Por: Dr. Alfredo Sandoval Villalbazo,

Académico del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad Iberoamericana Ciudad de México e Investigador Nacional 

· El cambio climático amplifica fenómenos extremos inherentes a leyes físicas fundamentales

· Necesario enfatizar el estudio de fenómenos no lineales en carreras de ciencias e ingeniería

El 24 de agosto de 2019, se reportó oficialmente la formación de la entonces tormenta tropical Dorian. Dos días más tarde no parecía existir motivo para emitir alertas rojas para las islas Bahamas y la parte oriental de Florida; la mayor parte de los modelos computacionales proyectaron riesgos relativamente moderados para Puerto Rico y una posible disipación rápida del meteoro (ver figuras 1 y 2).

La realidad ha sido muy diferente, cinco días después el planeta ha sido testigo de la peor devastación causada por un huracán en la historia de las Bahamas y una movilización de millones de personas en la península de Florida.

El dramático contraste entre las intensidades inicialmente previstas para Dorian y su comportamiento real puede asociarse a dos factores fundamentales. El primero es la naturaleza no lineal del fenómeno físico y el segundo es el aumento de la temperatura del océano causado por el calentamiento global antropogénico.

La dinámica de los fluidos atmosféricos es descrita por ecuaciones diferenciales parciales que incorporan las leyes de conservación de masa, momentum y energía. A diferencia de los sistemas simples que se estudian en los troncos comunes de las licenciaturas (los cuales admiten soluciones sencillas para predecir el comportamiento de sistemas lineales como los circuitos eléctricos), las ecuaciones de transporte que modelan el comportamiento de los huracanes revisten una gran complejidad y requieren del uso de equipos de cómputo de alto rendimiento para obtener aproximaciones numéricas que no necesariamente serán precisas.

La información que alimenta a los programas computacionales que llevan a los pronósticos de la evolución de este tipo de fenómenos incluye datos obtenidos en tiempo real referentes a humedad, presión y temperaturas en la zona. Dicha información es complementada con datos históricos y elementos de estadística matemática para establecer las trayectorias e intensidades más probables de cada huracán.

Cientos de millones de dólares son invertidos anualmente por instituciones como el Centro Nacional de Huracanes de los Estados Unidos (NHC, por sus siglas en inglés) para generar, actualizar y aplicar este tipo de actividad científica y con ello proteger poblaciones vulnerables. A pesar de ello, estos esfuerzos aún son insuficientes para enfrentar los retos que plantea el calentamiento global antropogénico.

La temperatura de la superficie del océano es un factor fundamental para determinar la energía de un huracán.1 En el caso de Dorian, la evolución de la velocidad de los vientos refleja un aumento en la temperatura en la zona de Bahamas que superó todo registro histórico. Este evento no es, ni remotamente, producto de la casualidad (ver figura 3).

El incremento sostenido de los niveles de dióxido de carbono a partir de la Revolución Industrial ha creado un efecto dominó que incluye el calentamiento de los mares, el incremento de la energía de los huracanes y, por la complejidad matemática del fenómeno, una enorme dificultad para elaborar proyecciones precisas que permitan garantizar la seguridad de las poblaciones en todos los casos.

Fenómenos complejos que afectan directamente a las comunidades requieren del uso de ciencia especializada, la cual a su vez requiere de nuevos y numerosos profesionistas de formación dura que también cuenten con habilidades especiales de comunicación ante la sociedad y los gobiernos.2 La ausencia de una masa crítica de jóvenes que se aboquen a este tipo de tarea en los próximos años limitaría de manera alarmante la posibilidad de protección de sectores en situación de vulnerabilidad en el contexto de la crisis ambiental por la cual atraviesa nuestra Casa Común.