El secreto de la estratosfera que nos dirá cuándo sufriremos la próxima sequía

El tiempo nunca deja de sorprendernos. La borrasca Efraín acaba de inundar Extremadura, provocando el desalojo de vecinos y el corte de carreteras cuando hasta hace pocos días arrastrábamos una dura sequía en toda la península. ¿Podríamos estar prevenidos ante estas catástrofes? ¿Hay alguna manera de anticipar cuándo volveremos a sufrir la escasez de precipitaciones? Las previsiones del tiempo están basadas en modelos numéricos cada vez más complejos, pero siempre mejorables. La física y las matemáticas son más fiables a corto plazo, pero a medida que nos alejamos días, semanas y meses solo nos adelantan lo que va a suceder en términos de probabilidad: qué posibilidades hay de que llueva más o menos de lo habitual o de que las temperaturas sean anómalas.

Aunque los satélites y otras herramientas tecnológicas nos proporcionan datos cada vez más precisos, quizá nos falta algún ingrediente clave que meter en el cóctel antes de realizar una buena predicción. Eso es lo que cree el investigador italiano Gabriel Chiodo, que trabaja en Suiza en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH, por sus siglas en alemán). A partir de 2023, va a iniciar un ambicioso proyecto de cinco años en el Instituto de Geociencias (IGEO, centro mixto del CSIC y la Universidad Complutense de Madrid) que ha obtenido una ayuda Starting Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC). Su idea para mejorar las predicciones meteorológicas consiste, en esencia, en lo que siempre ha hecho el ser humano: mirar al cielo. La diferencia es que su trabajo apunta muy alto, a la estratosfera, y a elementos que no podemos ver a simple vista.

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José Pichel

Sus estudios apuntan a que el ozono de las capas atmosféricas situadas sobre el Ártico tiene una influencia decisiva sobre el tiempo en toda Europa. En concreto, cuando los niveles de este gas descienden, las precipitaciones son escasas. Esta correlación ya se había observado, "lo que no sabíamos es que las dos cosas estaban conectadas", afirma Chiodo en declaraciones a Teknautas. Este científico y otros colegas de la ETH publicaron un estudio en Nature Geoscience el pasado mes de julio que resultó revelador porque demuestra que esa relación no es solo estadística, sino causal.

La estratosfera es una capa de la atmósfera que se sitúa entre los 10 y los 50 kilómetros de altura, aunque es más baja en las regiones polares que en el resto del planeta. Entre los elementos que la componen destaca el ozono, pero su concentración sobre el Ártico varía mucho de un año a otro. El artículo del investigador italiano se centra en el estudio de este fenómeno en dos años clave, 2011 y 2020. El descenso en los niveles de este gas "se tradujo en una escasez de lluvia en casi toda Europa, especialmente, en primavera", concluye. En España, el lugar más sensible a estas variaciones es el norte peninsular y, particularmente, Galicia, que se ve más afectada por las borrascas procedentes del Atlántico.

¿Cómo funciona esta relación? Cuando la capa de ozono se reduce en el hemisferio norte, haciéndose más delgada, absorbe menos radiación ultravioleta procedente del sol, lo que se traduce en un enfriamiento de la estratosfera. Esta anomalía afecta al patrón de circulación de los vientos alrededor del polo, lo que se conoce como vórtice polar. "Al enfriarse la estratosfera, esta circulación se ve reforzada, el vórtice se acelera y esto afecta a la troposfera" (la capa atmosférica que se encuentra justo por debajo de la estratosfera) y el resultado final en cuanto a las consecuencias meteorológicas es que "las borrascas del Atlántico no llegan de forma tan directa a Europa". En particular, las que deberían impactar sobre la parte más septentrional de la península ibérica y sobre Francia se ven interrumpidas.

Curiosamente, la relación entre la composición de la estratosfera y la circulación atmosférica se tiene en cuenta en algunos informes del IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático), pero hasta el momento no se ha incluido en los modelos de predicción del tiempo. Ahora, este proyecto que va a poner en marcha el IGEO, denominado Soclim (Stratospheric composition feedbacks in a changing climate: drivers and mechanisms), pretende incluir este dato en los cálculos que realiza el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio (CEPMPM). "Si introducimos esta nueva información, sabiendo si el vórtice polar va a ser más fuerte de lo normal o no, vamos a aumentar la exactitud de las predicciones a escala estacional, uno o dos meses. Los modelos actuales, que llegan, como mucho, a unas dos o tres semanas, así que se trata de alargar el horizonte de predicción", asegura Chiodo.

