El cambio climático aumentó un 55 % la extensión de la zona afectada por la dana de Valencia

El 29 de octubre de 2024, precipitaciones sin precedentes afectaron al sureste de España. En algunas localidades, el volumen de agua superó la media anual en tan solo unas horas. Ahora, un estudio liderado por la Universidad de Valladolid (UVa) y la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), en colaboración con investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), organismo adscrito al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, cuantifica por primera vez las alteraciones de la estructura interna de la tormenta provocadas por el cambio climático. Estas variaciones intensificaron la tasa de precipitación en un 20%, extendieron un 55 % la zona afectada por precipitaciones superiores a 180 mm y aumentaron el volumen total de lluvia en la cuenca del río Júcar en un 19%, en comparación con la era preindustrial.

En octubre de 2024, el sureste peninsular registró intensas precipitaciones provocadas por una depresión aislada en niveles altos (DANA), alimentada por la entrada de aire muy cálido y húmedo desde el mar Mediterráneo. Las lluvias afectaron con especial virulencia a la provincia de Valencia, donde se registraron casos como el municipio de Turís, donde la estación meteorológica registró precipitaciones que superaron la media anual (771 mm), en tan solo 15 horas. Además, las acumulaciones superaron el mayor dato de lluvias registrado en una hora en España con 184 mm.

El nuevo trabajo publicado en Nature Communications, en el que participan investigadores del Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CIDE, CSIC-UV-GVA) y del Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC), emplea simulaciones de alta resolución que permiten determinar la influencia del cambio climático en la dinámica convectiva de la tormenta, proceso por el cual se originan las precipitaciones tras el rápido ascenso de aire cálido y húmedo desde el mar hacia las capas altas de la atmósfera.

Los datos reflejan que la temperatura de las aguas superficiales del mar Mediterráneo presentaba una anomalía de 1,2 ºC por encima de lo normal, lo que provocó un mayor contenido de humedad atmosférica. Como resultado, las precipitaciones se intensificaron un 20 % por cada grado de calentamiento del mar, es decir, en un contexto sin cambio climático, las lluvias hubieran sido hasta una quinta parte menos intensas. Este incremento supera incluso la escala de Clausius-Clapeyron, que explica cómo cada grado centígrado que aumenta la temperatura del aire, este puede contener aproximadamente un 7 % más de vapor de agua.

“La temperatura del mar actuó como combustible, amplificando la energía potencial convectiva disponible en la tormenta con corrientes ascendentes más intensas y cambios en la actividad de la microfísica de nubes”, explica Carlos Calvo, autor principal del estudio y actualmente investigador del CIDE.

De lo global a lo local

Los investigadores analizaron los datos registrados mediante un enfoque de ‘pseudo-calentamiento global’ (PGW, por sus siglas en inglés) de muy alta resolución espacial, que permitió evaluar la contribución del cambio climático. “Estudiamos distintos componentes internos de la tormenta mediante el uso de simulaciones de alta resolución (1 km) aplicando esta metodología”, aclara Calvo.

Este sistema funciona de manera análoga a un gemelo digital que, tras reconstruir la meteorología que caracterizó la dana, aplica un forzamiento para eliminar el calentamiento global acumulado desde la era preindustrial. Esto permite a los investigadores comparar ambos escenarios, la tormenta de octubre de 2024, con cambio climático; y la reconstrucción de esas mismas precipitaciones sin sus efectos. “Esta metodología nos permite cuantificar cómo el calentamiento global ha influido en un evento meteorológico extremo”, añade.

Los modelos empleados en el estudio permiten superar las limitaciones de las atribuciones tradicionales al cambio climático. Se trata de metodologías que se basan en la estadística (impacto en superficie del evento meteorológico), con datos casi exclusivamente observacionales, lo que impide analizar cómo el cambio climático influye en la dinámica interna de la tormenta. Además, “gracias a la alta resolución de las simulaciones, la metodología utilizada permite cuantificar los diferentes componentes de un sistema convectivo y estudiar cómo influye el cambio climático sobre ellos”, destaca el meteorólogo e investigador de la AEMET Juan Jesús González Alemán.          

La metodología empleada en este estudio demuestra que intervienen procesos no lineales en el impacto del cambio climático sobre los procesos atmosféricos responsables del rápido ascenso del aire cálido y húmedo (sistema convectivo): “Esto se debe a grandes incrementos en la liberación de calor latente y en las corrientes ascendentes provocados por pequeños aumentos en la evaporación y flujo de vapor de agua”, explica María Luisa Martín, profesora e investigadora de la Universidad de Valladolid.

“Lo más interesante del estudio es que nuestros experimentos permiten cuantificar las alteraciones que se producen en los principales procesos físicos involucrados en un evento meteorológico extremo de esta naturaleza, incluso a escala de la microfísica de nubes. Este enfoque nunca se había aplicado antes en un evento, siendo la primera vez para el episodio de la dana de Valencia, y permite afirmar que la atribución al cambio climático de la magnitud de sus precipitaciones torrenciales, tanto en intensidad como en superficie afectada, es con robustez físicamente coherente” añade Amar Halifa, investigador del IPE y de la Plataforma Temática Interdisciplinar (PTI) Clima y Servicios Climáticos del CSIC.

Tormentas más virulentas y complejas

El sexto informe del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC) indica que el calentamiento global registrado durante el periodo industrial supuso un incremento aproximado de 1,3 ºC. Este dato supone el aumento de la capacidad de la atmósfera para albergar vapor de agua, lo que deriva en mayores precipitaciones globales.

Los resultados del nuevo estudio refuerzan las conclusiones del IPCC al indicar que el cambio climático podría intensificar la ocurrencia de inundaciones repentinas en la región del Mediterráneo occidental. En el caso particular de la dana, intensificó la tasa de precipitación en un 20% y extendió un 55 % la zona afectada por las precipitaciones.

En este contexto, los eventos extremos en el Mediterráneo occidental podrían estar evolucionando hacia escenarios de mayor intensidad debido al calentamiento global, con formación de tormentas más virulentas y complejas. “Los hallazgos ponen de manifiesto la necesidad urgente de implementar estrategias de adaptación efectivas, incluida la monitorización y predicción de estos fenómenos, así como revisar la planificación urbana para hacer frente a riesgos hidrometeorológicos crecientes en un mundo que se calienta rápidamente”, concluye César Azorín, investigador principal del Laboratorio de Clima, Atmósfera y Océano (Climatoc-Lab) del CIDE y coautor del trabajo.

El estudio liderado por la UVa y la AEMET, en colaboración con el CSIC, también ha contado con la participación de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), la ETH Zurich (Andreas F. Prein) y el Institute of Atmospheric Sciences and Climate, ISAC-CNR (Mario Marcello Miglietta).