Ola de calor

Una ola de calor ^[1] o ola de calor , ^[2] a veces descrita como calor extremo , es un período de clima anormalmente cálido. ^{[3] : 2911} Las definiciones varían pero son similares. ^[4] Una ola de calor generalmente se mide en relación con el clima habitual en el área y las temperaturas normales para la temporada. ^{[3] : 2911} Las temperaturas que los humanos de un clima más cálido consideran normales, pueden considerarse una ola de calor en un área más fría. Este sería el caso si las temperaturas cálidas están fuera del patrón climático normal para esa área. ^[5] La alta humedad también ocurre a menudo durante las olas de calor. Este es especialmente el caso en los países de clima oceánico . Las olas de calor se han vuelto más frecuentes e intensas sobre la tierra, en casi todas las áreas de la Tierra desde la década de 1950, y el aumento de la frecuencia y la duración se debe al cambio climático . ^{[6] [7]}

Las olas de calor se forman cuando una zona de alta presión en la atmósfera superior se fortalece y permanece sobre una región durante varios días o incluso semanas. ^[8] Esto atrapa el calor cerca de la superficie de la Tierra. Por lo general, es posible pronosticar las olas de calor, lo que permite a las autoridades emitir una advertencia con anticipación.

Las olas de calor tienen un impacto en la economía. Pueden reducir la productividad laboral, interrumpir los procesos agrícolas e industriales y dañar la infraestructura. ^{[9] [10]} Las olas de calor severas han causado pérdidas catastróficas de cultivos y miles de muertes por hipertermia . Han aumentado el riesgo de incendios forestales en áreas con sequía . Pueden provocar cortes generalizados de electricidad porque se usa más aire acondicionado. Una ola de calor cuenta como clima extremo . Representa un peligro para la salud humana, porque el calor y la luz solar abruman la termorregulación en los humanos .

Parte de una serie sobre
Clima
Estaciones templadas y polares Invierno Primavera Verano Otoño
Estaciones tropicales Estación seca Harmattán Temporada de lluvias
Tormentas Nube Nube cumulonimbus Nube de Arcus Explosión descendente Microrráfaga Explosión de calor Derecho Iluminación Relámpago volcánico Tormenta Tormenta eléctrica de masa de aire Tormenta de nieve Tormenta eléctrica seca Mesociclón Supercélula Tornado Tornado anticiclónico Tromba terrestre Tromba marina Remolino de polvo Remolino de fuego Anticiclón Ciclón Baja polar Ciclón extratropical Tormenta de viento europea Nor'easter Ciclón subtropical Ciclón tropical Huracán del Atlántico Tifón Marejada ciclónica Tormenta de polvo Simún Haboob Monzón Amigo Vendaval Siroco Tormenta de fuego Tormenta de invierno Tormenta de hielo Ventisca Tormenta de nieve terrestre Chubasco de nieve
Precipitación Llovizna Congelación Granizo Granizo Megacriometeoro Pellets de hielo Polvo de diamante Lluvia Congelación Chaparrón Nieve Lluvia y nieve mezcladas Granos de nieve Rodillo de nieve Fango
Temas Contaminación del aire Atmósfera Química Convección Física Río Clima Nube Física Niebla Neblina Estación Ola de frío Ola de calor Corriente en chorro Meteorología Clima severo Lista Extremo Terminología de condiciones climáticas severas Canadá Japón Estados Unidos Pronóstico del tiempo Modificación del clima
Glosarios Meteorología Cambio climático Términos relacionados con tornados Términos de ciclones tropicales
Portal del tiempo
en a mi

Existen varias definiciones de olas de calor:

• El IPCC define la ola de calor como "un período de clima anormalmente cálido, a menudo definido con referencia a un umbral de temperatura relativo, que dura de dos días a meses". ^{[11] [3] : 2911}
• Una definición basada en el índice de duración de las olas de calor es que una ola de calor ocurre cuando la temperatura máxima diaria de más de cinco días consecutivos excede la temperatura máxima promedio en 5  °C (9  °F ), siendo el período normal el comprendido entre 1961 y 1990. ^[12] La misma definición es utilizada por la Organización Meteorológica Mundial . ^[13]
• Una definición del Glosario de Meteorología es: ^[14] "Un período de clima anormalmente e incómodamente cálido y habitualmente húmedo".

