El modelo matemático Cantor adaptado al cambio climático prevé que Castilla y León se asemeje a Andalucía en unas décadas, pues se observa en los últimos años un ascenso de las variantes meteorológicas del sur hacia el norte. Como resumen, el estudio evidencia una tendencia hacia la “mediterranización del clima” en la cornisa cantábrica, con veranos más marcados y episodios de lluvia más intensos en los últimos 30 años.
El director de investigación de la Fundación para la Investigación del Clima, Robert Monjo, quien lamenta que los gobiernos “solo se acuerdan de la ciencia cuando truena”, teme que toda la inversión lógica que está absorbiendo la investigación de la vacuna contra el covid-19 deje a un lado la emergencia climática. “Cuando vengan sequías o catástrofes se volverán a acordar de nosotros”, lamenta.
Pero mientras tanto, su equipo no se detiene y trabaja en dos grandes líneas de investigación. Por un lado, el cambio climático y, por otro, las herramientas matemáticas para predecirlo. Y en este contexto del doctor Monjo, “una se alimenta de la otra”.
En la primera de las ideas, la de cambio climático, es donde más peso cobra la predicción y la afección del clima a la Península Ibérica. “Se observan cambios a nivel dinámico. La atmósfera tiene unas células de circulación; la más famosa, la de Hadley, que provoca las desertizaciones y anticiclones en latitudes medias, como el Sáhara, y se ve que tiende a ascender hacia el norte, con lo cual cabe esperar que la tipología de sequías también lo haga mediante un desplazamiento”, advierte el experto.
De hecho, señala que ya se observa esa desertización, “empujada también por la acción del ser humano”, entre las que destacan la deforestación y la presión de la demanda hídrica. “Hay una suma de contribuciones antropogénicas directas sobre el propio medio y una aportación seminatural del propio clima, que a su vez también está causada por la acción indirecta del hombre con el efecto invernadero”, recalca. Ambas provocan que este escenario “tienda a extenderse hacia el norte, a velocidad lenta, pero que en varias décadas se podrían notar las sequías típicas de Andalucía, de forma más frecuentes, en Castilla y León”.
Este estudio español alcanza resultados similares a otros de carácter internacional que evidencian una expansión de las regiones extremadamente cálidas. Así lo estableció también esta semana la publicación oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, que alerta de que en los próximos 50 años, por el crecimiento de la población y el calentamiento global, más de mil millones de personas dejarán de vivir en el llamado “nicho climático” (aquellos que viven en lugares con temperaturas medias de 13 grados), en el que la Humanidad ha prosperado 6.000 años. Las perspectivas más optimistas de estos análisis hablan de un cambio en el que 1.200 millones de personas se verán forzadas en medio siglo a desplazarse o a soportar temperaturas insufribles. Pero en el peor escenario posible, sería un tercio de la población mundial la que, en cinco décadas, estaría viviendo en zonas tan calientes como el propio Sáhara.
En este punto, en el análisis de Monjo, si se define clima con temperatura y lluvia, la primera “sí registra un ascenso generalizado, con lo que los grados del norte de España “se parecerá a la de unos cuantos kilómetros al sur, porque va subiendo”. En cuando a la lluvia, también se observa esa tendencia, “pero con una señal más débil”. No obstante, explica que se necesitan series muy largas, “de hasta cien años”, para visualizar esas tendencias, “porque hay una variabilidad muy grande para observar extremos”. Lo que provoca el calentamiento es una aceleración del ciclo hidrológico, que “significa más energía, con lo que llueve de forma más intensa y con sequías más severas”. “Se intensifican los procesos más severos. Esa aceleración es más propia de climas del sur”, concluye.
Modelo Cantor
Estas conclusiones climáticas explicadas por Monjo se deducen de modelos matemáticos. Estas herramientas “sirven para modelizar la tipología de sequía, una vez vistas las tendencias”. “La aplicación de este modelo la hemos elaborado para analizar el comportamiento de todos los periodos sin lluvia desde 1979 hasta 2016 y los comparamos con conjuntos de Cantor, un concepto matemático que no se había utilizado nunca para analizar sequías”, sostiene el físico.
