Los científicos del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía y una docena de otras instituciones de investigación internacionales han producido el conjunto de proyecciones más elaborado hasta la fecha que ilustra los posibles futuros de las principales regiones monzónicas.
Varias regiones del mundo planifican la producción de energía, las prácticas agrícolas y otros esfuerzos económicos esenciales en función de la llegada anual de los monzones, lo que implica un cambio estacional en la dirección de los vientos que proporciona períodos de lluvias constantes. Sin embargo, las emisiones de gases de efecto invernadero no controladas podríaninterrumpir estos eventos tradicionalmente predecibles.
Utilizando RegCM4, la última versión de un popular modelo climático regional desarrollado por el Centro Internacional de Física Teórica en Italia, el equipo ejecutó una serie de simulaciones para proyectar y evaluar cambios en nueve regiones de monzones en cinco continentes. Los investigadores diseñaron las simulacionescon una cuadrícula ajustada de cada región que contiene un espaciado de menos de 16 millas, lo que proporciona un nivel sustancial de detalle.
El equipo, que forma parte de un esfuerzo global llamado Experimento de reducción de escala regional coordinada, o CORDEX, publicó sus hallazgos en dinámica climática .
"Esta es la primera vez que se ha utilizado un modelo climático regional para proporcionar una visión global de los cambios en los monzones", dijo el autor principal Moetasim Ashfaq, científico computacional climático de ORNL. "Tomó una gran cantidad de tiempo y esfuerzo".recopilar y analizar datos de tan alto perfil y alta resolución, y estas simulaciones detalladas no hubieran sido posibles sin una importante colaboración internacional ".
Los investigadores de ORNL simularon la región del monzón del sur de Asia utilizando recursos del entorno informático y de datos para la ciencia del laboratorio y el grupo de cómputo Eos, y el resto de las simulaciones se llevaron a cabo en varios otros centros informáticos. El equipo descubrió puntos en común en las respuestas regionales del monzón aaumentos en las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas respuestas incluyeron retrasos en el inicio de los monzones, temporadas de monzones más cortas y fluctuaciones estacionales más intensas.
Las simulaciones predijeron y compararon los cambios que ocurrirían en diferentes escenarios proporcionados por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, o IPCC, conocido como Representation Concentration Pathway, o RCP8.5 y RCP2.6.
RCP8.5 asume que las emisiones de carbono siguen un escenario de "negocios como siempre" sin intervenciones políticas, mientras que RCP2.6 se basa en aumentos mucho más bajos en las emisiones con políticas de mitigación agresivas. Aunque los patrones de monzón probablemente cambiarán para ambos RCP, elLas simulaciones revelaron que la cantidad de cambio probablemente sería mínima bajo RCP2.6 pero podría ser significativa bajo RCP8.5.
"Si las emisiones se reducen según el RCP2.6 hasta el año 2100, las simulaciones muestran que los cambios largos y dañinos en los comportamientos del monzón se pueden evitar en su mayoría", dijo Ashfaq. "Si observa el mejor de los casos,todavía vemos cambios, pero son insignificantemente diferentes de la variación típica de un año a otro en los monzones regionales a los que las comunidades ya están acostumbradas ".
Temporadas de cambio
Siete de las nueve regiones del monzón mostraron un retraso gradual en el inicio del monzón con un aumento continuo de las emisiones globales, lo que podría crear consecuencias de amplio alcance que afectarían directamente a aproximadamente dos tercios de la población mundial para fines de este siglo. A diferencia deláreas que reciben cantidades relativamente uniformes de precipitación en todas las estaciones, las regiones de monzón densamente pobladas reciben entre el 60% y el 70% de su precipitación durante la temporada de monzones de verano.
"Las simulaciones de RCP8.5 revelan fuertes retrasos en el inicio de las temporadas de lluvias que afectan a muchos aspectos de la vida cotidiana en estas regiones", dijo Ashfaq. "Por ejemplo, un monzón que generalmente comienza en la primera semana de junio en el surAsia y África Occidental pueden demorarse entre 15 días y 20 días o incluso un mes entero en partes de estas regiones para fines del siglo XXI ".
