Condiciones climáticas extremas

Las olas de calor en EE. UU. han aumentado en frecuencia, duración promedio e intensidad. ^{[ 8 ]} Además, las temporadas de olas de calor se han extendido. ^{[ 8 ]}

Durante décadas, el número promedio de días que se pasan anualmente en olas de calor en los EE. UU. ha aumentado, basándose en aumentos tanto en el número promedio anual de olas de calor como en su duración promedio. ^{[ 8 ]}

Las olas de calor son períodos de temperaturas anormalmente altas e índice de calor elevado . Las definiciones de ola de calor varían debido a la variación de temperaturas en diferentes ubicaciones geográficas. ^{[ 9 ]} El calor excesivo suele ir acompañado de altos niveles de humedad , pero también puede ser catastróficamente seco. ^{[ 10 ]}

Debido a que las olas de calor no son visibles como otras formas de clima severo, como huracanes, tornados y tormentas eléctricas, son una de las formas menos conocidas de clima extremo. ^{[ 11 ]} El clima extremadamente caluroso puede dañar poblaciones y cultivos debido a la posible deshidratación o hipertermia , calambres por calor , expansión térmica y golpe de calor . Los suelos secos son más susceptibles a la erosión, lo que disminuye las tierras disponibles para la agricultura . Los brotes de incendios forestales pueden aumentar en frecuencia ya que la vegetación seca tiene una mayor probabilidad de incendiarse. La evaporación de los cuerpos de agua puede ser devastadora para las poblaciones marinas, disminuyendo el tamaño de los hábitats disponibles, así como la cantidad de nutrientes presentes en las aguas. Las poblaciones de ganado y otros animales también pueden disminuir.

Durante el calor excesivo, las plantas cierran los poros de sus hojas ( estomas ), un mecanismo de protección para conservar el agua pero que también reduce la capacidad de absorción de las plantas. Esto deja más contaminación y ozono en el aire , lo que lleva a una mayor mortalidad en la población . Se ha estimado que la contaminación adicional durante el caluroso verano de 2006 en el Reino Unido costó 460 vidas. ^{[ 12 ]} Se estima que las olas de calor europeas del verano de 2003 causaron 30 000 muertes adicionales, debido al estrés por calor y la contaminación del aire . ^{[ 13 ]} Más de 200 ciudades de EE. UU. han registrado nuevas temperaturas máximas récord. ^{[ 14 ]} La peor ola de calor en EE. UU. ocurrió en 1936 y mató a más de 5000 personas directamente. La peor ola de calor en Australia ocurrió en 1938-39 y mató a 438. La segunda peor fue en 1896.

También pueden producirse cortes de energía en zonas que experimentan olas de calor debido al aumento de la demanda de electricidad (por ejemplo, el uso del aire acondicionado). ^{[ 15 ]} El efecto de isla de calor urbana puede aumentar las temperaturas, especialmente durante la noche. ^{[ 16 ]}

Una ola de frío es un fenómeno meteorológico que se caracteriza por un enfriamiento del aire. Específicamente, según la definición del Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. , una ola de frío es un descenso rápido de la temperatura en un período de 24 horas que requiere una protección considerablemente mayor para la agricultura, la industria, el comercio y las actividades sociales. El criterio preciso para definir una ola de frío se determina por la velocidad a la que desciende la temperatura y la temperatura mínima que alcanza. Esta temperatura mínima depende de la región geográfica y la época del año. ^{[ 17 ]} Las olas de frío generalmente pueden ocurrir en cualquier lugar geográfico y se forman por grandes masas de aire frío que se acumulan sobre ciertas regiones, causadas por movimientos de corrientes de aire. ^{[ 9 ]}

Una ola de frío puede causar la muerte y lesiones al ganado y la fauna silvestre. La exposición al frío exige una mayor ingesta calórica para todos los animales, incluidos los humanos, y si una ola de frío viene acompañada de nevadas intensas y persistentes, los animales de pastoreo pueden no poder acceder al alimento y al agua necesarios y morir de hipotermia o inanición. Las olas de frío a menudo obligan a los agricultores a comprar forraje para el ganado, lo que supone un coste considerable. ^{[ 9 ]} Las poblaciones humanas pueden sufrir congelación al exponerse durante periodos prolongados al frío, lo que puede provocar la pérdida de extremidades o daños en los órganos internos.