Ahora, con estos datos, se utilizará para el futuro. “Podremos saber qué tipo concreto de sequía se espera en el futuro”, avanza, un estudio que el equipo de Monjo podría tener listo a final de año. De momento solo está preparada la metodología, que se basa en la teoría de ‘fractales’, donde descansa el conjunto del alemán Georg Cantor, motivo por el que se otorgó este nombre.
Se trata de un modelo que fue una “maravilla” en su momento “y lo sigue siendo”. Consiste en eliminar de un segmento de un metro, el tercio central: “Ahí me queda un hueco. Si de cada uno de los trozos que quedan, voy quitando un tercio de lo que me queda, y así sucesivamente, siempre quedarán infinitos puntos. Es como un pastel: me como la mitad, y al día siguiente la mitad de lo que quedaba, y al día siguiente la mitad… y siempre quedará algo”, ejemplifica.
Para entender los conjuntos de Cantor en climatología se puede utilizar la propia idea de Monjo, según la cual se mide la duración de los periodos secos y húmedos considerando sucesivamente las diferentes unidades de tiempo: año, trimestre, mes, semana, día, hora y hasta incluso el minuto. “Los huecos, si cuentas los trozos que has eliminado, se suman y queda la misma longitud del principio. Le quitas el cien por cien del trozo en cuanto a longitud y te quedan infinitos. Es como magia. Esto fue un proceso matemático para entender los conjuntos”, sentencia.
En este caso, la sequía serían los huecos y los puntos la lluvia. Y así, prosigue, aunque en cien años lluevan muchos días, “la mayor parte del tiempo no está lloviendo, incluso en el año que más llueve”. “En los meses más lluviosos, hay semanas en que tampoco llueve nada; en los días, hay horas que no registran nada…, sería como eliminar esos segmentos de los que habla Cantor. E incluso, cuando está lloviendo, hay instantes entre gota y gota que no cae nada. Cada gota se denomina ‘polvo de Cantor’ y los instantes entre una y otra serían la extensión de los periodos secos. Serían sequías en miniatura”, explica técnicamente Monjo, quien informa de que este hecho se denomina ‘autosemejanza a diferentes escalas’, en este caso temporales. El descubrimiento proporciona una mejor comprensión de la duración de las sequías meteorológicas, ayudando a predecir cuándo empiezan y terminan.
Exponentes deformados
Con todo ello, el trabajo liderado por Monjo demuestra que el comportamiento de las sequías climáticas puede “modelarse deformando en mayor o menor medida los huecos (periodos secos) del conjunto original de Cantor”. Esa “autosimilitud de la sequía” no es exactamente igual en todas las regiones del planeta, “algunas son más suaves, con huecos más largos que los puntos; y otros, como en la Cornisa Cantábrica, “los periodos secos son más cortos”.
Esa comparación con el método del matemático germano otorga un “índice de similitud”. Por ejemplo, Andalucía y el Norte de África se parecen más a Cantor que Cantabria, “donde habría que deformar el modelo con un exponente, que sirve para suavizar”. “En matemáticas, la raíz de 0,5 tiende a 1 y si un número es superior a uno tiende a alejarse. Este exponente mide el tipo de sequía cuanto se aleja o no de Cantor”, relata.
De forma más sencilla, prosigue Monjo, si se aplica este método, el verano en el sur peninsular “dura un tercio del año, y en el norte, un quinto”: “Esa es la diferencia del tipo de sequía, pues Cantor siempre supone un tercio. La gracia está en que se produce a escala temporal, no solo en verano, sino en el transcurso de las subsequías a lo largo del año”.
La Fundación para la Investigación del Clima desarrolla varios proyectos de este tipo. Como entidad sin ánimo de lucro, trabaja en investigaciones en desarrollo en Centroamérica y España para intentar aplicar los conocimientos de sus expertos y ayudar en el desarrollo de la sociedad.