Análisis de olas de calor desde una perspectiva lagrangiana./heat wave analysis from a lagrangian perspective

Resumen

Como consecuencia del aumento de la temperatura global se ha producido un incremento en la frecuencia, duración e intensidad de las olas de calor, así como la ocurrencia de nuevos eventos conocidos como mega-olas de calor. Éstas conllevan grandes impactos socio-económicos como pérdidas de cosechas, incendios forestales, deterioro de la calidad del aire, aumentos en mortalidad o picos en la demanda eléctrica (Newsham and Bowker, 2010). Todos los estudios realizados hasta este trabajo emplean una perspectiva ¿euleriana¿, en la que las olas de calor se estudian punto a punto y, por tanto, de forma independiente, lo que dificulta el estudio de su relación con la circulación atmosférica. Por este motivo en esta Tesis se presenta un nuevo algoritmo ¿lagrangiano¿ de detección de olas de calor que se centra en su patrón espacial y evolución espacio-temporal. Como aplicación pionera de este algoritmo, se ha obtenido un catálogo de olas de calor en la península ibérica usando datos de reanálisis para el periodo 1979-2017. En este catálogo se incluyen un promedio de cinco episodios al año durante el verano extendido (junio-septiembre), lo que equivale a un promedio de 16 días de ola de calor por año. El análisis de su ciclo de vida revela que más de la mitad de los eventos se generan en la península ibérica. La duración promedio de estos eventos es superior a una semana, aunque solo afectan a la península ibérica durante tres días en promedio, donde alcanzan su máxima intensidad y extensión, evolucionando después a otras zonas. Se han identificado cuatro tipos de eventos: atlánticos, subtropicales, europeos y mediterráneos que muestran impactos regionales diferenciados, afectando al oeste, sur, norte y este de la península ibérica, respectivamente, así como características específicas. Se han encontrado tendencias significativas en la frecuencia de eventos y días de ola de calor en la península ibérica para todos los meses, excepto septiembre. Las mayores tendencias se detectan al inicio (junio) y mitad (agosto) del verano. Un análisis de análogos de circulación revela que el calentamiento de las últimas décadas ha contribuido a doblar la extensión e intensidad de los eventos de mayor impacto, haciéndolos más excepcionales de lo que hubieran sido en el pasado. Se ha analizado la conexión de las olas de calor con la dinámica atmosférica, encontrándose que durante su fase ibérica las olas de calor se asocian con un mismo patrón meteorológico, caracterizado por anomalías positivas de altura geopotencial sobre el oeste de Europa. Pequeñas diferencias en la localización de este patrón determinan los distintos tipos de evento regional. Sin embargo, los cuatro grupos tienden a ocurrir bajo distintos patrones durante sus fases pre- y post-ibérica, y muestran diferentes relaciones con los tipos de tiempo a escala estacional Por último, un análisis detallado de la ola de calor de junio de 2017 confirma la capacidad del algoritmo para diagnosticar mega-olas de calor. Este evento destaca porque su extensión, intensidad y persistencia fueron comparables a las de otras mega-olas de calor europeas, pero fue más temprana. Una dorsal subtropical récord, con características más parecidas a las de julio y agosto, fue responsable de una intrusión de aire cálido sin precedentes. Los cambios termodinámicos de las últimas décadas han contribuido a exacerbar la intensidad del evento, aumentando la probabilidad de ocurrencia de temperaturas extremadamente elevadas. Sin embargo, los cambios dinámicos no son despreciables, y han aumentado la probabilidad en el rango de temperaturas cálidas moderadas.