La Tierra puede haber experimentado ciclos de sequedad seguidos de tormentas de lluvia masivas de cientos de kilómetros de ancho con auténticos diluvios en cuestión de horas.
Un nuevo estudio realizado en la Universidad de Harvard asocia estos episodios con épocas de calor extremo llamadas periodos de invernadero, en los que la Tierra probablemente experimentó temperaturas 11 a 17 grados celsius más altas que en nuestros días.
"Si tuvieras que ver una gran parte de los trópicos profundos hoy, siempre está lloviendo en alguna parte", dijo en un comunicado Jacob Seeley, becario postdoctoral en ciencias ambientales e ingeniería en la SEAS (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences) y primer autor del estudio, que publica Nature.
"Pero descubrimos que en climas extremadamente cálidos, podría haber varios días sin lluvia en ninguna parte sobre una gran parte del océano. Entonces, de repente, una tormenta masiva estallaría en casi todo el dominio, arrojando una enorme cantidad de lluvia. Luego estaría en silencio durante un par de días y repetiría".
"Este ciclo episódico de diluvios es un estado atmosférico nuevo y completamente inesperado", dijo Robin Wordsworth, profesor Gordon McKay de Ciencia e Ingeniería Ambiental en SEAS y autor principal del estudio.
La investigación no sólo arroja luz sobre el pasado lejano y el futuro lejano de la Tierra, sino que también puede ayudar a comprender los climas de los exoplanetas que orbitan estrellas distantes.
En un modelo atmosférico, Seeley y Wordsworth elevaron la temperatura de la superficie del mar de la Tierra a 54 grados celsius, ya sea agregando más CO2, aproximadamente 64 veces la cantidad actual en la atmósfera, o aumentando el brillo del sol en aproximadamente un 10 por ciento.
A esas temperaturas, comienzan a suceder cosas sorprendentes en la atmósfera. Cuando el aire cerca de la superficie se vuelve extremadamente cálido, la absorción de la luz solar por el vapor de agua atmosférico calienta el aire sobre la superficie y forma lo que se conoce como una "capa de inhibición", una barrera que evita que las nubes convectivas se eleven a la atmósfera superior y formen nubes de lluvia. En cambio, toda esa evaporación se queda atascada en la atmósfera cercana a la superficie.
Al mismo tiempo, se forman nubes en la atmósfera superior, por encima de la capa de inhibición, a medida que se pierde calor en el espacio. La lluvia producida en esas nubes de los niveles superiores se evapora antes de llegar a la superficie, devolviendo toda esa agua al sistema.
"Es como cargar una batería enorme", dijo Seeley. "Hay una tonelada de enfriamiento en lo alto de la atmósfera y una tonelada de evaporación y calentamiento cerca de la superficie, separados por esta barrera. Si algo puede romper esa barrera y permitir que el calor y la humedad de la superficie ingresen a la fría atmósfera superior, es va a causar una enorme tormenta".
Eso es exactamente lo que pasa. Después de varios días, el enfriamiento evaporativo de las tormentas de lluvia de la atmósfera superior erosiona la barrera, provocando un diluvio de horas. En una simulación, los investigadores observaron más lluvia en un período de seis horas que la caída de algunos ciclones tropicales en los Estados Unidos durante varios días.
Diluvios constantes
Después de la tormenta, las nubes se disipan y la precipitación se detiene durante varios días mientras la batería atmosférica se recarga y el ciclo continúa.
"Nuestra investigación demuestra que todavía hay muchas sorpresas en el sistema climático", dijo Seeley. "Aunque un aumento de 30 grados en la temperatura de la superficie del mar es mucho más de lo que se predice para el cambio climático causado por el hombre, empujar los modelos atmosféricos a un territorio desconocido puede revelar destellos de lo que la Tierra es capaz de hacer".
"Este estudio ha revelado una nueva física rica en un clima que es solo un poco diferente de la Tierra actual desde una perspectiva planetaria", dijo Wordsworth. "Plantea grandes preguntas nuevas sobre la evolución climática de la Tierra y otros planetas en las que trabajaremos durante muchos años".
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