Aunque las simulaciones también mostraron un retraso en el final de la temporada de lluvias, también conocido como desaparición del monzón, este cambio no fue tan dramático como el retraso en el inicio del monzón, acortando la duración de toda la temporada de monzones. Los investigadores también descubrieronque es probable que las regiones afectadas por los monzones experimenten más precipitaciones durante ese período, lo que provocará lluvias más intensas. Por el contrario, el resto del año vería períodos secos más prolongados.
Esta mayor estacionalidad podría exacerbar la prevalencia de inundaciones, sequías, incendios forestales y otros eventos climáticos extremos que ya plantean desafíos a estas regiones. Los cambios significativos en el comportamiento del monzón podrían contribuir a brotes de enfermedades transmitidas por vectores, como el cólera, el dengue y la malaria..
Dado que las actividades agrícolas en las regiones de los monzones generalmente se programan para coincidir con el inicio y la desaparición periódicos de la temporada de lluvias, estos factores podrían alterar la producción de cultivos dependientes de la lluvia.
"Más de la mitad del suministro mundial de café arábica se produce en Brasil, y más del 70% del cacao utilizado para hacer chocolate proviene de África occidental, mientras que más de un tercio de las exportaciones de arroz provienen de India y Pakistán".Ashfaq dijo: "Si la agricultura regional está sujeta a retrasos en el inicio de los monzones y temporadas de lluvias más cortas, la producción de este tipo de productos se reducirá y tendrá un impacto significativo en la economía mundial".
Muchos países ubicados en estas regiones dependen de la energía hidroeléctrica para generar electricidad, incluido Brasil, que produce el 75% de su energía a través de este método. Las temporadas de monzones más cortas no proporcionarían suficiente lluvia en el momento correcto para suministrar la energía adecuada sin revisar las operaciones actuales.
Un delicado equilibrio
Además de identificar los posibles cambios del monzón y sus implicaciones, el equipo también investigó las causas fundamentales responsables de estos cambios.
En ausencia de sistemas climáticos organizados y un suministro de humedad sostenido, la estación relativamente seca anterior al monzón recibe solo lluvias intermitentes y convectivas, que son impulsadas térmicamente. Las tierras en estas regiones se vuelven más cálidas cada año durante el período anterior al monzón, generalmentealcanzando temperaturas superficiales de 120 grados Fahrenheit. La combinación de precipitación convectiva que calienta la atmósfera superior y las condiciones de la superficie caliente que calientan la atmósfera inferior provoca disparidades entre el aire cálido sobre la tierra y el océano que obligan a la estación seca a dar paso a las lluvias monzónicas.
Sin embargo, las simulaciones revelaron que un aumento continuo de las emisiones globales hará que el ambiente anterior al monzón sea menos propicio para las precipitaciones convectivas, lo que retrasará el calentamiento de la atmósfera superior y la transición de la estación seca a la lluviosa. Un factor clave es elLos investigadores determinaron que disminuirá la lluvia convectiva durante el período anterior al monzón debido a la formación de una capa límite más profunda y menos saturada, una parte de la atmósfera inferior donde la humedad y la energía se intercambian entre la tierra y la atmósfera.
"La fuerza ascendente necesaria para elevar las parcelas de aire a su nivel de convección libre aumenta con la profundidad de la capa límite", dijo Ashfaq. Y cuanto más cálida es la atmósfera, más humedad se necesita para la inestabilidad convectiva, que es esencial para ladesarrollo de tormentas eléctricas. Cumplir con el requisito durante el período anterior al monzón es un desafío debido al suministro limitado de humedad a medida que los vientos soplan desde la tierra ".
El equipo contribuirá con sus simulaciones CORDEX al capítulo regional sobre cambio climático de la próxima evaluación del IPCC.
Esta investigación utilizó recursos de Oak Ridge Leadership Computing Facility, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE ubicada en ORNL. El equipo recibió el apoyo del Centro Nacional de Investigación de Computación del Clima, una colaboración entre el DOE y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Oak Ridge . Original escrito por Elizabeth Rosenthal. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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