Modelo TENAX: nueva forma de prever la intensificación de las precipitaciones extremas "subhorarias"

Las precipitaciones extremas de frecuencia "subhorarias" -con una frecuencia de periodos inferiores a horas; más frecuentes que horarias-, normalmente de naturaleza convectiva, son capaces de desencadenar catástrofes naturales como inundaciones y riadas.

Un componente esencial de la adaptación al cambio climático y la resiliencia es cuantificar la probabilidad de que las precipitaciones extremas subhorarias superen los niveles históricos en futuros escenarios climáticos.

Según la termodinámica, la capacidad de retención del vapor de agua atmosférico aumenta con la temperatura a un ritmo exponencial. En presencia de una saturación total y de una eficacia máxima de las precipitaciones, condiciones que se dan estrechamente durante los fenómenos subhorarios extremos, se espera que las intensidades de precipitación aumenten con la temperatura a un ritmo similar.

Además, los enfoques actuales para estimar los futuros niveles de retorno de las precipitaciones extremas subhorarias se consideran insuficientes. Un equipo de investigadores de las Universidades de Lausana y Padua, en Suiza e Italia respectivamente, argumenta que esto se debe a dos factores: la escasa disponibilidad de datos procedentes de modelos climáticos que tengan en cuenta la convección (capaces de simular adecuadamente las precipitaciones subhorarias) y el hecho de que los métodos estadísticos que se utilizan para extrapolar los niveles de retorno de las precipitaciones extremas no captan la física que rige el calentamiento global.

Por ello, han presentado un nuevo método estadístico basado en la física para estimar los niveles extremos de retorno de las precipitaciones subhorarias. El modelo propuesto por el equipo, denominado TEmperature-dependent Non-Asymptotic statistical model for eXtreme return levels (TENAX), se basa en un marco teórico moderadamente no estacionario y no asintótico que incorpora la temperatura como covariable de forma físicamente coherente.

El modelo TENAX

Utilizando datos de varias estaciones de Suiza como caso de estudio, se demostró la capacidad de este modelo para reproducir los niveles de retorno de precipitaciones subhorarias y algunas propiedades observadas de las precipitaciones extremas.

A continuación, ilustraron cómo puede utilizarse el modelo para proyectar cambios en las precipitaciones subhorarias extremas en un futuro con un clima más cálido, basándose únicamente en las proyecciones del modelo climático sobre las temperaturas durante los días de lluvia y los cambios previstos en la frecuencia de las precipitaciones.

El equipo multidisciplinario llegó a la conclusión de que, con el modelo TENAX, es posible predecir precipitaciones extremas subhorarias en diferentes niveles de retorno basándose en proyecciones a escala diaria de modelos climáticos en cualquier lugar del mundo donde se disponga de observaciones de precipitaciones subhorarias y datos de temperatura del aire cerca de la superficie.

Referencia de la noticia:
Marra, F., Koukoula, M., Canale, A., et al. Predicting extreme sub-hourly precipitation intensification based on temperature shifts, Hydrology and Earth System Sciences (2024).