precipitaciones en las montañas aumentarían con el calentamiento global, porque la humedad atmosférica aumenta junto con la temperatura. Sin embargo, las observaciones realizadas en muchas regiones durante las últimas décadas han mostrado patrones climáticos variables en las zonas montañosas.
Por eso, para poder profundizar en esta línea de investigación, ahora se propone un experimento con un modelo de alta resolución para intentar explicar cómo las precipitaciones en las montañas podrían responder al aumento de la concentración de CO2 atmosférico.
La tasa de calentamiento resulta más pronunciada en zona de montañas por efecto del CO2
Un estudio reciente publicado por el Dr. Kad et al. en Earth's Future, explica cómo las precipitaciones en las montañas podrían responder al aumento de los GEI, utilizando una serie de simulaciones de alta resolución totalmente acopladas a lo largo de un siglo, realizadas con el Modelo Comunitario del Sistema Terrestre.
Existe la necesidad de conectar estudios predominantemente idealizados sobre el cambio en la precipitación orográfica por el calentamiento, con la simulación de modelos climáticos globales (GCM) de última generación de alta resolución.
Los investigadores utilizaron el Modelo Comunitario del Sistema Terrestre (versión 1.2.2), que tiene una alta resolución de 25 kilómetros (lo que significa que las celdas de la cuadrícula miden 25 kilómetros de ancho horizontalmente). Esto permitió al equipo ingresar detalles sobre las condiciones locales como: topografía, rugosidad de la superficie, información sobre patrones de viento, fuentes de humedad y temperatura, para así ejecutar simulaciones globales que abarcarán el próximo siglo, para explicar mejor los complejos cambios de precipitación. orográfica con el aumento de CO2.
El grupo de científicos liderado por el Dr. Pratik Kad, del Departamento de Sistema Climático de la Universidad Nacional de Pusan , en Corea del Sur, como autor principal de la investigación, explica que “Los hallazgos de nuestra investigación indican que el calentamiento observado en las globales es más pronunciado en comparación con las tasas de calentamiento promedio experimentadas globalmente y en el océano, bajos niveles elevados de CO2.
En el estudio, ellos se identifican y trabajan con cinco cadenas montañosas de latitudes bajas con una respuesta de precipitación dependiente de la elevación, ellas son: Nueva Guinea, África Oriental, el Himalaya Oriental, América Central y los Andes centrales. Se espera que esas montañas tengan una combinación de precipitaciones crecientes y decrecientes en respuesta al calentamiento inducido por el CO2, especialmente en la cumbre y en la topografía escarpada.
Efecto del calentamiento por CO2 en las precipitaciones de montañas
Este grupo de científicos realizó simulaciones experimentales para estudiar cómo cambiarán las precipitaciones en las montañas en el futuro debido al aumento del dióxido de carbono atmosférico. El impacto del calentamiento sobre las precipitaciones en las montañas es complejo y podría dar lugar a una combinación de resultados, como un aumento o una disminución de las precipitaciones. Hasta donde se sabe, este es el primer tipo de estudio que conecta el cambio en las precipitaciones de montaña con el futuro calentamiento por efecto invernadero utilizando un GCM.
Para dilucidar los mecanismos que controlan los cambios futuros en la precipitación de montaña, este grupo de investigadores propuso una “retroalimentación omega de humedad orográfica” que explica los cambios anómalos sin precedentes en el clima de montaña, en la que un aumento en la humedad relativa en los niveles bajos mejora la precipitación local al fortalecer el movimiento ascendente a través de procesos húmedos para la respuesta de humectación, y viceversa para la respuesta de secado.
El estudio encontró que los cambios en las precipitaciones se esperan en montañas de gran elevación ubicadas en regiones de latitudes bajas con pendientes pronunciadas. Recordemos que el análisis se concentró en cinco cadenas montañosas principales. Además, el mecanismo de retroalimentación podría explicar cómo los niveles bajos de humedad afectan las precipitaciones en las montañas y la convección atmosférica. Al estudiar la meteorología de las montañas, podemos obtener información sobre las complejas interacciones entre las montañas y la atmósfera, lo que contribuye a la comprensión general de nuestro sistema terrestre.
Conclusiones conjuntas sobre la tasa de calentamiento y patrones de precipitación en zona de montaña, según el aumento de CO2 atmosférico simulado
Sus proyecciones encontraron que las regiones montañosas se calientan más en respuesta al CO2 que la media global, y que si se duplicaran los niveles de CO2 esto llevaría a un aumento de temperatura de 3.44 °C en comparación con la actualidad, mientras que cuadriplicar los niveles de CO2 llevaría a un aumento de 7.35 °C (ver Tabla 1).
Además, los investigadores descubrieron que los cambios en los patrones de precipitación son más pronunciados en las montañas de las regiones de latitudes bajas, especialmente en sus cumbres y terrenos escarpados.
De las cinco cadenas montañosas estudiadas, resultó que: en Nueva Guinea, África oriental, el Himalaya oriental y la parte de barlovento de los Andes centrales (la porción de los Andes centrales comprende entre 15 y 33.5° de latitud sur, o mar a desde el sur de Perú hasta el norte de Chile) allí se registraron más precipitaciones en respuesta al aumento de los niveles de CO2.
Por otro lado, se producen condiciones más secas en las montañas de América Central y en el lado de sotavento de los Andes centrales (o mar desde el sur de Perú y Bolivia hasta la provincia de Mendoza en Argentina).
Kad et al. proponen que los patrones mixtos de recepción detallada fueron atribuibles a un mecanismo de retroalimentación. Los altos niveles de humedad en un terreno montañoso provocan un movimiento de aire ascendente, lo que aumenta el calentamiento y las precipitaciones, lo que luego provoca más humedad. Por el contrario, la falta de humedad significa menos movimiento de aire ascendente, menos precipitaciones y una falta continua de humedad.
“Nuestra investigación tiene implicaciones de gran alcance para la salud de los ecosistemas y de la sociedad durante el próximo siglo”, explica Kad. El grupo de científicos remarca que las nuevas investigaciones sobre la meteorología en zona de montañas que se realizan, aportarán conocimientos adicionales muy importantes sobre la hidrología de las montañas.