Un nuevo sistema de alerta permite pronosticar lluvias extremas en los Andes

La investigación, que aplicó la metodología de redes complejas a datos meteorológicos obtenidos vía satélite, estuvo a cargo de científicos brasileños y alemanes

Por José Tadeu Arantes

Agência FAPESP – Lluvias torrenciales, con aluviones, aludes y víctimas fatales, han venido ocurriendo en la región de los Andes. Y estos eventos extremos tienden a aparecer con intensidades y frecuencias cada vez mayores en razón de los cambios climáticos globales.

Los efectos se potencian debido a la pobreza del área afectada, con carreteras precarias y viviendas populares peligrosamente erigidas en las laderas de los desfiladeros. El panorama es muy parecido al de la cordillera del Himalaya en la India, donde más de 10 mil personas perdieron la vida durante las lluvias calamitosas de 2013.

Pero ahora, un sistema de alerta robusto, capaz de suministrar pronósticos con dos días de antelación y un alto margen de acierto, se encuentra disponible y podrá utilizárselo fácilmente en los centros operativos de pronóstico meteorológico.

Este sistema, fruto de trabajo conjunto de científicos brasileños y alemanes, que aplicaron la técnica de redes complejas a datos meteorológicos obtenidos vía satélite, se dio a conocer en el artículo Prediction of extreme floods in the eastern Central Andes based on a complej networks approach, publicado en la revista online Nature Communications el 14 de octubre de 2014.

La investigación forma parte del proyecto temático intitulado “Fenómenos dinámicos en redes complejas: fundamentos y aplicaciones”, coordinado por Elbert Einstein Nehrer Macau, investigador titular del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, por sus siglas en portugués), en Brasil, y por Jurgen Kurths, de la Humboldt University, en Alemania. El proyecto cuenta con el apoyo de la FAPESP y de la Fundación Alemana de Investigación Científica (DFG, tal la sigla de su nombre en alemán, Deutsche Forschungsgemeinschaft).

El equipo binacional dedicado a la climatología analizó alrededor de 50 mil series temporales de datos meteorológicos en alta resolución, registrados en el transcurso de los últimos 15 años y puestos a disposición por la Nasa, la agencia espacial estadounidense, y por la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa. Y constató que, luego de surgir en la región de Buenos Aires, Argentina, grandes sistemas convectivos se desplazan hacia el noroeste rumbo a los Andes, donde provocan lluvias torrenciales dos días después. Sorprendentemente, esos eventos extremos se propagan en la dirección contraria a la de los vientos, que se dirigen hacia el sur.

“Las correlaciones simples entre series temporales de datos son procedimientos habituales en diversos campos de la ciencia: por ejemplo, correlaciones entre series de temperaturas registradas en un punto del océano y series de precipitaciones sobre el continente. La metodología que desarrollamos es mucho más compleja y completa, pues permite no solamente correlacionar cantidades gigantescas de datos, sino también establecer relaciones de causa y efecto entre los fenómenos observados”, dijo Henrique de Melo Jorge Barbosa, docente del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo y uno de los autores del artículo de Nature Communications.

El proyecto temático tiene aplicaciones también en otras áreas, que van de la fotónica a la neurología.

"El río volador"

“Lo que nos sorprendió fue descubrir que el desplazamiento de las precipitaciones sucede en el sentido contrario al del ‘río volador’”.

La expresión “ríos voladores” fue popularizada por José Antonio Marengo Orsini, investigador del Centro Nacional de Monitoreo y Alertas de Desastres Naturales (Cemaden) y miembro del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio climático (IPCC, por sus siglas en inglés) de la Organización de las Naciones Unidas (ONU). Se trata de grandes masas de aire impregnadas de vapor de agua, muchas veces acompañadas por nubes, propulsadas por los vientos.

El “río volador”, originado en el Océano Atlántico y cargado con más humedad aún luego de interactuar con la Selva Amazónica, puede transportar volúmenes de agua de la misma magnitud que el caudal del mayor río del planeta, el Amazonas (200 mil metros cúbicos por segundo). Detenida por el paredón de 4 mil metros de altura que constituye la Cordillera de los Andes, esa masa de aire húmedo hace una inflexión hacia el sur y llega a las regiones centro-oeste, sudeste y sur de Brasil y al norte de Argentina.

“Al principio pensamos que la secuencia temporal de las precipitaciones seguiría el sentido del río volador. Es decir, que el aumento de las lluvias sobre la Selva Amazónica provocaría precipitaciones más intensas en el sur. Parecía obvio. Con todo, al utilizar la nueva metodología, constatamos que los eventos extremos de precipitación no se propagan de norte a sur sino de sur a norte. Rehicimos las cuentas varias veces y verificamos que efectivamente, las precipitaciones extremas se propagan en sentido contrario al del río volador”, afirmó Barbosa.

Los científicos tuvieron que volver a la física de la atmósfera y a la meteorología para entender por qué sucedía eso. “A decir verdad, el sentido de propagación de las precipitaciones depende del sentido de propagación de la inestabilidad, de sur a norte, y no del sentido de propagación de la masa de aire húmedo, de norte a sur. Y ese sentido de propagación del frente frío está determinado por un sistema de baja presión que se configura en el norte de Argentina”, explicó Barbosa.

Con base en este descubrimiento, los científicos lograron establecer un conjunto de reglas que pueden emplearse para prever los sucesos. Típicamente, luego de un pico de convección y lluvia en el norte de Argentina, ciertas condiciones específicas de presión y circulación de los vientos hacen que las precipitaciones se desplacen a los Andes y a la Amazonia. “Con esa regla montamos nuestro sistema de pronóstico. Y comparándolo con los sistemas tradicionales, registramos una probabilidad mucho mayor de acierto. Para los años de El Niño, cuando los eventos extremos son más fuertes y frecuentes, nuestro sistema exhibió un margen de acierto del 90%. Para los demás años, dicho margen fue al menos del 60%”, dijo.

“No logramos pronosticar cuándo ocurrirán las primeras lluvias en el norte de Argentina. Pero, una vez ocurridas, y verificadas determinadas condiciones de presión y viento, podemos decir, y con gran margen de acierto, que habrá lluvias extremas en la región de los Andes dos días después”.

Hay todavía un camino por recorrer antes de que ese sistema pueda convertirse en un instrumento que puedan utilizar las entidades de defensa civil, pero el paso más difícil desde el punto de vista científico ya se ha dado. “La herramienta se encuentra disponible. Y los que quieran utilizarla no necesitarán entender sobre redes complejas, ni reanalizar los 15 años de datos que utilizamos. Basta con que utilicen nuestra receta”, concluye Barbosa.