A pesar de los continuos esfuerzos por evaluar y predecir los cambios en el clima terrestre, la mayoría de los modelos aún tienen dificultades para simular con precisión los eventos de precipitación extrema. Modelos como el Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados, Fases 5 y 6 (CMIP5 y CMIP6), utilizan una resolución bastante baja debido a limitaciones computacionales, lo que facilita, agiliza y reduce el coste de las simulaciones, a la vez que ofrece cierto grado de precisión.
por Krystal Kasal , Phys.org
Sin embargo, un nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience , está arrojando luz sobre algunas de las características que estos modelos de resolución más gruesa pasan por alto.
El equipo que participó en el estudio desarrolló un modelo de mayor resolución que fragmenta la atmósfera en cuadrados de 10 a 25 km (6 a 15,5 millas) para su análisis, en lugar de cuadrados de 100 km (62 millas). Su modelo de alta resolución se basa en el Modelo del Sistema Terrestre Comunitario v.1.3 (CESM-HR), que analiza el período comprendido entre 1920 y 2100. Estos resultados se comparan posteriormente con los de la versión de baja resolución (CESM-LR).
Aumento de las precipitaciones extremas
La resolución más fina de las simulaciones resultantes indica que deberíamos esperar mayores aumentos en las precipitaciones extremas diarias en tierra en las próximas décadas de lo que mostraban los modelos anteriores.
Según las simulaciones de mayor resolución, la precipitación extrema diaria sobre tierra podría aumentar aproximadamente un 41 % en condiciones de altas emisiones para 2100, en comparación con el 24,8 % del modelo CESM-LR. El modelo CESM-HR predice un aumento de la precipitación máxima diaria anual de 16,6 mm al día, aproximadamente 2,5 veces mayor que el aumento de 6,4 mm al día del modelo CESM-LR.
El equipo también señala algunas diferencias regionales en los modelos: «En los Estados Unidos contiguos, CESM-LR proyecta un aumento de 4 mm d −1 tanto para la costa oeste como para el sureste, mientras que CESM-HR proyecta un aumento similar para la costa oeste, pero casi lo triplica para el sureste, alcanzando más de 12 mm d −1 (lo que corresponde a un aumento del 30% en CESM-HR versus 12% en CESM-LR)».
Una mejor coincidencia con los datos históricos
Los investigadores también compararon los resultados históricos del modelo con las observaciones satelitales y de estaciones. Utilizando un parámetro para la precipitación acumulada de los días que superan el percentil 99 de la precipitación en días húmedos, al que denominan «R99p», observaron mejoras adicionales en CESM-HR con respecto a CESM-LR.
«CESM-HR, aunque sobreestima ligeramente, captura con mayor precisión la distribución global y la amplitud de R99p, con una media global de 41,3 mm d −1 , más cercana al valor observado de 38,3 mm d −1 , en comparación con 28,1 mm d −1 para CESM-LR», explican los autores del estudio.
Las simulaciones de alta resolución mostraron mejoras en varias tendencias históricas, capturando con mayor precisión los aumentos observados en las precipitaciones extremas en las últimas décadas, en particular.
El equipo señala que «las simulaciones de conjuntos de alta resolución, con una resolución de 10 a 25 km, ofrecen mejoras prometedoras en la simulación de precipitaciones extremas durante el período histórico y permiten realizar proyecciones futuras con mayor fundamento físico y con incertidumbres más limitadas. Si bien no permiten resolver explícitamente las nubes y la convección profunda, estas simulaciones superan notablemente las simulaciones CMIP estándar de baja resolución».
Factores que impulsan las precipitaciones extremas
Una de las razones por las que estos modelos de mayor resolución son más capaces de predecir eventos de precipitación extrema parece ser su capacidad para identificar y simular sistemas convectivos de mesoescala (SCM) y otros fenómenos atmosféricos que ocurren con mayor frecuencia a medida que el clima se calienta. Estos factores dinámicos de la precipitación extrema no se describen adecuadamente con modelos de resolución más gruesa.
El equipo afirma que sus hallazgos sugieren que CESM-HR puede capturar mejor la circulación a pequeña escala y la dinámica atmosférica, lo que resulta en una mejor simulación de factores atmosféricos, como la convergencia de humedad a mesoescala, que son las principales causas de los extremos de precipitación. Mientras tanto, los modelos de baja resolución subestiman esta contribución dinámica.
Aun así, estos modelos pueden mejorarse aún más mediante el desarrollo de modelos globales de resolución de tormentas para obtener proyecciones aún más precisas. En definitiva, predicciones más precisas con modelos de mayor resolución pueden ayudar a salvar vidas y reducir las pérdidas económicas derivadas de desastres climáticos en el futuro.
Los autores del estudio concluyen pidiendo más conjuntos multimodelo de alta resolución para mejorar la fiabilidad y la intercomparación.
Más información: Ping Chang et al., Precipitación extrema futura amplificada por la convergencia intensificada de la humedad a mesoescala, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01859-1
