Cómo modelar el clima de una región a alta resolución. El caso de Canarias 

Los últimos informes del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático indican que el cambio climático es, muy probablemente, una consecuencia de la emisión de gases de efecto invernadero resultado de la actividad humana, al mismo tiempo que destacan, la necesidad urgente de una reacción global ante esta situación. 

La toma de decisiones y el diseño de planes eficaces de adaptación y mitigación de los posibles efectos del cambio climático requiere disponer de información detallada y precisa, a nivel regional, sobre el “futuro del clima”. Para la obtención de estas proyecciones climáticas, en el siglo XXI, la herramienta por antonomasia es la modelización físico-matemática del sistema climático.

Esta modelización se realiza en el marco de la dinámica de fluidos. Se trata de un área de investigación en la que el objetivo es resolver un conjunto de complejas ecuaciones matemáticas (“ecuaciones diferenciales en derivadas parciales”), extremadamente no lineales que en conjunto representan la evolución de las variables atmosféricas. Fue precisamente en el estudio del sistema climático de donde emergió la “Física del Caos”; la física propia de los sistemas caracterizados por mostrar una alta sensibilidad de las soluciones a pequeñas variaciones en las condiciones iniciales; el marco en el que se produce el “Efecto Mariposa”, enunciado por Edward Norton Lorenz en 1972, y ejemplificado con la famosa frase de que “el aleteo de una mariposa en Brasil puede producir un tornado en Texas”

Para obtener la solución de este conjunto de ecuaciones es necesario caracterizar detalladamente cada uno de los subsistemas que conforman el sistema climático (atmósfera, criosfera, océanos, biosfera, etc.) y determinar cómo interaccionan entre ellos. Por ejemplo, es preciso describir cómo se acopla la atmósfera con los océanos. Para abordar con éxito esta tarea es necesario desarrollar un programa de monitorización, a nivel global, del mayor conjunto posible de parámetros climáticos (la temperatura, las precipitaciones, los niveles de radiación, la distribución de las nubes y sus características, entre otros) y hacerlo con la suficiente resolución espacio-temporal. Pero, además de la física del sistema y de la observación, la modelización del clima requiere de una gran potencia de cálculo y, por tanto, de las correspondientes infraestructuras informáticas (High Performance Computing).

Una de las grandes iniciativas mundiales de modelización climática es el Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 auspiciado por el Programa Mundial de Investigaciones Climáticas. Es, sobre la base de los resultados de este proyecto que se facilita la comparación de modelos de circulación general acoplados atmósfera-océano, en los que el IPCC sustenta sus conclusiones. 

Pero los exigentes requerimientos computacionales, necesarios para modelar los distintos subsistemas climáticos acoplados, hacen inviable que se puedan obtener simulaciones con una resolución espacial elevada. Los modelos globales, acoplados océano-atmósfera, presentan resoluciones espaciales horizontales de centenas/decenas de kilómetros. Si bien estas resoluciones son suficientes para estimar la evolución del clima a nivel global, o en regiones continentales, no son adecuadas en el caso de territorios pequeños, fragmentados y diversos, como es el caso de las Islas Canarias. Por este motivo es imprescindible desarrollar técnicas de regionalización climática (downscaling), que permitan obtener proyecciones climáticas de resolución espacial conveniente para una región como la nuestra. La iniciativa del Programa Mundial de Investigaciones Climáticas, denominada Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX, tiene precisamente entre sus objetivos promover la colaboración internacional en el campo de la regionalización climática.

Siguiendo las recomendaciones de CORDEX, el Grupo de Observación de la Tierra y de la Atmósfera de la Universidad de La Laguna ha elaborado proyecciones climáticas a lo largo del siglo XXI para Canarias, con una resolución espacial de 3 km, para los períodos: 2030-2059, y 2070-2099. Se han considerado distintos escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero. En uno de estos escenarios se presupone un futuro “más verde”, donde, por ejemplo, hay un importante uso de las energías renovables. Mientras que en el otro la predicción es de un futuro con los mismos parámetros socio-económicos actuales. La resolución espacio-temporal empleada garantiza que las proyecciones sean de utilidad en la definición de medidas preventivas y/o paliativas de los posibles efectos del cambio climático sobre la población y los ecosistemas. 

Del análisis de los resultados obtenidos se puede determinar la evolución, tanto de los valores promedio de las diferentes variables climáticas, como de sus valores extremos, los cuales tienen una importancia central en la evaluación de los posibles riesgos asociados al cambio climático. En el caso de la temperatura se observa un incremento general de las mismas, mayor en altura que en zona de costa. Los incrementos para las temperaturas máximas son de 2ºC a mediados de siglo, pero de más de 5 ºC a finales del mismo en el caso de las zonas de mayor altitud. Se observa también un aumento de los episodios de noches tropicales (temperaturas mínimas mayores de 20ºC). En zonas como Maspalomas en la isla de Gran Canaria, en el periodo estival y a final de siglo, se observa en uno de los escenarios que prácticamente todas las noches son tropicales. En ciudades como San Cristóbal de La Laguna en la isla de Tenerife, para el mismo periodo y condiciones, las noches tropicales se cuadruplican (se obtienen unos 12-14 eventos) respecto de la situación actual. En cuanto a las precipitaciones se observa una disminución generalizada, en torno a un 30%, de los valores promedios en todas las islas, excepto, en Lanzarote y Fuerteventura, donde la reducción sería algo menor. Para el caso de precipitaciones diarias superiores a 20 mm la predicción es de una disminución en las zonas de mayor altura, mientras que en cotas bajas no cambia significativamente, si bien no se prevén cambios en los valores extremos de las precipitaciones.

Otro aspecto importante que se pueden analizar con este tipo de estudios es el del impacto del cambio climático sobre las energías eólica y solar, así como en la confortabilidad del turista. Respecto de la energía solar fotovoltaica nos encontramos con un aumento de la producción en invierno, por la menor cobertura nubosa, y una disminución en verano, por la pérdida de eficiencia de los paneles solares debida al aumento de la temperatura. En el caso de la energía eólica se produce una disminución en la potencia disponible, sobre todo en verano y en la zona sur de las Islas, precisamente en áreas donde están instalados los mayores parques eólicos. En lo referente a los índices de confortabilidad del turista, que busca disfrutar del clima y de las playas, las noticias no son buenas para el verano: disminuye el número de días óptimos (menor confort térmico), pero sí lo son para el invierno, en el que aumenta el índice de confortabilidad en la playa.

Para la región macaronésica en su conjunto, con territorios insulares inhomogéneos, gran diversidad microclimática y riqueza natural y con sistemas económico-sociales altamente dependientes de factores climáticos, disponer de proyecciones climáticas de muy alta resolución espacial, es crítico. En este contexto se enmarca el proyecto PLANCLIMAC financiado por la Unión Europea (Programa Interreg 2014-2020) y en el que participan centros públicos y privados de Azores, Madeira, Cabo Verde y Canarias. La coordinación de políticas comunes de adaptación/mitigación a los efectos del cambio climático, en este sensible entorno geográfico, es fundamental para el éxito de las mismas.

AUTOR JUAN P. DÍAZ

ILUSTRACIÓN CARLA GARRIDO