Olas de calor estivales en el centro-este de Argentina : de la física a los impactos
Este trabajo de tesis aborda la temática de las olas de calor que afectan el centro-este de Argentina desde distintos puntos de vista y escalas. Se estudian aspectos relativos a los procesos físicos que catalizan o modulan la ocurrencia de las olas de calor, sus características, estadísticos y proyecciones de cambio, y decreciendo en escalas, se realizan estudios de impacto. La tesis va más allá de la típica comparación de climatologías modeladas versus observadas, pues incluye el análisis de una serie de experimentos ad-hoc para el estudio de los procesos en la interfase suelo-atmósfera, caracterizaciones novedosas de las olas de calor y un enfoque innovador e interdisciplinario para evaluar el impacto del clima y de su variabilidad en el consumo energético destinado a la refrigeración de viviendas sociales. Estudios previos han demostrado que el centro-este de Argentina es una zona de transición climática y de acople entre el suelo y la atmósfera. En esta tesis se exploran las implicancias de dicho acople (es decir, de las retroalimentaciones entre la humedad del suelo y la atmósfera) en los extremos cálidos del campo de temperatura. Mediante el análisis de una serie de experimentos numéricos diseñados ad-hoc para el estudio de las interacciones suelo-atmósfera, se muestra que las mismas afectan a la cola de la distribución de probabilidad del campo térmico, impactando en los extremos cálidos y en su persistencia. Además, tanto la existencia del acople suelo-atmósfera como de las condiciones de suelo relativamente secas favorecen la ocurrencia de extremos de temperatura. En ausencia de acople suelo-atmósfera, el impacto de las condiciones de humedad del suelo (secas o húmedas) es más débil. Estos resultados sugieren que el rol de las interacciones entre la humedad del suelo y la atmósfera es más importante que el impacto de las anomalías estacionarias de la humedad del suelo. Las proyecciones de cambio climático sobre el centro-este de Argentina señalan incrementos en la persistencia de días cálidos, de noches cálidas y de días húmedos. Éstos impactan en las proyecciones de cambio de las olas de calor, las que fueron analizadas y categorizadas. Mediante un análisis multivariado que incluye información de la temperatura y del contenido de humedad de las mismas, emergen tres tipos principales de olas de calor: las cálidas y secas (de aquí en más, “secas”), las extremadamente cálidas y húmedas ( “intensas”) y las húmedas con noches particularmente calurosas (“húmedas”). Todas ellas, se proyectan más extremas a futuro. Además, se espera una mayor frecuencia de ocurrencia de eventos “intensos” como consecuencia de los cambios proyectados para los campos medios: temperaturas más altas, pero con incrementos más pronunciados en las temperaturas mínimas y en las temperaturas de bulbo húmedo que en las temperaturas máximas. En general, olas de calor consideradas extremas e improbables bajo las condiciones de clima actual resultan eventos típicos en el clima futuro, característica que se agudiza hacia fin de siglo y bajo escenarios de mayores emisiones de gases de efecto invernadero. Además, la variabilidad de las olas de calor disminuye levemente bajo condiciones de clima futuro, cuando los eventos proyectados asemejan más al evento típico que bajo condiciones de clima presente. Finalmente, no se destacan cambios significativos en otros parámetros típicos de las olas de calor, como e.g., duración y frecuencia de los eventos. Dado que el sector residencial es el segundo sector de importancia en cuanto al consumo de energía en el país, que parte de dicho consumo es dedicado a mantener las condiciones de confort de sus habitantes y que tanto la urbanización como las condiciones de calor extremas se espera que continúen in crescendo durante las próximas décadas, se realizaron estudios de impacto sobre el consumo energético para la refrigeración de viviendas sociales. Sobre la base de la experiencia previa de las comunidades de clima y de impactos, se propuso una metodología que permite proyectar los cambios en el consumo, conservando la información acerca de las variabilidades del clima en distintas escalas temporales y abordando el problema de la incertidumbre de los resultados como un elemento de juicio para los tomadores de decisión. Se encontró que la confianza en los resultados aumenta a medida que aumenta la eficiencia energética de las viviendas mediante intervenciones edilicias que las hacen menos sensibles a la condición climática. Sin embargo, cuando el forzante radiativo del escenario considerado es extremo, la eficacia de dichas intervenciones decae y la incertidumbre de los resultados aumenta. En particular, las olas de calor impactan provocando picos en la demanda energética, y estudios de caso muestran que las olas de calor “húmedas” tienen mayor impacto en la demanda energética que las olas de calor “secas”. Además, aquellas caracterizadas como “intensas” son las que provocan los máximos en la demanda energética diaria.