19 junio, 2024 5:38 pm

Perspectivas sobre actividad ciclónica ante cambio climático global

Michel Rosengaus Moshinsky Ingeniero civil, maestro en ingeniería y doctor en Ciencias (Hidrodinámica e Ingeniería costera). Fue investigador del IMTA y coordinador general del Servicio Meteorológico Nacional. Consultor privado en hidrometeorología.


En este trabajo se esboza el estado de conocimiento científico y tecnológico actual sobre la posibilidad de que la actividad ciclónica se incremente en alguno de sus múltiples aspectos, someta a la población a mayores riesgos y sume mayores daños en el futuro. Se discute la frecuencia e intensidad de los ciclones tropicales, sus áreas de génesis y de máximo desarrollo, su capacidad de generación de lluvias y su velocidad de translación, así como las consecuencias previstas ante cambios en éstos. Se enfatizan los posibles efectos sobre México y dentro del resto del presente siglo.

 

México es una de las naciones más afectadas por ciclones tropicales en el planeta. El cambio climático global abre la posibilidad de que la actividad ciclónica se modifique y que con ello el estado de preparación actual frente a estos fenómenos resulte insuficiente.

A partir de la Revolución Industrial, la actividad humana en el planeta ha introducido gases de efecto invernadero (el más común, CO2) en la atmósfera terrestre en una proporción no despreciable con respecto a la concentración natural de éstos previa a la industrialización. Estos gases resultan relativamente transparentes a la radiación de onda corta proveniente del Sol, pero no lo son totalmente a la radiación de onda larga que la Tierra radia hacia el espacio, con el efecto neto de atrapar una proporción mayor de energía que la que ocurriría en condiciones naturales, y con ello elevar paulatinamente la temperatura de la atmósfera. Por supuesto, dado el contacto constante entre la atmósfera y los océanos, éstos van incrementando también su temperatura (aunque más lentamente que la atmósfera) y propagan este calentamiento desde su superficie hacia aguas más profundas. Dado que la fuente energética de los ciclones tropicales reside precisamente en las aguas cálidas superficiales de los trópicos, es natural pensar que ante un incremento en la temperatura de las aguas superficiales de los océanos se dará un incremento en la actividad ciclónica en el planeta, al punto de que las portadas de las publicaciones sobre cambio climático global casi siempre son ilustradas por algún aspecto de estos fenómenos. Pero el asunto es mucho más complicado y controversial que lo que parecería indicar la simplista explicación previa.

Muy importante resulta, en el contexto de los ciclones tropicales, el que este calentamiento oceánico sí produce directamente una expansión del volumen total ocupado por las aguas oceánicas, y con ello se presenta un incremento en el nivel medio del mar, siendo esta expansión térmica aun más importante que el incremento por el derretimiento de los hielos continentales y su escurrimiento adicional hacia las cuencas oceánicas.

 

Los ciclones tropicales

Los ciclones tropicales, en sus tres categorías progresivas de intensidad –depresiones tropicales, tormentas tropicales y huracanes–, son tormentas marinas en las que el viento superficial converge en forma de espiral hacia el centro de baja presión atmosférica en su núcleo, bajo el equilibrio de fuerzas de presión, de Coriolis (aparente, por el giro de la Tierra sobre su propio eje) y de fricción. Este viento superficial va saturándose de humedad evaporada de la superficie del mar y la va concentrando sobre un anillo al que le hemos dado por llamar la pared del ojo. Ante la imposibilidad de seguir concentrándose infinitamente en un solo punto de giro, los vientos saturados de humedad ascienden, condensan esta humedad y producen intensas lluvias.

Pero al condensar ceden el calor que originalmente se invirtió en su evaporación al aire circundante aumentando su temperatura, así como su propensión a seguir ascendiendo y a mantener (o intensificar) el centro de baja presión atmosférica que le dio origen al fenómeno. En general se considera que la temperatura mínima de la superficie del mar que promueve la formación de ciclones tropicales es de 26 °C. En los alrededores de México, dichas temperaturas se mantienen en grandes extensiones oceánicas y durante un intervalo muy largo del año. Los ciclones tropicales son vórtices que se ven arrastrados por los vientos alisios en los que están embebidos y a las latitudes de posible génesis se mueven con un componente de Este hacia Oeste y una ligera inclinación alejándose del Ecuador.

La génesis de un ciclón tropical es un mecanismo delicado que depende de múltiples variables; además de la disponibilidad de calor en la parte superficial del mar, la más importante es el nivel de cortante (la uniformidad de los vientos horizontales, en magnitud y dirección, desde la superficie en la dirección ascendente). En condiciones de cortante fuerte, se dificulta la formación de los ciclones tropicales.

Los efectos destructivos de un ciclón tropical están asociados a una o varias de sus cuatro manifestaciones principales: los vientos, el oleaje, la marea de tormenta y la precipitación pluvial.

