ACTIVIDAD ELÉCTRICA: UNA NUEVA VARIABLE ESENCIAL PARA ENTENDER EL CAMBIO CLIMÁTICO | Servicio Meteorologico Nacional.

ACTIVIDAD ELÉCTRICA: UNA NUEVA VARIABLE ESENCIAL PARA ENTENDER EL CAMBIO CLIMÁTICO








 

ACTIVIDAD ELÉCTRICA: UNA NUEVA VARIABLE ESENCIAL PARA ENTENDER EL CAMBIO CLIMÁTICO

 

Por Sofía Corazza
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Toda la literatura hollywoodense del llamado “cine catástrofe” asocia el apocalipsis climático con enormes tornados, súbitas olas de frío polar o letales aumentos del nivel del mar y, por supuesto, tormentas severas con violenta actividad eléctrica. Sin embargo, hasta hace poco tiempo, la ciencia no se había dedicado a estudiar en profundidad el vínculo existente entre el cambio climático producido por el hombre y las tormentas que disparan rayos y hacen tronar la Tierra. Un grupo de investigadores arrojó la primera piedra y comenzó a investigar si existe una relación entre la cantidad de días de tormenta y el Cambio Climático.

“Todo comienza con la reunión de un grupo de nubes en una tormenta. En el centro de la creciente tormenta, pequeñas partículas de hielo y gotas de agua sobreenfriada chocan e intercambian carga, con una carga positiva que se eleva hacia el yunque de la tormenta. El flujo de partículas crea un desequilibrio. El sistema necesita neutralizarse. Finalmente, con un movimiento repentino que tiene más potencia que 100 mil estaciones de radio, todas concentradas en un solo punto, se produce la descarga de un rayo".
Especialistas alrededor del mundo se están cuestionando si existe un vínculo entre el aumento global de temperatura, producido por el Cambio Climático, y un incremento en la frecuencia de días de tormenta a nivel global. Los científicos miembros del grupo focal de la OMM llamado TTLOCA (Task Team on Lightning Observations for Climate Applications) consideran que la frecuencia de días con actividad eléctrica está cambiando junto con el clima. Los rayos, al ser un excelente indicador de tormentas severas y de precipitación, se vuelven un medio esencial para observar el clima cambiante. Para estudiar cómo el clima está cambiando en relación con la cantidad de días de tormenta se necesita reconstruir una serie histórica. En este sentido, en los últimos años, la explosión de la tecnología satelital ha mejorado mucho la cobertura y resolución de las mediciones. Este caudal de datos se combina con mediciones centenarias que se vienen realizando en estaciones meteorológicas. Sin embargo, a escala mundial, el monitoreo de rayos sigue siendo limitado.

“Si se quiere hablar de cambio climático, una tiene que hablar de series de datos que tengan un control de calidad y se extiendan a través de décadas” , explica Gabriela Nicora, geofísica y especialista en actividad eléctrica.

La necesidad de contar con series de datos históricas es importante tanto para analizar las mutaciones en la temperatura o en la precipitación a nivel global, como para analizar el retroceso de glaciares o la desertificación de tierras arables. Lo mismo ocurre con la actividad eléctrica. Si se quiere analizar si ha cambiado y como resultado de qué procesos ha cambiado, es necesario contar con una serie histórica de datos confiables y de calidad. Desde el 2016, la OMM (Organización Meteorológica Mundial) agregó “días con rayos” a la lista de Variables Esenciales del Clima (ECV, por sus siglas en inglés) del Sistema Global de Observación del Clima, es decir, al inventario de evidencias empíricas necesarias para comprender la evolución del clima. Los expertos consideran que hay una relación positiva entre el cambio climático y el aumento de días de tormenta y, aunque no han arribado a resultados concluyentes, estiman que ante un mundo más caliente y en presencia de aerosoles [ver glosario] en la atmósfera, todo es propicio para la intensificación de la actividad eléctrica en las nubes.

Alrededor de 45 destellos de rayos ocurren cada segundo en un momento dado en el planeta Tierra. Sin embargo, esta tasa puede variar entre un 10 % y un 20 %.