El frío extremo del invierno suele provocar la congelación de las tuberías de agua con un aislamiento deficiente. Incluso algunas tuberías interiores mal protegidas pueden reventar al expandirse el agua congelada en su interior, causando daños materiales. Paradójicamente, los incendios se vuelven más peligrosos durante el frío extremo. Las tuberías principales de agua pueden romperse y el suministro de agua puede volverse inestable, lo que dificulta la extinción de incendios . ^{[ 9 ]}

Las olas de frío que traen heladas inesperadas durante la temporada de cultivo en zonas de latitudes medias pueden matar las plantas en las etapas iniciales y más vulnerables de su crecimiento. Esto provoca la pérdida de cosechas, ya que las plantas mueren antes de poder ser cosechadas de forma rentable. Dichas olas de frío han causado hambrunas . Las olas de frío también pueden endurecer y congelar las partículas del suelo, dificultando el crecimiento de las plantas y la vegetación en estas zonas. Un caso extremo fue el llamado Año Sin Verano de 1816, uno de varios años durante la década de 1810 en los que numerosas cosechas se perdieron durante inusuales olas de frío estival después de que las erupciones volcánicas redujeran la luz solar.

En algunos casos, la mayor frecuencia de inviernos extremadamente fríos —por ejemplo, en partes de Asia y América del Norte, incluyendo la ola de frío norteamericana de febrero de 2021— puede ser resultado del cambio climático, como por ejemplo debido a cambios en el Ártico . ^{[ 18 ] [ 19 ]} Sin embargo, las conclusiones que vinculan el cambio climático con las olas de frío aún se consideran controvertidas. ^{[ 20 ]} El proyecto JRC PESETA IV concluyó en 2020 que el cambio climático general resultará en una disminución de la intensidad y frecuencia de los períodos de frío extremo, con inviernos más suaves que reducirán las muertes por frío extremo, ^{[ 21 ]} incluso si los fenómenos meteorológicos fríos extremos individuales a veces pueden ser causados ​​por cambios debidos al cambio climático y posiblemente incluso volverse más frecuentes en algunas regiones. Según un estudio de 2023, "los eventos de frío extremo débiles (ECE) disminuyen significativamente en frecuencia, área de proyección y área total en el hemisferio norte con el calentamiento global. Sin embargo, la frecuencia, el área de proyección y el área total de los ECE fuertes no muestran una tendencia significativa, mientras que están aumentando en Siberia y Canadá". ^{[ 22 ]}

Un cambio en los patrones de lluvia puede provocar mayores precipitaciones en una zona mientras que otra experimenta condiciones mucho más cálidas y secas, lo que puede derivar en sequía. ^{[ 26 ]} Esto se debe a que un aumento de las temperaturas también conlleva un aumento de la evaporación en la superficie terrestre, por lo que una mayor precipitación no implica necesariamente condiciones más húmedas en todo el mundo ni un aumento global del agua potable. ^{[ 27 ]}

En términos generales, un evento de clima extremo no puede atribuirse a una sola causa. Sin embargo, ciertos cambios a nivel de sistema en los sistemas meteorológicos globales pueden provocar un aumento en la frecuencia o intensidad de los eventos de clima extremo. ^{[ 7 ]}

Las primeras investigaciones sobre fenómenos meteorológicos extremos se centraron en afirmaciones sobre la predicción de ciertos eventos. La investigación contemporánea se centra más en la atribución de causas a las tendencias de los eventos. ^{[ 7 ]} En particular, el campo se está centrando en el cambio climático junto con otros factores causales de estos eventos. ^{[ 7 ]}

Un informe de 2016 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina recomendó invertir en mejores prácticas compartidas en todo el campo que trabaja en la investigación de atribución, mejorando la conexión entre los resultados de la investigación y el pronóstico del tiempo. ^{[ 28 ]}