 

Impacto de los ciclones tropicales sobre la infraestructura

Las obras de infraestructura y demás obras civiles tienen como una de sus principales solicitaciones los efectos destructivos de los ciclones tropicales. Especialmente sobre o cerca de la costa, los vientos de huracán (de entre 120 y 320 km/h) pueden producir muy fuertes daños, y no sólo los directos por viento; además se genera fuerte oleaje y el apilamiento de agua marina sobre la costa (marea de tormenta), que por un lado inundan y erosionan las obras civiles, y por otro le permiten al oleaje impactar de forma directa sobre estructuras aparentemente fuera del alcance del mar en condiciones normales. Tierra adentro, el principal peligro consiste en las intensas y duraderas lluvias y sus consecuentes inundaciones, acompañadas por descargas eléctricas e incluso tornados, todo esto en una amplia zona de cientos de kilómetros alrededor del centro de giro del sistema. No es casualidad que, frecuentemente, los vertedores de las presas de almacenamiento y generación eléctrica se vean ejercitados al límite precisamente durante la incidencia de ciclones tropicales.

 

Perspectivas sobre el número total de ciclones tropicales por temporada

Analizando la muestra histórica de ciclones tropicales (razonablemente bien registrados desde 1850 en la cuenca del del Atlántico norte) en todo el mundo, no se registran cambios importantes en el número global de ciclones tropicales a lo largo del tiempo, es decir, no se observa una tendencia creciente. Este hecho ha sido opacado por la peculiaridad de que en la época actual (post 1995)

en la cuenca del Atlántico norte sí se observa un mayor número de ciclones tropicales que antes. Pero el consenso científico es que esto se debe eminentemente a la presencia de la oscilación multidecadal del Atlántico norte, con periodo de algo más de 60 años y un punto neutro alrededor de 1995. Esto colocaba las temperaturas de la superficie del mar más frías que el promedio de largo plazo antes y más cálidas que el promedio de largo plazo después, sin ser este efecto uno de tendencia por cambio climático global. La perspectiva sería que entre 2025 y 2030 iniciaríamos nuevamente una fase de temperaturas superficiales más frías que lo normal.

Por otro lado, el conjunto de estudios con modelos climáticos numéricos y las herramientas para poder bajar su resolución a la pertinente para ciclones tropicales no indican un crecimiento futuro en el número total de ciclones tropicales sino, por el contrario, una leve disminución. Y la explicación de ello es que, además del calentamiento de la superficie del mar, otro efecto esperado del cambio climático global es el aumento en el cortante sobre las zonas en que los ciclones tropicales pueden formarse. Esto dificulta la formación inicial de los ciclones tropicales, y este efecto domina por sobre el del incremento de la temperatura superficial del mar. Pero, como se explica más adelante, esto no necesariamente presagia buenas noticias.

 

Perspectivas sobre la intensidad de los ciclones tropicales futuros

Al mismo tiempo que se espera un moderadamente menor número total de ciclones tropicales, los estudios hasta ahora realizados convergen en el hecho de que aquellos ciclones tropicales que sí se alcancen a formar tendrán una mayor probabilidad de desarrollarse hasta categorías más altas que sin el cambio climático global. Es decir, la fracción de los ciclones tropicales que alcancen categorías de huracán 3, 4 o 5 en la escala de Saffir-Simpson será mayor que en la situación actual. Esto resulta de suma importancia porque la destructividad no varía linealmente con la categoría. La mayor parte de los daños en cuanto a viento, oleaje y marea de tormenta, y en menor medida también en cuanto a lluvia, la producen los huracanes más intensos. Por ello, no obstante el posible menor número de sistemas, se perfila un incremento importante en la cantidad total de daños a acumularse.

 

Perspectivas sobre zonas de génesis y desarrollo

No sólo resulta importante explorar posibles cambios en las variables más evidentes, como número de sistemas e intensidad de éstos, sino también en sus zonas de formación y desarrollo, puesto que esto podría implicar que zonas actualmente en riesgo dejen de estarlo, o viceversa. Al respecto, no se han identificado cambios significativos en las zonas de formación. Sin embargo sí se ha identificado que las zonas en las que se presentaría la máxima intensidad de cada uno de los ciclones se han estado desplazando hacia mayores latitudes, es decir, hacia los polos. Puesto que México se encuentra en la franja de latitudes (14 °N a 33 °N) en las que sí se pueden alcanzar las máximas intensidades en la evolución de un ciclón, este desplazamiento podría significar una ligera reducción en las intensidades de sistemas incidentes sobre sus litorales.

 

Perspectivas sobre producción de lluvias

La modelación numérica de los procesos presentes en un ciclón tropical indica que, aunque la periferia de sus campos de precipitación pluvial no presentaría cambios, en el núcleo del ciclón tropical (unos 100 km alrededor del centro de giro) las precipitaciones podrían incrementarse hasta en un 20% (véase figura 1). Esto nuevamente resulta de suma importancia, pues un incremento de 20% en las láminas máximas producidas por un ciclón tropical (que podrían esperarse entre los 250 mm y los 400 mm) resultaría en un peligro de inundación mucho mayor. En este contexto, es importante recordar que las lluvias periféricas de un ciclón tropical pasan por el sitio antes que las del núcleo, y son suficientes para saturar en su totalidad el suelo. Por ello, este incremento de lluvias del núcleo podría traducirse en igual incremento de la lluvia efectiva y del flujo superficial producido por esta parte central del ciclón tropical.