Dinamarca define una ola de calor nacional ( hedebølge ) como un período de al menos 3 días consecutivos en el que la temperatura máxima promedio en más de la mitad del país supera los 28 °C (82,4 °F). El Instituto Meteorológico Danés también tiene una definición para una "ola de calor" ( varmebølge ). La define utilizando los mismos criterios para una temperatura de 25 °C (77,0 °F). ^[15] Suecia define una ola de calor como al menos cinco días seguidos con una temperatura máxima diaria superior a 25 °C (77,0 °F). ^[16]

En Grecia, el Servicio Meteorológico Nacional Helénico define una ola de calor como aquella que se produce durante tres días consecutivos con temperaturas de 39 °C (102 °F) o más. En el mismo período, la temperatura mínima es de 26 °C (79 °F) o más. Durante este período, no hay vientos o solo hay vientos débiles. Estas condiciones se dan en una zona amplia.

En los Países Bajos, una ola de calor se define como un período de al menos cinco días consecutivos en el que la temperatura máxima en De Bilt supera los 25 °C (77 °F). Durante este período, la temperatura máxima en De Bilt debe superar los 30 °C (86 °F) durante al menos tres días. Bélgica también utiliza esta definición de ola de calor tomando como punto de referencia Ukkel . Lo mismo hace Luxemburgo.

En el Reino Unido, la Oficina Meteorológica opera un sistema de vigilancia de la salud por calor. Este coloca a cada región de la Autoridad Local en uno de cuatro niveles. Las condiciones de ola de calor se producen cuando la temperatura máxima diurna y la temperatura mínima nocturna superan el umbral para una región en particular. El tiempo que se supera ese umbral determina el nivel. El nivel 1 representa las condiciones normales de verano. El nivel 2 se produce cuando existe un riesgo del 60% o más de que la temperatura supere los niveles del umbral durante dos días y la noche intermedia. El nivel 3 surge cuando la temperatura ha superado el umbral durante el día y la noche anteriores, y existe una probabilidad del 90% o más de que se mantenga por encima del umbral al día siguiente. El nivel 4 se activa si las condiciones son más severas que las de los tres niveles anteriores. Cada uno de los primeros tres niveles da lugar a un estado particular de preparación y respuesta por parte de los servicios sociales y de salud. El nivel 4 implica una respuesta más generalizada. ^[17] El umbral para una ola de calor se produce cuando hay al menos tres días por encima de los 25 °C (77 °F) en gran parte del país. El Gran Londres tiene un umbral de 28 °C (82 °F). ^[18]

En los Estados Unidos, las definiciones también varían según la región. Por lo general, implican un período de al menos dos o más días de clima excesivamente caluroso. ^[19] En el noreste , una ola de calor generalmente se produce cuando la temperatura alcanza o supera los 90 °F (32,2 °C) durante tres días consecutivos. Este no siempre es el caso. Esto se debe a que la temperatura alta se vincula con los niveles de humedad para determinar un umbral de índice de calor. ^[20] Lo mismo no se aplica a los climas más secos. Una tormenta de calor es un término californiano para una ola de calor prolongada. Las tormentas de calor ocurren cuando la temperatura alcanza los 100 °F (37,8 °C) durante tres o más días consecutivos en un área amplia (decenas de miles de millas cuadradas). ^[21] El Servicio Meteorológico Nacional emite avisos de calor y advertencias de calor excesivo cuando espera períodos inusuales de clima cálido.

