El estudio, publicado el 8 de octubre en Mlogging Applications, fue dirigido por Regan Mudhar, quien realizó el trabajo en la Universidad de Exeter, con coautores de la Universidad de Newcastle, la Universidad de Cornell, la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).
El valor práctico es el tiempo: semanas, no días. Los calentamientos estratosféricos repentinos a menudo se pueden pronosticar con anticipación, y el retraso antes de que llegue el frío a la superficie podría dar a los operadores de redes y proveedores de energía semanas adicionales para prepararse para un aumento de la demanda, dicen los autores.
Vientos que se invierten a 30 millas de altura
El vórtice polar estratosférico es un anillo de fuertes vientos del oeste que rodea el Ártico en invierno, aproximadamente a entre 10 y 50 kilómetros (6 a 30 millas) sobre el suelo. Durante un calentamiento estratosférico repentino, ese vórtice se debilita o colapsa; los vientos pueden invertir brevemente su dirección y las temperaturas en la estratosfera pueden aumentar decenas de grados en unos pocos días, según un resumen del estudio de Earth.com.
Estos eventos ocurren aproximadamente cada dos inviernos. Sus efectos pueden llegar hasta el clima cercano a la Tierra durante las siguientes semanas, empujando a veces el aire frío del Ártico hacia el sur, hacia regiones pobladas. Pero eso no siempre sucede y los efectos varían según la región.
“Estos eventos no siempre afectan las temperaturas de la superficie, pero a este le siguió un clima frío severo”, dijo Mudhar, refiriéndose al calentamiento de febrero de 2018 que precedió a la ola de frío que los británicos apodaron la Bestia del Este.
Seguimiento de 30 eventos y un invierno brutal
El equipo examinó alrededor de 30 calentamientos estratosféricos repentinos en registros meteorológicos que datan de 1979 y los combinó con un modelo que convierte el clima en demanda de electricidad para varios países europeos. Definieron la demanda extrema como al menos un 20 por ciento por encima del promedio estacional.
Ese umbral, alrededor del 120 por ciento de la demanda normal para esa época del año, es el tipo de aumento que pone a prueba las reservas. El estudio se centró en el norte y centro de Europa, donde el vínculo entre el calentamiento estratosférico y el clima frío de la superficie es más fuerte. El artículo se publica en acceso abierto, por lo que las empresas de servicios públicos y los pronosticadores pueden revisar los métodos directamente.
Para comprobar si el propio evento estratosférico fue el responsable, los investigadores realizaron experimentos de predicción. En algunos, la estratosfera fue dirigida para seguir el evento real de febrero de 2018; en otros, evolucionó libremente. La comparación mostró que el calentamiento provocó un fuerte aumento en el riesgo de demanda extrema, informaron los autores.
El invierno de 2017 a 2018 trajo una demanda récord de electricidad en Europa en las semanas posteriores a ese evento, según el resumen del estudio. La fuerza de la respuesta varió según el país. Escandinavia experimentó un salto relativamente modesto debido a edificios bien aislados y sistemas diseñados para el frío, mientras que Francia mostró una respuesta mucho más pronunciada debido a su gran dependencia de la calefacción eléctrica.
La calefacción electrificada aumenta las apuestas
Los hallazgos apuntan a un desafío creciente a medida que la calefacción pasa del gas a la electricidad. “El Reino Unido está relativamente bien adaptado al clima frío en la actualidad debido a nuestra dependencia de la calefacción central de gas”, dijo la coautora Hannah Bloomfield de la Universidad de Newcastle. Añadió que a medida que los países avancen hacia el cero neto, gran parte de esa calefacción de gas deberá electrificarse.
Las bombas de calor son eficientes, pero un tramo frío y tranquilo puede aumentar la demanda de electricidad al mismo tiempo que disminuye la producción de energía eólica. Eso hace que la notificación anticipada sea más valiosa, ya que los operadores pueden programar la generación de reserva, programar el mantenimiento lejos de las semanas de riesgo y asegurar el suministro de combustible.
Mudhar dijo que la investigación trata sobre preparación, no sobre alarma. “Estamos experimentando, y continuaremos experimentando, un calentamiento impulsado por las emisiones de gases de efecto invernadero”, dijo Mudhar, y agregó que sigue siendo importante considerar qué tan preparada está la sociedad para eventos de frío extremo.
Relevancia para las redes estadounidenses
El estudio cubrió sólo Europa y no analizó la demanda estadounidense. Pero el mismo tipo de evento estratosférico afecta los inviernos de América del Norte, y una de las coautoras, Amy Butler, trabaja en el Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA en Boulder, Colorado.
Los lectores estadounidenses tal vez recuerden febrero de 2021, cuando el frío extremo provocó un aumento de la demanda y cortes generalizados en Texas. A principios de enero de ese año se produjo un calentamiento estratosférico repentino, pero un estudio de 2022 dirigido por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica concluyó que el calentamiento probablemente no fue la causa del frío de Texas. Los investigadores descubrieron que las condiciones en la atmósfera inferior eran el principal impulsor.
“Una vez que conoces el mecanismo, puedes modelarlo mejor”, dijo el científico del NCAR Nicholas Davis, quien dirigió ese estudio. Los dos artículos juntos muestran por qué los pronosticadores tratan la estratosfera como una pista entre varias en lugar de un predictor independiente.
Ese contraste muestra los límites de la señal. Un calentamiento estratosférico repentino aumenta las probabilidades de frío extremo y demanda en algunas regiones, pero no garantiza una ola de frío en ningún lugar en particular, y otros patrones climáticos pueden producir un frío peligroso sin una ola de frío.
Para los hogares, la conclusión es más práctica que urgente. Cuando los meteorólogos informan de un calentamiento estratosférico repentino, puede ser una señal útil para verificar la calefacción del hogar, climatizar ventanas y puertas y seguir las instrucciones de las empresas de servicios públicos sobre cómo conservar energía durante los picos de demanda. Los operadores de redes y las empresas de servicios públicos, no los hogares individuales, son los principales destinatarios del enfoque de alerta temprana del estudio.
Lo que los lectores quieren saber
¿Qué es un calentamiento estratosférico repentino?
Se trata de un rápido debilitamiento o colapso del vórtice polar muy por encima del Ártico, cuando los vientos estratosféricos pueden revertirse y las temperaturas aumentan bruscamente en cuestión de días.
¿Cómo afecta a la demanda eléctrica?
En Europa, la probabilidad de una demanda extrema fue entre 1,5 y 3 veces más probable en las semanas posteriores a estos acontecimientos, alcanzando su punto máximo unas dos o tres semanas después.
¿Cuánta advertencia podrían recibir los operadores de red?
El desfase entre el evento estratosférico y el frío de la superficie es de aproximadamente dos a cuatro semanas, lo que podría ampliar los plazos de planificación.
¿Todo calentamiento estratosférico repentino provoca una ola de frío?
No. Muchos no afectan la temperatura de la superficie y el impacto depende de la ubicación.
¿Esto se aplica a los Estados Unidos?
El estudio sólo analizó Europa. Eventos similares afectan a América del Norte, pero una investigación sobre la helada de Texas de febrero de 2021 encontró que el calentamiento estratosférico probablemente no fue su causa.
¿Por qué es importante la calefacción electrificada?
A medida que los hogares cambian de bombas de calor de gas a eléctricas, las olas de frío aumentan aún más la demanda de electricidad, lo que hace que la alerta anticipada sea más valiosa.
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