Los cambios en las precipitaciones plantean enormes desafíos para el desarrollo de la infraestructura, especialmente bajo condiciones de cambio climático global, destaca una investigación conjunta de científicos de Venezuela y Canadá y que fue la línea de discusión de seminario virtual organizado por la Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales de Venezuela (ACFIMAN)
Por: ACFIMAN
Ya no llueve como antes. El comportamiento de las precipitaciones en el mundo se ha alterado, haciendo que los pronósticos sean menos fiables y que los eventos extremos, como las inundaciones, sean más frecuentes y difíciles de predecir. Ya no llueve como antes porque el clima tampoco es el mismo. El 2024 fue un año de récords: tanto los niveles de gases de efecto invernadero como la temperatura del aire y de la superficie del mar alcanzaron máximos históricos, con impactos significativos en la salud humana, los ecosistemas y la infraestructura, según el Servicio de Cambio Climático de Copernicus, el Programa de Observación de la Tierra de la Unión Europea.
En su informe de 2007, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) afirmó que “la capacidad de retención de agua de la atmósfera aumenta aproximadamente un 7 % por cada aumento de temperatura de 1 °C”. Es decir, el calentamiento del planeta está haciendo que llueva más. El IPCC llegó a esa conclusión gracias a una ecuación matemática: la relación de Clausius-Clapeyron, ampliamente utilizada en termodinámica para describir cómo la presión de vapor de una sustancia cambia con la temperatura durante una transición de fase.
Lluvia extrema
¿Es posible aplicar la relación de Clausius-Clapeyron a escala local bajo condiciones de cambio climático global? Durante un seminario virtual organizado por la Academia de Ciencias Físicas, Matemáticas y Naturales de Venezuela (ACFIMAN), la doctora Lelys Bravo de Guenni, profesora asociada de práctica en el Departamento de Estadística de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (Estados Unidos) y miembro correspondiente de la ACFIMAN, ofreció pistas para resolver esta incógnita, evaluando la adecuación de las curvas de intensidad-duración-frecuencia (IDF) para representar gráficamente eventos de lluvia extrema.
El seminario de la ACFIMAN, titulado, “Evaluación de las curvas de intensidad-duración-frecuencia de la precipitación bajo el cambio climático en cuencas de escala local” forma parte de un trabajo conjunto con Muyan Xu −estudiante de Doctorado de la Western University (Ontario, Canadá)− y el doctor José Rafael Córdoba −profesor jubilado de la USB y de la Universidad Central de Venezuela (UCV)−, publicado en Environmental Monitoring and Assessment en 2024.
En la publicación, los autores destacan «la necesidad de considerar las características climáticas locales y las variaciones regionales al evaluar la relación entre la temperatura y la precipitación. La planificación de ingeniería e infraestructura basada únicamente en supuestos climáticos globales podría generar inversiones financieras sustanciales que excedan las necesidades reales. Para mitigar estas ineficiencias, es fundamental realizar investigaciones localizadas y establecer factores de corrección específicos para cada ubicación para un desarrollo de infraestructura preciso».
La intensidad es la tasa de lluvia (cantidad de precipitación que cae por unidad de tiempo), la duración se refiere al tiempo que dura un evento de precipitación y la frecuencia es el número de veces que llueve en una duración e intensidad específicas.
“A veces se usan curvas IDF basadas en datos que no son tan recientes. Si queremos hacer planificación para el futuro, tenemos que enfrentarnos con el hecho de que hay que modificar dichas curvas para tomar en cuenta procesos no estacionarios (que cambian en el tiempo), como la precipitación extrema”, aseguró la académica.
Fuentes de incertidumbre
En la ponencia, la licenciada en Matemáticas egresada de la Universidad Simón Bolívar (USB) y doctora en Ciencias Ambientales de la Universidad Griffith en Brisbane (Australia) explicó que, en las proyecciones de lluvia extrema, existen numerosas fuentes de incertidumbre causantes de errores, como los escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero, la variabilidad climática interna, la reducción de escala y sesgo y el posprocesamiento de la información.
Los modelos climáticos también se consideran fuentes de incertidumbre: ¿cuál seleccionar entre tantas opciones? Por ejemplo, los Global Climate Models (GCM) “son ampliamente utilizados, pero tienen un problema con la resolución espacial, que es muy vasta, entre 50 kilómetros (km) y 100 km”, indicó. Los Regional Climate Models (RCM) ofrecen una escala más pequeña (entre 15 km y 20 km); mientras que los Convection-Permitting Climate Models (CPM) son complejos, “requieren más recursos computacionales y están menos disponibles para hacer trabajos de investigación abiertos, pero son ideales para estudiar lluvia extrema”.
Caso Barranquilla
En el estudio presentado durante el seminario de la ACFIMAN, el análisis se centró en la temperatura media diaria y en los registros de precipitación diaria del conjunto de datos, extraídos de un total de 35 modelos climáticos. Los registros corresponden a pequeñas cuencas urbanas de Barranquilla (Colombia) −una ciudad costera en un área tropical−, un período histórico de 1981 a 2010 y un período de proyección de 2071 a 2100 (los últimos 30 años del siglo XXI).
Además de encontrar “muchísima variabilidad entre los modelos, el factor de escalamiento para la precipitación no fue un valor cercano al 7 %, como lo dice la relación de Clausius-Clapeyron”, confirmó la doctora Bravo. El resultado no fue el esperado (mayor temperatura y precipitaciones a medida que se incrementan las concentraciones de emisiones gases de efecto invernadero), “sino que hubo aumentos y disminuciones”.
Posteriormente, se hizo un análisis comparativo con Urbana-Champaign, una ciudad interior en la zona templada norte, al sur de Chicago, donde se observó un patrón distinto: la temperatura y las precipitaciones sí se elevaron con las concentraciones de emisiones de gases de efecto invernadero, en sintonía con la relación de Clausius-Clapeyron.
De lo general a lo particular
La investigación concluyó que “el factor de corrección generalizado del 7 % puede no ser aplicable a nuestra localidad de estudio (Barranquilla), destacando la necesidad de cálculos de parámetros locales”, sostuvo. “Ciertamente, estos modelos no están diseñados para reproducir eventos de precipitación extrema local. Aunque haya radares y satélites, estos instrumentos deben calibrarse con datos locales específicos”.
Por su parte, la doctora Alicia Villamizar, Individuo de Número (Electo, Sillón XVIII) de la ACFIMAN, recordó que el Programa de Cambio Climático de la corporación es una realidad gracias a una iniciativa de la doctora Bravo. “En su presentación de 2013, propuso la creación de una red de estudios integrados sobre sistemas naturales deconstruidos venezolanos; la formulación e implementación de políticas públicas sobre impacto, vulnerabilidad y adaptación, y el diseño de una agenda nacional sobre cambio climático global (esto último por concretar)”.
Por: ACFIMAN