En Adelaida, Australia del Sur, una ola de calor son cinco días consecutivos con temperaturas máximas y mínimas de 35 °C (95 °F) o superiores, o tres días consecutivos con temperaturas máximas y mínimas de 40 °C (104 °F) o superiores. ^[22] La Oficina Australiana de Meteorología define una ola de calor como tres o más días de temperaturas máximas y mínimas inusuales. ^[23] Antes de este nuevo pronóstico piloto de olas de calor, no existía una definición nacional de olas de calor ni medidas de su gravedad. ^[23]

Es posible comparar las olas de calor en diferentes regiones del mundo con diferentes climas gracias a un indicador general que apareció en 2015. ^[27] Con estos indicadores, los expertos estimaron las olas de calor a escala global desde 1901 hasta 2010. Encontraron un aumento sustancial y brusco en el número de áreas afectadas en las últimas dos décadas. ^[28]

Un estudio realizado en 2021 investigó 13.115 ciudades y descubrió que la exposición al calor extremo con una temperatura de globo de bulbo húmedo superior a 30 grados Celsius se triplicó entre 1983 y 2016 y, si se excluye el efecto del crecimiento demográfico (que aumenta el efecto de isla de calor urbano ) durante esos años, la exposición aumentó un 50 % más. Los investigadores recopilaron una lista completa de eventos de calor extremo urbano pasados. ^{[29] [30]}

Las olas de calor se forman cuando una zona de alta presión a una altitud de 10.000 a 25.000 pies (3.000 a 7.600 metros) se fortalece y permanece sobre una región durante varios días y hasta varias semanas. ^[8] Esto es común en verano tanto en el hemisferio norte como en el sur. Esto se debe a que la corriente en chorro "sigue al sol". El área de alta presión está en el lado del ecuador de la corriente en chorro en las capas superiores de la atmósfera.

Los patrones climáticos suelen cambiar más lentamente en verano que en invierno, por lo que esta alta presión en los niveles superiores también se mueve lentamente. Bajo alta presión, el aire desciende hacia la superficie, se calienta y se seca adiabáticamente , lo que inhibe la convección y evita la formación de nubes. Una reducción de las nubes aumenta la radiación de onda corta que llega a la superficie. Una zona de baja presión en la superficie genera vientos superficiales de latitudes más bajas que traen aire cálido, lo que aumenta el calentamiento. Los vientos superficiales también podrían soplar desde el interior continental cálido hacia la zona costera, lo que provocaría olas de calor en la costa. También podrían soplar desde elevaciones altas hacia elevaciones bajas, lo que aumenta el hundimiento del aire y, por lo tanto, el calentamiento adiabático. ^{[31] [32]}

En las regiones orientales de los Estados Unidos, puede producirse una ola de calor cuando un sistema de alta presión originado en el Golfo de México se vuelve estacionario frente a la costa atlántica. Se forman masas de aire caliente y húmedo sobre el Golfo de México y el Mar Caribe. Al mismo tiempo, se forman masas de aire caliente y seco sobre el desierto del suroeste y el norte de México. Los vientos del suroeste en la parte posterior del sistema de alta presión continúan bombeando aire caliente y húmedo del Golfo hacia el noreste. Esto da como resultado un período de clima cálido y húmedo en gran parte del este de los Estados Unidos y en el sureste de Canadá. ^[33]

En la provincia de Western Cape, en Sudáfrica, puede producirse una ola de calor cuando la zona de baja presión en alta mar y la zona de alta presión en el interior se combinan para formar un viento de témpano. El aire se calienta a medida que desciende desde el interior del Karoo. La temperatura aumentará unos 10 grados Celsius desde el interior hasta la costa. La humedad suele ser muy baja. La temperatura puede superar los 40 grados Celsius en verano. La temperatura más alta registrada en Sudáfrica (51,5 grados Celsius) se produjo un verano durante un viento de témpano a lo largo de la costa de Eastern Cape. ^{[34] [35]}

El nivel de humedad del suelo puede intensificar las olas de calor en Europa. ^{[36] [37]} La ​​baja humedad del suelo conduce a una serie de mecanismos de retroalimentación complejos. Estos a su vez pueden dar lugar a un aumento de las temperaturas de la superficie. Uno de los principales mecanismos es la reducción del enfriamiento por evaporación de la atmósfera. ^[36] Cuando el agua se evapora, consume energía. Por lo tanto, reducirá la temperatura circundante. Si el suelo está muy seco, la radiación entrante del sol calentará el aire. Pero el efecto de enfriamiento de la humedad evaporada del suelo será escaso o nulo.