A medida que se realizan más investigaciones en esta área, los científicos han comenzado a investigar la conexión entre el cambio climático y los fenómenos meteorológicos extremos, así como los posibles impactos futuros. Gran parte de este trabajo se lleva a cabo mediante modelos climáticos. Estos modelos proporcionan predicciones importantes sobre las características futuras de la atmósfera, los océanos y la Tierra, utilizando datos recopilados en la actualidad. ^{[ 29 ]} Sin embargo, si bien los modelos climáticos son fundamentales para estudiar procesos más complejos como el cambio climático o la acidificación de los océanos, siguen siendo solo aproximaciones. ^{[ 29 ]} Además, los fenómenos meteorológicos son complejos y no pueden atribuirse a una sola causa; a menudo existen muchas variables atmosféricas, como la temperatura, la presión o la humedad, que deben tenerse en cuenta, además de las influencias del cambio climático o la variabilidad natural. ^{[ 29 ]}

Algunos aspectos de nuestro sistema climático presentan cierto grado de variabilidad natural, y los fenómenos meteorológicos extremos pueden ocurrir por diversas razones ajenas al impacto humano, como cambios en la presión atmosférica o en el movimiento del aire. Las zonas costeras o ubicadas en regiones tropicales tienen mayor probabilidad de experimentar tormentas con fuertes precipitaciones que las regiones templadas, aunque estos fenómenos también pueden ocurrir.

La atmósfera es un sistema complejo y dinámico, influenciado por diversos factores como la inclinación y la órbita natural de la Tierra, la absorción o reflexión de la radiación solar, el movimiento de las masas de aire y el ciclo del agua . Debido a esto, los patrones climáticos pueden experimentar cierta variación, por lo que los fenómenos meteorológicos extremos pueden atribuirse, al menos en parte, a la variabilidad climática natural que existe en la Tierra.

Fenómenos climáticos como la Oscilación del Sur de El Niño (ENSO) o la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) impactan los patrones meteorológicos en regiones específicas del mundo, influyendo en la temperatura y la precipitación. ^{[ 30 ]} Los eventos meteorológicos extremos sin precedentes que se han catalogado a lo largo de los últimos doscientos años probablemente surgen cuando patrones climáticos como ENSO o NAO actúan "en la misma dirección que el calentamiento inducido por el ser humano". ^{[ 30 ]}

El Sexto Informe de Evaluación del IPCC (2021) proyecta aumentos progresivamente grandes tanto en la frecuencia (barras horizontales) como en la intensidad (barras verticales) de los fenómenos meteorológicos extremos, para grados crecientes de calentamiento global, incluyendo un  aumento de más de 5 °C en los eventos de calor extremo para un aumento de 4  °C en la temperatura media global. ^{[ 31 ]}

La revisión de Climate Central sobre estudios de atribución climática abarcó casi 750 eventos y tendencias de clima extremo, de varios tipos. ^{[ 32 ]} La revisión encontró que el cambio climático hizo que casi todos los tipos de eventos estudiados fueran sustancialmente más probables o más severos, siendo los eventos de frío/nieve/hielo la excepción. ^{[ 32 ]}

Algunos estudios afirman una conexión entre el rápido calentamiento de las temperaturas árticas y, por lo tanto, la desaparición de la criosfera , y el clima extremo en las latitudes medias. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]} En un estudio publicado en Nature en 2019, los científicos utilizaron varias simulaciones para determinar que el derretimiento de las capas de hielo en Groenlandia y la Antártida podría afectar el nivel del mar y la temperatura del mar en general. ^{[ 38 ]} Otros modelos han demostrado que el aumento de la temperatura actual y la posterior adición de agua de deshielo al océano podrían provocar una alteración de la circulación termohalina, que es responsable del movimiento del agua de mar y la distribución del calor alrededor del mundo. ^{[ 39 ]} Un colapso de esta circulación en el hemisferio norte podría provocar un aumento de las temperaturas extremas en Europa, así como tormentas más frecuentes al alterar la variabilidad y las condiciones climáticas naturales. ^{[ 39 ]} Por lo tanto, a medida que el aumento de las temperaturas provoca el derretimiento de los glaciares, las latitudes medias podrían experimentar cambios en los patrones climáticos o las temperaturas. ^{[ 39 ]}