Gabriela Nicora es Dra. en Geofísica por la Universidad Nacional de La Plata. Hace tiempo estudia el comportamiento de la atmósfera en relación con la actividad eléctrica en el Centro de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEDEF). Las tormentas eléctricas son su especialidad, los truenos y relámpagos, su materia prima. Nicora se encontraba en un viaje de trabajo en Japón cuando fue convocada por el grupo focal TTLOCA, Equipo de Trabajo sobre Observaciones de Rayos para Aplicaciones Climáticas. El objetivo de este grupo es establecer si existe una relación entre el cambio climático y el aumento en los días de tormenta a nivel global y para ello el aporte de Argentina será significativo por varias razones. La primera es que en el Centro de nuestro país se suceden tormentas eléctricas que están entre las más intensas del Planeta lo que, según lo anunciado por el proyecto RELAMPAGOCACTI, convierten a esta región (Córdoba-Mendoza) en un laboratorio global especial para el estudio de las tormentas severas. La segunda razón es que la Argentina cuenta con datos de estaciones meteorológicas centenarias.
La inquietud de Nicora por este tema tiene larga data. En su tesis de doctorado ya se preguntaba ¿Cuáles son las regiones en nuestro país que presentan más días de tormenta y actividad eléctrica asociada? ¿Cuál es la variación típica de año en año en la cantidad de días de tormenta? ¿Existe una hora del día donde este fenómeno es más frecuente? ¿Qué hay del impacto que tiene en la sociedad? En aquel tiempo, especialmente en las estaciones del norte, en Posadas, se veía la tendencia de aumento en los días con actividad eléctrica en el largo plazo. Pero una cosa es que se vea un aumento en un gráfico y otra, que esa tendencia sea real o lo que en la jerga se llama “estadísticamente significativa”. Para eso se necesitan muchos años de datos. Hacia el sur del país, no se encontró un aumento evidente en la información con la que se contaba.
Mientras tanto, en otras latitudes, expertos en microfísica y electrificación en el mundo venían analizando lo mismo. En los primeros trabajos de Earle Williams, investigador científico en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, EEUU), se veía una correlación positiva entre la humedad del aire y la cantidad de descargas. La primera conclusión fue que en un mundo más caliente habría mayor humedad en el aire y como consecuencia más cantidad de descargas. Además, se piensa que es esperable que con el cambio climático, se calienten más las capas inferiores de la atmósfera que las más altas -y como consecuencia de ello, haya más energía disponible para las tormentas- esto sería consecuente con un aumento en el número de descargas eléctricas. Sin embargo, estudios recientes muestran que hay otros factores que tienden a inhibir la aparición de descargas, por lo cual continúa siendo un tema de investigación abierto.

La primera conclusión fue que en un mundo más caliente habría mayor cantidad de descargas.

Más allá de los condimentos necesarios para la existencia de tormentas, la aparición de las descargas eléctricas se relaciona con elementos adicionales. “La aparición de descargas tiene que ver con la presencia de aerosoles en la atmósfera, que son pequeñas partículas que ayudan en la formación de cristales de hielo en la nube. Cuando se cuenta con la presencia de muchos cristales en un ambiente turbulento, los choques entre éstos producen enormes diferencias eléctricas en diferentes sectores de las nubes. Entonces, si cambia la cantidad de aerosoles cambia la cantidad de descargas”, explica Nicora. Sin embargo, también el cambio en la anatomía de las ciudades, con edificios cada vez más altos, podría explicar en algunos lugares el aumento de días con actividad eléctrica. Además, hay que tener en cuenta la variabilidad natural del clima que hace que algunos períodos tengan más tormentas que otros, sin ser esto consecuencia de ningún factor humano. Como se ve, las posibilidades son muchas, los científicos tienen que pivotear entre este enorme abanico.

“Sacar conclusiones hoy sería apresurado. Lo importante ahora es tener un dato confiable”, asevera Nicora.