Los coletazos del agujero en la capa de ozono

Pero ¿a qué se deben esas variaciones del ozono? Esta pregunta es clave de cara al futuro, aunque la historia es antigua y muy conocida. Las emisiones de clorofluorocarbonos (CFC), que se utilizaban para refrigerar los frigoríficos, provocaron la formación del famoso agujero en la capa de ozono en el hemisferio sur. El Protocolo de Montreal de 1987 prohibió estos gases, lo que ha resultado un éxito (a pesar de que durante un periodo China no cumplió el acuerdo), porque dicho agujero es ahora más pequeño y tiende a cerrarse. No obstante, los CFC tienen una vida muy larga en la atmósfera: habrá que esperar al menos otros 40 años para su eliminación total y, en parte, también afectan al hemisferio norte. "Cuando hay temperaturas muy bajas en el polo, se generan las reacciones químicas que destruyen el ozono", señala el experto. Es lo que ocurrió en los episodios de 2011 y 2020 que posteriormente desencadenaron sendas sequías en el continente europeo.

En definitiva, el ozono varía por una combinación de la acción humana y de las circunstancias naturales. Sin embargo, a medida que pasan las décadas, los CFC deberían ir desapareciendo, así que otro reto del proyecto que está a punto de iniciar Chiodo en el IGEO es proyectar hacia el futuro cuál va a ser la influencia del fenómeno que ha descrito. En teoría, los eventos de reducción del ozono se deberían ir debilitando progresivamente y esto también tiene que ser incorporado a los nuevos modelos para que resulten realmente fiables.

No obstante, incluir la química de la estratosfera seguirá siendo útil, porque existen otros elementos clave que tienen repercusión en la circulación atmosférica y, por lo tanto, en las predicciones, especialmente, el vapor de agua, el metano y los óxidos de nitrógeno. "También tienen un impacto en la composición estratosférica y hay que tenerlos en cuenta porque son muy importantes a escala climática. Es decir, en el corto plazo y hablando de fenómenos extremos es más relevante el ozono, pero estos elementos son fundamentales a largo plazo", explica. Aunque se realizan muchas mediciones de estos elementos por medio de sondas atmosféricas, los datos de los satélites son más importantes porque ofrecen una visión global y "necesitamos una gran resolución espacial y temporal". Después, para transformar toda esa información en predicciones útiles, entra en juego la computación. Por eso, en este proyecto también participa el Centro de Supercomputación de Barcelona y otras instituciones de EEUU (National Center for Atmospheric Research, en Colorado), Reino Unido (Universidad de Cambridge), Alemania (Forschungszentrum Juelich) y Suiza (Universidad de Lausanne, PMOD y ETH).

¿Ozono o cambio climático?

Si la química atmosférica de la estratosfera es variable y tiene tanta importancia para fenómenos tan graves como las sequías, ¿estamos atribuyendo ciertos eventos al cambio climático cuando en realidad tienen que ver con el ozono? "En general, es difícil atribuir eventos extremos concretos al cambio climático", comenta el científico italiano. "Sin embargo, hay episodios estacionales como las olas de calor que sí se pueden vincular claramente. En ese caso, la tendencia es clarísima, es una atribución fiable que no tiene nada que ver con el ozono, sino con el calentamiento global provocado por la emisión de gases de efecto invernadero", explica.

No descarta que episodios como la borrasca Filomena tengan que ver con las alteraciones de la estratosfera

Las variaciones en el ozono estratosférico del Ártico tienen más relación con lo que sucede entre el invierno tardío y la primavera. "Es en esa transición cuando nuestro proyecto puede aportar beneficios a las predicciones", destaca. Ese momento del año es clave para la agricultura y para las reservas de agua de cara al verano. La llegada de borrascas es fundamental en esa época y, según lo observado por Chiodo y sus colegas, se podría anticipar en gran medida analizando la composición de la estratosfera desde meses antes. "En los años secos que hemos analizado ya se observaba una bajada gradual del ozono en invierno, porque es un descenso gradual, nunca es repentino, y la atmósfera responde más tarde", apunta.

Si las olas de calor están relacionadas con el cambio climático y la escasez de lluvias primaverales, con el descenso del ozono, ¿qué pasa con otros fenómenos extremos que suceden en otras épocas del año? El investigador no descarta que episodios extraordinarios como la borrasca Filomena, que cubrió España de nieve en enero de 2021, tengan algo que ver con las alteraciones químicas de la estratosfera que está estudiando, pero "no lo tenemos del todo claro", confiesa.

También está por aclarar si la sequía más reciente que hemos sufrido, en este 2022, aún puede derivarse del episodio de 2020 analizado en el estudio de Nature Geoscience. "No lo sabemos con exactitud, pero una vez que tienes una sequía en primavera, las consecuencias se van arrastrando", comenta el investigador. Por ejemplo, si en los meses clave no llueve lo suficiente y posteriormente llega una ola de calor en verano, "los efectos son aún peores". "Desconocemos si hay un porcentaje de la sequía de este año que se pueda atribuir a lo que sucedió en 2020, pero está claro el balance hídrico se va acumulando", añade.