Se registraron alrededor de 6681 eventos relacionados con el clima durante el período 2000-2019, en comparación con los 3656 registrados entre 1980 y 1999. ^{[ 40 ]} En este informe, un «evento relacionado con el clima» se refiere a inundaciones, tormentas, sequías, deslizamientos de tierra, temperaturas extremas (como olas de calor o heladas) e incendios forestales; excluye eventos geofísicos como erupciones volcánicas, terremotos o movimientos de masas. ^{[ 40 ]} Si bien hay evidencia de que el cambio climático global, como el aumento de la temperatura, ha impactado la frecuencia de eventos meteorológicos extremos, es probable que los efectos más significativos surjan en el futuro. Aquí es donde los modelos climáticos son útiles, ya que pueden proporcionar simulaciones de cómo podría comportarse la atmósfera a lo largo del tiempo y qué medidas deben tomarse en la actualidad para mitigar cualquier cambio negativo. ^{[ 29 ]}

La creciente probabilidad de que se produzcan olas de calor extremas récord de una semana de duración depende de la tasa de calentamiento, más que del nivel de calentamiento global. ^{[ 41 ] [ 42 ]}

Algunos investigadores atribuyen el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos a sistemas de información más fiables. ^{[ 40 ]} También podría argumentarse que existe una diferencia en lo que se considera «fenómeno meteorológico extremo» en distintos sistemas climáticos. La notificación excesiva o insuficiente de víctimas o pérdidas puede llevar a imprecisiones en el impacto de los fenómenos meteorológicos extremos. Sin embargo, los informes de la ONU muestran que, si bien algunos países han experimentado mayores efectos, se han registrado aumentos de fenómenos meteorológicos extremos en todos los continentes. ^{[ 40 ]} La evidencia actual y los modelos climáticos muestran que el aumento de la temperatura global intensificará los fenómenos meteorológicos extremos en todo el mundo, amplificando así las pérdidas humanas, los daños, los costos económicos y la destrucción de los ecosistemas.

Ciclones tropicales y cambio climático

A nivel mundial, el número promedio anual de  tormentas de categoría 5 se ha duplicado desde 1982. ^{[ 43 ]}

Los huracanes atlánticos de categoría 5 se han vuelto mucho más comunes en las últimas décadas. ^{[ 44 ]}

El número de  huracanes del Atlántico que causaron daños por valor de mil millones de dólares casi se duplicó desde la década de 1980, y los costos se han incrementado más de once veces. ^{[ 45 ]} Estos incrementos se atribuyen al cambio climático y a la migración de personas a zonas costeras. ^{[ 45 ]}

En 2020, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) del gobierno de EE. UU. predijo que, a lo largo del siglo XXI, la frecuencia de tormentas tropicales y huracanes del Atlántico disminuiría un 25 por ciento, mientras que su intensidad máxima aumentaría un 5 por ciento. ^{[ 46 ]}

El cambio climático afecta a los ciclones tropicales de diversas maneras: una intensificación de las precipitaciones y la velocidad del viento, un aumento en la frecuencia de tormentas muy intensas y una extensión hacia los polos del área donde los ciclones alcanzan su máxima intensidad son algunas de las consecuencias del cambio climático inducido por el ser humano. ^{[ 47 ] [ 48 ]} Los ciclones tropicales utilizan aire cálido y húmedo como fuente de energía o combustible . Dado que el cambio climático está calentando las temperaturas del océano , potencialmente hay más de este combustible disponible. ^{[ 49 ]}

