Un nuevo estudio muestra por primera vez que los incendios forestales que arden en los estados de la costa oeste pueden fortalecer las tormentas en los estados a favor del viento. El calor y las diminutas partículas suspendidas en el aire producidas por los incendios forestales del oeste intensifican a lo lejos las tormentas severas y, en algunos casos, provocan granizo del tamaño de una pelota de béisbol, lluvias más intensas e inundaciones repentinas en estados como Colorado, Wyoming, Nebraska, Kansas, Oklahoma y las Dakotas.
Por lo general, los incendios forestales y las tormentas del oeste en el centro de los EE. UU. están separados por temporadas. Sin embargo, dado que los incendios comienzan más temprano cada año, los dos eventos ahora ocurren más juntos.
La científica terrestre Jiwen Fan, becaria de laboratorio en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, comenzó a investigar una relación entre los dos fenómenos cuando notó que los incendios forestales del oeste de 2018 se superpusieron con tormentas en el centro de los EE. UU. Descubrió que ambos eventos ocurrieron simultáneamente durante un semana. Mirando más allá, Fan descubrió que era la primera vez que estas tormentas e incendios forestales coincidían en 20 años, donde las tormentas duraban más de cuatro días.
«Pensé, tal vez haya algún tipo de conexión allí», dijo Fan, quien dirigió el nuevo estudio. Su equipo usó datos que describen los niveles de lluvia y granizo de las tormentas, así como los incendios y las columnas de humo, para explorar un posible mecanismo detrás de la conexión. El grupo utilizó modelos meteorológicos que rastrean el calor y las partículas de humo para explorar cómo los incendios podrían influir remotamente en el clima.
«Necesitamos ser cuidadosos e informados», dijo Fan. «Cuanto más entendamos sobre los factores que contribuyen a tormentas como esta, que causan pérdidas masivas de propiedades, mejor podremos prepararnos para ellas. Y, al observar el clima futuro, sabemos que los incendios forestales aumentarán, particularmente en el oeste.»
«También se prevé que aumenten las tormentas severas en el centro de EE. UU.», agregó Fan. «Por lo tanto, es razonable esperar que estos eventos simultáneos sucedan con mayor frecuencia y que el impacto de los incendios forestales en el oeste sobre las tormentas centrales pueda volverse cada vez más importante en el futuro».
El artículo fue publicado el lunes 17 de octubre en la revista Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
Cielos llenos de humo, tormentas más fuertes
¿Qué hay detrás de la relación? Comencemos con los incendios en el oeste de los EE. UU. A medida que arden, estos incendios liberan niveles increíbles de calor. Algunas de las llamas, por ejemplo, calentaron el área del incendio de 10 a 40 veces más que las temperaturas de fondo típicas en julio. También liberan partículas de humo ondulantes, llamadas aerosoles.
Ese calor crea una fuerte diferencia en la presión del aire. Cerca de los incendios, la presión del aire es alta. En el tormentoso centro de los EE. UU., la presión del aire es generalmente más baja. A medida que aumenta la alta presión cerca del incendio, el aire circundante fluye hacia el aire de menor presión, fortaleciendo el viento que ya fluye de oeste a este.
Esos vientos más fuertes del oeste transportan aerosoles de humo desde el oeste hasta los estados centrales. A lo largo de su viaje, los vientos también recogen y transportan la humedad atmosférica. Ahora transportada a las tormentas que se están gestando sobre el centro de los EE. UU., la mayor concentración de humedad y aerosoles inicia una serie de reacciones que fortalecen las tormentas.
Al igual que las gotas de agua que se acumulan en las agujas de una secuoya, los aerosoles proporcionan un área de superficie adicional en la que se puede condensar el vapor de agua. A medida que el agua se condensa, libera calor. Este calor adicional proporciona energía que fortalece las tormentas. Cuando una tormenta es lo suficientemente fuerte, las gotas de agua condensada se congelan y comienzan a formar granizo.
Dentro de la tormenta, fuertes corrientes ascendentes levantan repetidamente los granizos. Cada segundo que pasa una piedra de granizo dentro de la tormenta es otro momento en el que puede recolectar más gotas de agua enfriada, creando una piedra de granizo cada vez más grande, como una cuerda tras otra agregada a una bola de hilo. Una vez que las piedras se vuelven demasiado pesadas para ser levantadas por las corrientes ascendentes de la tormenta, caen y dañan los cultivos, los edificios, los automóviles y, en ocasiones, las personas.
Los incendios forestales locales en el centro de EE. UU. también fortalecieron las mismas tormentas, según el estudio, pero en un grado menos significativo. Esos incendios forestales son mucho más débiles que sus contrapartes occidentales. El grupo de Fan planea buscar conexiones similares en otras regiones.
Los hallazgos podrían ayudar a informar futuros pronósticos de clima severo, dijo Yuwei Zhang, primer autor del nuevo estudio y postdoctorado en el equipo de investigación de Fan.
«El costo de las tormentas que estudiamos superó los 100 millones de dólares en daños», dijo Zhang. «Si sabemos que los incendios forestales distantes contribuyen a tormentas más fuertes, esa información podría generar mejores proyecciones, lo que podría ayudar a evitar cierto grado de destrucción».
El Incendio Carr, que se cobró un cuarto de millón de acres en California, y el Incendio del Complejo Mendocino, que ocasionó daños por $257 millones y quemó 280 estructuras en el mismo estado, se encuentran entre los incendios bajo estudio.
Granizo en un clima cambiante
Muchas áreas en los Estados Unidos verán un aumento de los incendios forestales, lo que significa que más aerosoles de los incendios forestales se elevarán a la atmósfera de la Tierra e influirán en su clima de maneras que los científicos están trabajando para comprender. Además de potenciar las tormentas severas a través de los incendios forestales, ¿cómo afectará directamente el calentamiento del clima el clima severo, en particular las tormentas que producen granizo?
En un estudio separado publicado en la revista Earth’s Future, Fan exploró cómo el cambio climático podría alterar las tormentas de granizo en el centro de EE. UU. Fan descubrió que algunas tormentas son sensibles al cambio climático, lo que resulta en granizo grande más frecuente, mientras que otras tormentas no tienen ese mismo efecto. sensibilidad. Esas tormentas sensibles están asociadas con un patrón climático a gran escala, que es diferente al de las tormentas insensibles a un clima cambiante.
«Al vincular los impactos del cambio climático en las tormentas de granizo con los patrones climáticos a gran escala más fáciles de modelar, este estudio avanza en nuestro conocimiento de la previsibilidad de las tormentas de granizo con implicaciones importantes para la gestión de riesgos», dijo Fan.
Los autores del estudio del PNNL sobre los incendios forestales del oeste que influyen en las tormentas del centro de los EE. UU. incluyen a Fan, Zhang y Manish Shrivastava. Cameron Homeyer de la Universidad de Oklahoma, así como Yuan Wang y John Seinfeld del Instituto de Tecnología de California, también son autores.
Los autores del estudio del PNNL sobre la respuesta de las tormentas de granizo al cambio climático antropogénico incluyen a Fan, Zhang, Jingyu Wang, Jong-Hoon Jeong, Xiadong Chen, Shixuan Zhang, Yun Lin y Zhe Feng. Rebecca Adams-Selin de Verisk Atmospheric and Environmental Research en Lexington, Massachusetts, también es autora colaboradora.
Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía y la Fundación Nacional de Ciencias, y fue posible gracias a los recursos del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE.
