Extremos diarios de temperatura y precipitación en la Península Ibéricaestudio estacional en relación con tipos de circulación atmosférica

Resumen

El clima ejerce una fuerte influencia sobre las sociedades y los ecosistemas. Hay una creciente evidencia científica de que la Tierra está sufriendo un cambio climático sin precedentes, cuya señal más inequívoca es el calentamiento global. El cambio puede ser más discernible sobre los extremos que sobre los valores medios, ya que se pueden dar valores nunca antes observados en el pasado, especialmente si tanto la variabilidad natural como el forzamiento antrópico actúan en la misma dirección. La Península Ibérica (PI), debido a su situación de transición en latitudes medias, está expuesta a una marcada variabilidad climática, con fuertes oscilaciones estacionales e interanuales. A esto se une la vulnerabilidad de los sistemas humanos y económicos (agricultura, turismo) a las condiciones climáticas extremas. La PI presenta además una gran heterogeneidad espacial, al existir importantes contrastes geográficos (latitud, altitud, distancia al mar, orografía compleja) que condicionan la exposición o no de las distintas regiones a los vientos y sistemas atmosféricos predominantes. Esta tesis, elaborada como compendio de cuatro artículos más un capítulo adicional, estudia el clima de la PI usando datos diarios de observaciones. Por un lado, se estudia la variabilidad espacio-temporal de la frecuencia de extremos de temperatura máxima (Tmax) y mínima (Tmin) y precipitación (RR) desde principios del siglo XX. Por otro lado, se han realizado clasificaciones sinópticas de tipos de circulación, basadas en la presión a nivel del mar, para el período 1850-2003. En las distintas publicaciones se lleva a cabo, a nivel estacional, un estudio de los extremos y su relación con la circulación atmosférica, discutiendo además, según regiones y épocas del año, otros posibles mecanismos físicos implicados. Los cambios en los tipos de circulación (CTs) desde 1850 a 2003 indican tendencias significativas comunes a las cuatro estaciones del año: un aumento de la frecuencia de altas presiones en Azores y disminución de la frecuencia de bajas presiones en el Atlántico Norte. Esta tendencia está claramente relacionada con condiciones más secas sobre la mayoría de la PI. El primer artículo estudia extremos de temperatura (1929-2005) basados en valores umbral de especial relevancia para los ecosistemas y la vida humana. La frecuencia de días de helada (Tmin0ºC) en invierno ha disminuido significativamente desde los 60 en las regiones costeras. En verano, las noches tropicales (Tmin20ºC) han aumentado remarcablemente desde los 80 en la región costera sur y mediterránea. El aumento es menor para regiones más al norte. Los días de verano (Tmax30ºC), han aumentado en la región centro/sur de la PI a un ritmo mayor (casi doble) que en las estaciones del norte y costeras. La variabilidad de los días de helada está relacionada sobre todo con el patrón EA (fase negativa). Los índices de verano presentan una relación con el patrón SCA (fase negativa) y NAO (fase positiva), aunque deben existir otros factores explicativos. El segundo artículo estudia los CTs de invierno sobre la PI y su relación con extremos de temperatura (29 estaciones) y precipitación (44 estaciones) basados en percentiles. Para el periodo 1950-2003, el aumento de días cálidos (TmaxTmax90th) en estaciones del norte y centro de la PI es consistente con una tendencia positiva de altas presiones en el Norte de la PI/oeste de Francia. En este período la disminución de días con precipitación extrema en el Norte de la PI se explica en parte por una menor frecuencia de situaciones del NW. Además, se han encontrado cambios notables de baja frecuencia en los extremos de temperatura dentro de los CTs, estudiando variaciones en 1921-1988. Las noches frías (TminTmin10th) dentro de los CT considerados ¿fríos¿ (circulación del norte/NE) aumentan en los 1920 hasta mitad de los 1940, y disminuyen a partir de entonces hasta un 10%; los días cálidos dentro de los CTs ¿cálidos¿ (sobre todo circulación del oeste y suroeste) aumentan de los 1920 a los 1950, y desde mitad de los 1970. El porcentaje de extremos de precipitación (RR>RR90th) dentro de los CTs es más estable (un 8-12% de los días de CT ¿húmedo¿ correlacionado con NAO negativa, para el oeste y centro de la PI). Los períodos de aumento de extremos cálidos y de precipitación dentro de este CT parecen estar relacionados entre sí y a su vez con períodos de aumento de la SST del Atlántico. El tercer artículo analiza la variabilidad espaciotemporal de las temperaturas extremas de primavera y verano (1905-2003) y su relación con los CTs definidos para estas estaciones del año. En primavera, encontramos máximos de noches frías en los 70, y después una disminución, que se relaciona con una menor frecuencia de circulación del norte. Los mayores aumentos de días cálidos en primavera se han detectado en el NE y Valle del Ebro -notablemente desde los 70-, relacionados con CTs de poco gradiente o con componente sur/suroeste. El aumento de días cálidos en el oeste y centro de la PI en la década de los 90 está relacionado con una mayor frecuencia de CTs anticiclónicos y del este. En verano los días cálidos aumentan sobre todo en los 80, en el NE y, en menor medida, en el Sur-Centro de la PI. Las noches cálidas (Tmin >Tmin90th) aumentan remarcablemente en el Este y Suroeste de la PI, relacionadas, respectivamente, con CTs tipo baja térmica y con CTs anticiclónicos. Además, las regiones del NE y Suroeste muestran correlación de los días cálidos (primavera) y noches cálidas (verano) con las anomalías de SST. Los días cálidos en la región centro-sur de la PI presentan también correlación con las condiciones de sequía, confirmando la importancia de un déficit de humedad del suelo en la transferencia de calor sensible que amplifique la temperatura máxima del aire. El cuarto artículo estudia los extremos de precipitación para la primavera y otoño. En 1950-2003, se obtiene menor frecuencia en primavera de extremos de precipitación (RR>RR90th) en el Sur y en el oeste/noroeste de la PI, y en otoño una tendencia positiva en estaciones del Suroeste. Estas tendencias se encuentran relacionadas con una tendencia de CTs ciclónicos (correlacionados con NAO negativa) negativa en primavera y positiva en otoño. Los cambios en los extremos de precipitación dentro de los CTs indican la influencia de otros factores, como pueden ser cambios en la evapotranspiración (más importante en primavera), en la SST (más importante en otoño), o cambios en la alta troposfera (ambas estaciones). En un capítulo adicional de resultados se analiza la relación entre temperaturas extremas de otoño y CTs. Se dan las mínimas variaciones en la frecuencia de extremos dentro de los tipos con circulación del E/NE, y las mayores variaciones dentro del tipo de circulación del NW. Esto último esta probablemente relacionado con las oscilaciones de la SST del Atlántico. Como conclusión general, las variaciones y tendencias detectadas en la frecuencia de extremos de temperatura y precipitación en la PI, además de estar relacionadas con la frecuencia de tipos de circulación y patrones de teleconexión, necesitan ser explicadas por mecanismos adicionales del sistema climático. Estos otros factores (ej, temperatura del mar y del aire, condiciones extremas en la humedad del suelo) son el resultado a su vez de una ¿mezcla¿ de causas antropogénicas (ej., aumento de la temperatura global por GHG, cambios en los usos del suelo) y de variabilidad natural (e.j., Oscilación Multidecenal del Atlántico) y parecen actuar modulando la frecuencia de extremos (sobre todo de temperatura) dentro de los CTs en escalas desde interanual a multidecenal.