Dime lo que escuchas, no lo que ves

Para tener datos confiables, el grupo focal de OMM está buscando referentes en todo el mundo que puedan aportar datos para reponer la serie histórica de días de tormenta y así avanzar con las investigaciones sobre cómo fue cambiando esta variable a lo largo de años y décadas. Este es el aporte de un equipo de trabajo de la Universidad de Buenos Aires, conformado por la estudiante Fiorella Bertone y sus directores de tesis Gabriela Nicora y Luciano Vidal. La joven tesista de la carrera de Ciencias de la Atmósfera (UBA) junto a sus tutores, está reconstruyendo datos de “tiempo presente” -que es la descripción que da el observador respecto de los fenómenos que está viendo a la hora de la observación- de una década en 30 estaciones y observatorios del Servicio Meteorológico Nacional. Además está reponiendo la serie histórica de días de tormenta reportadas por ese Organismo, de incluso 100 años hacia atrás.

“En 1952, el SMN le envió a la OMM una lista de estaciones con la cantidad de días de tormenta registrados en distintos períodos. No todas las estaciones tienen información del mismo período. La idea es tomar esa lista y continuar la serie temporal. Por ejemplo, ese año, el Observatorio de Ortúzar mandó datos de 45 años atrás, desde 1906. Se trata de una estación que sigue observando las 24 horas, ahí hay mucha información", comentó Bertone.

Hay dos formas de registrar el fenómeno meteorológico “día de tormenta”. Los observadores anotan en la libreta meteorológica -en la tabla diaria- si hubo día de tormenta con una cruz o una marca. También puede aparecer en el registro del “tiempo presente”. La tormenta se registra cuando el observador escucha un trueno, independientemente de si vio un relámpago u observó lluvia. El protocolo sostiene que para que haya día de tormenta, el observador debe haber escuchado un trueno, no alcanza con que haya visto un relámpago, lo que podría estar indicando la ocurrencia de una tormenta, pero a varios kilómetros de distancia. Es necesario que la persona a cargo del monitoreo ese día haya escuchado el trueno, el aspecto audible de la tormenta. En la realidad, 100 años de registro ponen la cosa más compleja. Los expertos cuentan que hubo días en que el observador reportó relámpagos durante todo el día, sin haber escuchado o registrado un trueno, también casos en los que los truenos se registraron en la tabla diaria y no en el tiempo presente o al revés. Para reconstruir la serie temporal y corroborar la hipótesis del aumento de días de tormenta a lo largo del tiempo en las estaciones, se están comparando los datos de estaciones y observatorios, cotejando los datos de la libreta con el tiempo presente, verificando la información del archivo meteorológico, con los datos arrojados por la red de detección global proveniente de la tecnología satelital, que comenzó con el lanzamiento de satélites por los años 80 y que hoy cuenta con tecnología de punta como la familia de satélites geoestacionarios GOES (de la Administración Oceánica y Atmosférica, NOAA, EEUU).
“Comparar la información provista, por un lado, por un observador que escucha un trueno, y por otro, por un sensor en órbita que va a mirar en diferente longitud de onda para establecer que se produjo un día de tormenta no es fácil. En TTLOCA están tratando de ver cómo se comparan en la actualidad estos dos métodos para luego darle utilidad a los datos históricos de la época en que el satélite no existía. Si yo quiero hablar de cambio climático tengo que hablar de series que tengan un control de calidad y se extiendan a lo largo de la historia.” Afirmó Nicora. Como resultado de estas investigaciones, se espera desarrollar los llamados mapas isoceráunicos que brindan información sobre la cantidad de días de tormenta por año que caracterizan a las diferentes regiones del país. Se trata de información con una aplicación de suma utilidad para la toma de decisiones en la ingeniería, el urbanismo y la construcción, que además permita conocer la vulnerabilidad de la población frente a este tipo de eventos y así implementar medidas de protección adecuadas. Además, con la reconstrucción de una base de datos histórica, se generarán datos de calidad que son imprescindibles para confirmar si existe un incremento en los días de tormenta motivado por el cambio climático. Sin esta valiosa fuente de estadísticas, no es posible certificar si es verdad que el clima está cambiando en sus múltiples indicadores y efectos.
 

Fuentes consultadas:
Aich, V., R. Holzworth, S. J. Goodman, Y. Kuleshov, C. Price, y E. Williams (2018)
“Lightning: A new essential climate variable”
 Eos, 99. https://doi.org/10.1029/2018EO104583. Christian, et al (2003)
 “Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector”. https://doi.org/10.1029/2002JD002347