Entre 1979 y 2017, hubo un aumento global en la proporción de ciclones tropicales de categoría 3 y superiores en la escala Saffir-Simpson . La tendencia fue más clara en el norte del Océano Índico, ^{[ 50 ] [ 51 ]} el Atlántico Norte y en el sur del Océano Índico . En el norte del Océano Índico, particularmente en el Mar Arábigo, la frecuencia, duración e intensidad de los ciclones han aumentado significativamente. Ha habido un aumento del 52% en el número de ciclones en el Mar Arábigo, mientras que el número de ciclones muy severos ha aumentado en un 150%, durante 1982–2019. Mientras tanto, la duración total de los ciclones en el Mar Arábigo ha aumentado en un 80% mientras que la de los ciclones muy severos ha aumentado en un 260%. ^{[ 50 ]} En el Pacífico Norte , los ciclones tropicales se han estado moviendo hacia los polos hacia aguas más frías y no hubo un aumento en la intensidad durante este período. ^{[ 52 ]} Con un calentamiento de 2  °C (3,6  °F), se espera que un mayor porcentaje (+13 %) de ciclones tropicales alcancen la categoría 4 y 5. ^{[ 47 ]} Un estudio de 2019 indica que el cambio climático ha estado impulsando la tendencia observada de rápida intensificación de los ciclones tropicales en la cuenca del Atlántico. Los ciclones que se intensifican rápidamente son difíciles de pronosticar y, por lo tanto, representan un riesgo adicional para las comunidades costeras. ^{[ 53 ]}

Inundaciones

El cambio climático ha provocado un aumento en la frecuencia y/o intensidad de ciertos tipos de clima extremo. ^{[ 55 ]} Tormentas como huracanes o ciclones tropicales pueden experimentar mayores precipitaciones, causando grandes inundaciones o deslizamientos de tierra al saturar el suelo. Esto se debe a que el aire más cálido puede retener más humedad debido a que las moléculas de agua tienen mayor energía cinética, y la precipitación ocurre a mayor velocidad porque más moléculas tienen la velocidad crítica necesaria para caer como gotas de lluvia. ^{[ 27 ]}

Hay muchas actividades antropogénicas que pueden exacerbar los efectos de los eventos climáticos extremos. La planificación urbana a menudo amplifica los impactos de las inundaciones urbanas , especialmente en áreas que tienen un mayor riesgo de tormentas debido a su ubicación y variabilidad climática. Primero, aumentar la cantidad de superficies impermeables, como aceras, carreteras y techos, significa que menos agua de las tormentas entrantes es absorbida por el suelo. ^{[ 56 ]} La destrucción de los humedales, que actúan como un reservorio natural al absorber agua, puede intensificar el impacto de las inundaciones y las precipitaciones extremas. ^{[ 57 ]} Esto puede ocurrir tanto en el interior como en la costa. Sin embargo, la destrucción de los humedales a lo largo de la costa puede significar disminuir el "colchón" natural de un área, lo que permite que las marejadas ciclónicas y las aguas de inundación lleguen más tierra adentro durante huracanes o ciclones. ^{[ 58 ]} Construir casas por debajo del nivel del mar o a lo largo de una llanura aluvial pone a los residentes en mayor riesgo de destrucción o lesiones en un evento de precipitación extrema.

Las zonas urbanas también pueden contribuir al aumento de fenómenos meteorológicos extremos o inusuales. Las estructuras altas pueden alterar la forma en que el viento se mueve en un área urbana, empujando el aire más cálido hacia arriba e induciendo la convección, lo que crea tormentas eléctricas. ^{[ 56 ]} Estas tormentas eléctricas traen consigo un aumento de las precipitaciones, lo que, debido a la gran cantidad de superficies impermeables en las ciudades, puede tener impactos devastadores. ^{[ 56 ]} Las superficies impermeables también absorben la energía del sol y calientan la atmósfera, causando aumentos drásticos de las temperaturas en las zonas urbanas. Esto, junto con la contaminación y el calor liberado por los automóviles y otras fuentes antropogénicas, contribuye a la formación de islas de calor urbanas. ^{[ 59 ]}

Ante eventos meteorológicos extremos sin precedentes, los esfuerzos de adaptación al cambio climático resultan insuficientes, mientras que los economistas se enfrentan a la inflación, la crisis del costo de vida y la incertidumbre económica . ^{[ 64 ]} En 2011, el IPCC estimó que las pérdidas anuales han oscilado desde 1980 entre unos pocos miles de millones y más de 200  mil millones de dólares estadounidenses, con las mayores pérdidas económicas ocurriendo en 2005, el año del huracán Katrina . ^{[ 65 ] [ 66 ]} Las pérdidas globales relacionadas con desastres meteorológicos, como la pérdida de vidas humanas, patrimonio cultural y servicios ecosistémicos , son difíciles de valorar y monetizar, y por lo tanto, se reflejan de manera deficiente en las estimaciones de pérdidas. ^{[ 67 ] [ 68 ]} Un estudio de 2023 estimó que los costos del clima extremo causado por el cambio climático totalizaron alrededor de 2,86 billones de dólares estadounidenses entre los años 2000 y 2019; esto equivale a aproximadamente 143 mil millones de dólares estadounidenses en pérdidas cada año. ^{[ 69 ]}

