La locomoción bípeda, la piel desnuda y las glándulas sudoríparas de los humanos son componentes de un sofisticado sistema de refrigeración. A pesar de estas adaptaciones termorreguladoras, el calor extremo sigue siendo uno de los peligros naturales más peligrosos, con decenas de miles de muertes en los eventos más mortíferos en lo que va del siglo. Los impactos aditivos del calor y la humedad se extienden más allá de los resultados directos en la salud, incluyendo rendimiento individual reducido en una variedad de actividades, como así como impactos económicos a gran escala. Para este estudio se considera la temperatura de bulbo húmedo (TW). La temperatura de bulbo húmedo es la temperatura más baja que se puede alcanzar evaporando solo agua. Es la temperatura que siente cuando la piel está húmeda y expuesta al movimiento del aire.
Si bien algunos impactos de calor y humedad se pueden evitar mediante aclimatación y adaptación conductual, existe un nivel superior límite de supervivencia bajo exposición sostenida, incluso con condiciones idealizadas de perfecta salud, inactividad total, plena sombra, ausencia de ropa y agua potable ilimitada. La temperatura normal del cuerpo humano es de 36,8° ± 0,5°C y se requieren temperaturas de la piel de alrededor de 35 °C para mantener un gradiente que dirija el calor hacia el exterior. Una vez que la temperatura del aire (bulbo seco) (T) sube por encima de este umbral, el calor metabólico sólo se puede disipar a través de calor latente basado en enfriamiento por sudor, y con una TW superior a unos 35°C, este mecanismo de enfriamiento pierde por completo su eficacia. Como el ideal fisiológico y las suposiciones de comportamiento casi nunca se cumplen, se produce una mortalidad severa e impactos de morbilidad generalmente en valores mucho más bajos, por ejemplo, en regiones afectadas por el calor mortal de 2003 en Europa y en 2010 en Rusia en estas olas de calor se experimentaron valores de TW no superiores a 28°C (fig. 1). Hasta la fecha, no ha habido informes de observación de TW superior a 35°C y hay pocos informes superiores a 33°C. La conciencia de que existe un límite fisiológico ha impulsado estudios de modelado para responder cuando se puede cruzar dicho límite. Los resultados sugieren que, bajo el escenario de emisiones RCP8.5 del informe del IPCC, la TW podría superar regularmente los 35 °C en partes del sur de Asia y Oriente Medio entre los años 2050 y 2075.
Las incertidumbres en TW de los datos de las estaciones debidos a la instrumentación y los procedimientos están en el orden de 0,5° a 1,0°C en todas las regiones consideradas, una consideración importante para una correcta interpretación de los resultados. Se han utilizado observaciones de TW y temperatura de la superficie del mar (SST) como guía para futuras proyecciones de la TW.
Fig. 1. Calor húmedo extremo global observado. Los símbolos de color representan el percentil 99.9% de TW máximo diario observado para 1979–2017 para estaciones con al menos un 50% de disponibilidad de datos durante este período. El tamaño del marcador es inversamente proporcional a la densidad de estaciones.
Resultados
El registro climático a partir de datos de estaciones revela muchas excedencias globales de TW de entre 31° y 33°C y existen dos estaciones que tienen ya múltiples valores máximos diarios de TW por encima de 35°C. Estas condiciones, se acercan o van incluso más allá de la tolerancia fisiológica prolongada humana, en su mayoría se han producido sólo durante 1 a 2 horas de duración. Se concentran en el sur de Asia, la costa de Oriente Medio y costa suroeste de América del Norte, se producen con extraordinariamente altas temperaturas de la superficie del mar SST e intenso calor continental que en conjunto favorecen la ocurrencia de calor húmedo extremo. A lo largo de las costas, la influencia marina se manifiesta a través de brisas anómalas en tierra durante el mediodía y la tarde, y estos cambios de viento pueden causar un aumento rápido de la temperatura del punto de rocío (Td) en zonas áridas y semiáridas en zonas costeras. La evidencia observacional regional sustenta estos valores intensos: De las estaciones a lo largo de la costa del golfo pérsico con al menos un 50 % de disponibilidad de datos entre 1979 y 2017, el valor de 31º C TW se excedió aproximadamente 14 veces en 39 años) (Fig. 1). Los valores más altos están ubicados sobre el Golfo Pérsico y áreas terrestres inmediatamente adyacentes, así como partes del valle del río Indo (fig. 2).