Perspectiva sobre velocidad de translación

La velocidad de translación de un ciclón tropical es también importante en varios aspectos de la producción de daños, pues determina la duración a la que un cierto sitio, bajo o cerca de la trayectoria, se encuentra sujeto a condiciones de peligro, aumentando este lapso con menores velocidades de translación. Algunos de los daños producidos por ciclones tropicales no son instantáneos, sino que dependen de la duración de las solicitaciones significativas sobre las estructuras (fallas por fatiga de miembros estructurales oscilantes, por ejemplo). Se ha identificado una baja significativa en la velocidad de translación de los ciclones tropicales más actuales comparada con los del pasado. En el caso de la precipitación pluvial y sus consecuencias, la velocidad más lenta de translación resulta en mayores láminas de lluvia precipitadas sobre los sitios bajo o cerca de la trayectoria, sobre todo en zonas costeras en las que una porción significativa de la circulación del ciclón se encuentra todavía en contacto con el mar. Por otro lado, esto también podría implicar una menor penetración tierra adentro del ciclón tropical, pues una más baja velocidad de translación facilita su disipación al interactuar con la orografía típica de México.

De hecho ya existen varios casos recientes de huracanes con baja velocidad de translación que han producido daños adicionales precisamente por ella: Wilma en 2005 sobre Quintana Roo, Harvey en 2017 en la zona costera de Texas (véase figura 2) y Dorian 2019 en las islas norteñas de las Bahamas.

El caso de México

México se ve afectado por ciclones tropicales por ambos litorales: el Caribe y el Golfo de México sobre el Atlántico, y una larguísima costa del Pacífico desde Puerto Chiapas hasta Tijuana. Frecuentemente las trayectorias son tales que inciden sobre el litoral mexicano un par de veces; por ejemplo, en Quintana Roo y posteriormente en Tamaulipas, o en Baja California Sur y posteriormente en el continente sobre Sonora. No solamente eso, sino que se presentan frecuentes egresos de tierra al mar opuestos al caso típico de incidencia del mar hacia tierra (egresos, por ejemplo, sobre Campeche hacia el Golfo de México, o sobre la costa interior de Baja California hacia el Mar de Cortés). Aun más, tiene una orografía muy complicada con cordilleras de más de 2,000 metros de altura a distancias relativamente cortas del litoral, lo que afecta dramáticamente la distribución típica de los campos de lluvia con respecto a otras zonas más planas. En estas condiciones resulta difícil adaptar con simplicidad las perspectivas de escala global a las condiciones particulares de México. Por otro lado, existe una fuerte asimetría en el monitoreo de ciclones tropicales del Atlántico (con vuelos cazahuracanes continuos) y de ciclones tropicales del Pacífico con sólo vuelos ocasionales, por lo que muchas de estas características potencialmente cambiantes podrían pasar como indetectables. Además, la muestra de trayectorias/intensidades del lado del Pacífico es relativamente corta (de 1949 a la fecha). La parte del territorio donde podrían manifestarse de forma más directa estos esperados cambios sería sobre la Península de Yucatán, por su orografía prácticamente plana. Quizá la característica más fácilmente detectable sería un cambio en la velocidad de translación. La base de datos de precipitaciones pluviales diarias que existe sobre México también permitiría verificar la expectativa de núcleos de ciclones tropicales más lluviosos que en tiempos pasados. Pero falta mucho por hacer al respecto localmente en el tema de ciclones tropicales en condiciones de cambio climático.

 

Conclusión

Aun sin cambio alguno en los ciclones tropicales adjudicado al cambio climático global, México debería esperar eventos más destructivos que en el pasado, simplemente por el incremento paulatino en el nivel medio del mar, sobre todo en la zona litoral por marea de tormenta (con zonas inundadas más extensas) y por oleaje (con mayor penetración de éste tierra adentro). Esto además de considerar el constante desarrollo humano sobre extensos segmentos de la zona costera y su consecuente incremento poblacional.

En escala global, con manifestaciones congruentes en escala local en México, la perspectiva es que, aunque quizá se presente un ligeramente menor número de ciclones tropicales, los que se presenten tendrán vientos más destructivos, mayores daños por oleaje y marea de tormenta (ambos inducidos por el viento), mayores precipitaciones pluviales alrededor del núcleo central del ciclón tropical y menores velocidades de translación (con mayores láminas acumuladas en los sitios afectados suficientemente cercanos a la costa).

Por más generalizada que sea la percepción pública de que el cambio climático global nos traerá simplemente más ciclones tropicales más destructivos, en realidad se trata todavía de un tema controversial y que, especialmente en el plano local en México, apenas lo estamos desmadejando

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