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| El análisis estadístico de los datos meteorológicos europeos del último siglo revela que la extensión espacial y la frecuencia de las olas de calor en toda Europa están aumentando. Crédito: KAUST; Morgan Bennett Smith |
Un nuevo modelo muestra que las olas de calor en Europa han aumentado tanto en frecuencia como en extensión espacial durante el último siglo.
El uso de un conjunto de datos de observación de 100 años y de las últimas técnicas de modelización de los extremos climáticos ha revelado la dinámica evolutiva de las olas de calor en toda Europa bajo la influencia del cambio climático.
Las olas de calor pueden tener un impacto catastrófico en los seres humanos, los asentamientos y el medio ambiente. Pueden causar enfermedades o la muerte, sobre todo a las personas frágiles o ancianas, y desencadenar incendios forestales que destruyen propiedades y grandes extensiones de terreno.
Comprender el comportamiento de estos fenómenos de temperaturas extremas en el espacio y el tiempo es importante para planificar y gestionar el riesgo presente y futuro. Sin embargo, la mayoría de las modelizaciones para predecir futuras olas de calor se basan en resultados de simulaciones de modelos climáticos, no en observaciones directas, y utilizan modelos poco flexibles que pueden no captar con precisión la relación de dependencia entre lugares espacialmente asociados en condiciones extremas.
Raphaël Huser y Peng Zhong, del Grupo de Investigación de Estadísticas Extremas de la KAUST, en colaboración con Thomas Opitz, del Instituto Nacional de Investigación para la Agricultura, la Alimentación y el Medio Ambiente de Francia, han desarrollado ahora un enfoque de modelización que utiliza registros de observación para desentrañar con mayor precisión la dinámica de los fenómenos de calor extremo.
"Nuestro grupo está interesado en construir modelos matemáticamente sólidos para evaluar el riesgo asociado al cambio climático", dice Zhong. "En este estudio, examinamos específicamente el impacto del cambio climático en las olas de calor en Europa y desarrollamos un modelo para evaluar el alcance espacial de las olas de calor mediante la modelización flexible y la estimación de su fuerza de dependencia variable en el tiempo".
El problema de los modelos estadísticos existentes es que son buenos para captar las condiciones comunes o prevalentes, pero no tienen la flexibilidad estadística necesaria para captar con precisión acontecimientos extremos poco frecuentes, como las olas de calor o las precipitaciones extremas. El grupo de la KAUST ha desarrollado una serie de técnicas estadísticas que abordan directamente este problema de los valores extremos.
"Nuestro modelo 'máximo-infinitamente divisible' es lo suficientemente flexible como para describir la estructura de dependencia entre los valores de alta temperatura", dice Zhong. "Lo utilizamos para derivar el rango efectivo de dependencia extrema, que es cuando la distancia a la que la probabilidad de que los eventos extremos ocurran juntos en dos lugares se vuelve insignificante".
La ejecución de su modelo para grandes conjuntos de datos espaciales también requirió que el equipo implementara su código en la plataforma de supercomputación IBEX de la KAUST. Utilizando un enorme conjunto de datos de temperatura de 100 años que abarcaba una amplia franja de Europa central, el modelo reveló nuevos conocimientos sobre cómo han cambiado las olas de calor a lo largo del último siglo.
"Nuestros resultados proporcionan pruebas estadísticas de que la extensión espacial de las olas de calor en Europa se está ampliando y la frecuencia de las olas de calor también ha aumentado en los últimos cien años", afirma Zhong. "Ahora estamos estudiando la posibilidad de aplicar nuestra metodología para evaluar el riesgo de inundaciones en las principales cuencas fluviales de todo el mundo".
Fuentes, créditos y referencias:
Peng Zhong, Raphaël Huser, Thomas Opitz, Modeling Non-Stationary Temperature Maxima Based on Extremal Dependence Changing with Event Magnitude. arXiv:2006.01569v2 [stat.ME], arxiv.org/abs/2006.01569