Emergen otros puntos calientes >31°C en el registro de las estaciones meteorológicas sobre la costa de la India, Pakistán, el noroeste de la India, y las costas del Mar Rojo, el Golfo de California y el sur del Golfo de México (Fig. 1). Todos están situados en los subtrópicos, a lo largo de las costas (típicamente en un golfo semicerrado o bahía de poca profundidad, que limita la circulación oceánica y promoviendo altas temperaturas de la superficie del mar, y en la proximidad de fuentes de agua continental (es decir regiones con alta humedad ambiental), que junto con el aire marítimo constituyen la combinación necesaria para una TW más excepcional. Las costas subtropicales son puntos críticos para el estrés por calor; Las áreas de selva tropical y oceánica generalmente experimentan TW no superiores a 31 ° a 32 ° C, quizás consecuencia del alto potencial de evapotranspiración y de la cubierta nubosa, junto con la mayor inestabilidad de la atmósfera tropical.
Se han detectado en las estaciones meteorológicas a nivel mundial tendencias ascendentes en la frecuencia y estadísticamente significativas en la TW (superior a 27°, 29°, 31° y 33°C) (Fig. 3).
En resumen, ambos conjuntos de datos (el negro y el gris) proporcionan información sobre cuántas veces la temperatura húmeda ha superado ciertos umbrales a lo largo del año en diferentes ubicaciones a nivel global. El conjunto de datos en negro mide esto en "días de estación" para estaciones climáticas específicas, mientras que el conjunto de datos en gris mide esto en "días de la rejilla" para puntos de una malla que cubre toda la Tierra.
Datos entre 1979 y 2017. Se anotan las correlaciones entre las series. en la parte superior izquierda de cada panel, y las líneas punteadas resaltan las tendencias lineales. (E) Anual TW máximo global. (F) El gráfico de líneas muestra la anomalía de la media anual global (en relación con 1850-1879), para aproximar el calentamiento observado de cada año desde la era preindustrial; círculos indicar las ocurrencias de TW en la estación que exceden los 35°C, con un radio linealmente proporcional al cómputo anual global, medido en días por estación.
Cada tendencia representa una frecuencia de más del doble de ocurrencias del correspondiente umbral entre 1979 y 2017. Se observa un fuerte pico en los extremos de TW = 27°C y TW = 29°C durante el intenso evento de El Niño de 1998 y también en el niño de 2016.
Si bien el análisis de las estaciones meteorológicas indica que la TW ya ha superado los 35°C en áreas limitadas para periodos cortos, esto aún no ha ocurrido a escala regional. Al estimar la cantidad de calentamiento global desde el período preindustrial hasta que la TW excederá regularmente los 35°C. Esto permite cuantificar cuánto calentamiento global es requerido para que la TW máxima anual exceda los ≥ 35°C y pase a tener una frecuencia de al menos un evento en 30 años. El resultado arroja un valor de 1,3 °C sobre las aguas del Golfo Pérsico (90% intervalo de confianza) y de 2,3°C para celdas terrestres cercanas. Una fuerte influencia marina en estos valores evidente en la Fig. 1. En principio, 35 °C es la temperatura más baja de la temperatura del agua del mar que podría sostener el valor crítico de 35°C de TW en el aire situado por encima. En realidad, no se logrará el equilibrio si el tiempo que permanece la masa de aire encima del mar extremadamente caliente es demasiado corto, lo cual es más probable si el perfil vertical de la atmósfera permite un fuerte calentamiento de la superficie. En este contexto se observan medias mensuales de SST que superan el umbral de 35 °C por primera vez, alcanzado en el Golfo Pérsico en 2017 (Fig. 4).
Fig. 4. Tendencias y máximos de temperatura del agua del mar SST observados. (A) Máximo anual mensual de SST; la línea discontinua naranja es un valor promedio de 30 años y la línea roja marca 35°C. (B) Máxima SST histórica alrededor del Golfo Pérsico y Mar Arábigo. Los puntos azules marcan ubicaciones donde la media mensual de SST superó los 35 °C en 2017.
Las ocurrencias reportadas de TW extrema han aumentado rápidamente en las estaciones meteorológicas durante las últimas cuatro décadas, partes de los subtrópicos están muy cerca del límite de supervivencia de 35°C, que probablemente ya se hayan alcanzado sobre mar y tierra. Estas tendencias resaltan la magnitud de los cambios que han tenido lugar como resultado del calentamiento global hasta la fecha. La TW superará regularmente los 35°C en los puntos de la red terrestre con menos de 2,5°C de calentamiento global desde la era preindustrial, un nivel que puede alcanzarse en las próximas décadas. La TW extrema a lo largo de las costas, tiende a ocurrir cuando las masas de aire marino son empujadas incluso ligeramente hacia tierra. La costa sur del Golfo Pérsico y del sur de Asia, son el hogar de millones de personas, situándolas en la primera línea de exposición a valores extremos de TW en el borde y fuera del rango de variabilidad natural en el que nuestra fisiología ha evolucionado. Los eventos de calor mortal ya experimentados en las últimas décadas son indicativos de la tendencia continua hacia cada vez más calor húmedo extremo, los impactos crecientes representan un gran desafío social para las próximas décadas.
Resumen adaptado de: The emergence of heat and humidity too severe
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