La Encuesta de Percepción de Riesgos Globales 2023-2024 (GRPS) del Foro Económico Mundial reveló que el 66 % de los encuestados seleccionó el clima extremo como el principal riesgo. La encuesta se realizó tras las olas de calor de 2023. Según los resultados de la GRPS, la percepción de la gestión de riesgos necesaria a corto y largo plazo varía. Los encuestados más jóvenes priorizan los riesgos ambientales, incluido el clima extremo, a corto plazo. Los encuestados que trabajan en el sector privado priorizan los riesgos ambientales a largo plazo. ^{[ 70 ]}

Según la Base de Datos Internacional de Desastres, el número de muertos por desastres naturales  ha disminuido en más del 90 por ciento desde la década de 1920, incluso cuando la población mundial se cuadruplicó y las temperaturas aumentaron 1,3 °C. En la década de 1920,  murieron 5,4 millones de personas a causa de desastres naturales, mientras que en la década de 2010, solo murieron 400.000. ^{[ 71 ]}

Las disminuciones más drásticas y rápidas en las muertes por fenómenos meteorológicos extremos se han producido en el sur de Asia. Mientras que un ciclón tropical en Bangladesh en 1991 causó la muerte de 135 000 personas, y un ciclón en 1970 la de 300 000, el ciclón Ampham , de tamaño similar , que azotó India y Bangladesh en 2020, causó tan solo 120 muertes en total. ^{[ 72 ] [ 73 ]}

El 23 de julio de 2020, Munich Re anunció que las 2900 muertes totales a nivel mundial por desastres naturales durante el primer semestre de 2020 fueron un mínimo histórico y "mucho menores que las cifras promedio de los últimos 30 años y de los últimos 10 años". ^{[ 74 ]}

Un estudio de 2021 reveló que el 9,4% de las muertes globales entre 2000 y 2019, aproximadamente 5  millones anuales, pueden atribuirse a temperaturas extremas, de las cuales el 8,5% fueron causadas por el frío (una cifra en descenso), mientras que las muertes relacionadas con el calor representaron el 0,9% (una cifra en aumento). ^{[ 75 ] [ 76 ]}

Un estudio de 2023 publicado en The Lancet Planetary Health estima que los eventos de frío extremo contribuyeron a más de 130.000 muertes adicionales anuales y los eventos de calor extremo contribuyeron a más de 13.000 muertes adicionales anuales en áreas urbanas europeas entre 2000 y 2019. ^{[ 77 ]}

Los fenómenos meteorológicos extremos destruyen los cultivos mediante múltiples mecanismos, incluyendo daños físicos por granizo, viento e inundaciones, así como estrés fisiológico por temperaturas extremas y déficits de humedad. Un estudio global sobre la producción de cereales entre 1964 y 2007 reveló que la sequía y el calor extremo redujeron la producción nacional de cereales en un 10 %. El estudio también encontró que la sequía afectó tanto el rendimiento del área cosechada como el rendimiento de la espiga, mientras que la espiga extrema por sí sola solo redujo el rendimiento. ^{[ 78 ]} Estos impactos primarios a menudo desencadenan efectos secundarios, como una mayor presión de plagas y enfermedades en plantas debilitadas, creando consecuencias en cascada que se extienden más allá del daño inicial. Por ejemplo, el aumento de la humedad resultante de las inundaciones puede crear condiciones favorables para los patógenos fúngicos, mientras que las plantas estresadas pueden presentar respuestas inmunitarias comprometidas. Los sistemas ganaderos experimentan impactos multifacéticos similares, incluyendo la mortalidad directa por condiciones climáticas extremas y estrés por calor. ^{[ 79 ]}