Es probable que la cantidad de muertes por calor esté muy por debajo de la real. Esto se debe a la falta de informes y a la información errónea. ^[59] Si se consideran también las enfermedades relacionadas con el calor, las cifras reales de muertes por calor extremo pueden ser seis veces superiores a las cifras oficiales. Esto se basa en estudios de California ^[60] y Japón. ^[61]

Parte de la mortalidad durante una ola de calor puede deberse a un desplazamiento de la mortalidad hacia adelante a corto plazo . En algunas olas de calor hay una disminución de la mortalidad general en las semanas posteriores a la ola de calor. Estas reducciones compensatorias de la mortalidad sugieren que el calor afecta a personas que habrían muerto de todos modos y adelanta sus muertes. ^[62]

Las instituciones y estructuras sociales influyen en los efectos de los riesgos. Este factor también puede ayudar a explicar la falta de información sobre las olas de calor como riesgo para la salud. La mortal ola de calor francesa de 2003 demostró que los peligros de las olas de calor son resultado de una combinación de factores naturales y sociales. ^[63] La invisibilidad social es uno de esos factores. Las muertes relacionadas con el calor pueden ocurrir en espacios cerrados, por ejemplo, entre personas mayores que viven solas. En estos casos puede resultar difícil determinar si el calor es un factor contribuyente. ^[64]

El índice de calor en la tabla anterior es una medida de qué tan caliente se siente cuando se combina la humedad relativa con la temperatura real del aire.

El calor excesivo provoca estrés psicológico y físico , lo que puede afectar al rendimiento y provocar un aumento de los delitos violentos. ^[65] Las altas temperaturas se asocian a un aumento de los conflictos entre individuos y a nivel social. En todas las sociedades, los índices de delincuencia aumentan cuando suben las temperaturas, sobre todo en el caso de los delitos violentos, como las agresiones, los asesinatos y las violaciones. En los países políticamente inestables, las altas temperaturas pueden exacerbar los factores que conducen a una guerra civil. ^[66]

Las altas temperaturas también tienen un efecto significativo sobre los ingresos. Un estudio sobre países de los Estados Unidos concluyó que la productividad económica de cada día disminuye aproximadamente un 1,7 por ciento por cada grado Celsius por encima de los 15 °C (59 °F). ^[67]

Las altas temperaturas también empeoran los efectos de la contaminación por ozono en las zonas urbanas, lo que aumenta la mortalidad relacionada con el calor durante las olas de calor. ^[68] Durante las olas de calor en las zonas urbanas, la contaminación por ozono a nivel del suelo puede ser un 20 por ciento más alta de lo habitual. ^[69]

Un estudio analizó las concentraciones de partículas finas y de ozono entre 1860 y 2000 y descubrió que las concentraciones de partículas finas ponderadas por la población mundial aumentaron un 5 por ciento debido al cambio climático. Las concentraciones de ozono cerca de la superficie aumentaron un 2 por ciento. ^[70]

Una investigación para evaluar los efectos conjuntos del ozono y el calor sobre la mortalidad durante las olas de calor europeas de 2003 concluyó que estos parecen reforzarse mutuamente y aumentar la mortalidad cuando se combinan. ^[71]

Los cálculos a partir de 2022 sugieren que las olas de calor reducirán la economía mundial en aproximadamente un 1 por ciento para mediados del siglo XXI. ^{[72] [73] [74]}

Las olas de calor suelen tener efectos complejos en las economías: reducen la productividad laboral, alteran los procesos agrícolas e industriales y dañan la infraestructura que no es adecuada para el calor extremo. ^{[9] [10]} En 2016, una ola de calor marina en Chile y la consiguiente floración de algas nocivas provocaron pérdidas de exportaciones por valor de 800 millones de dólares para la industria acuícola, ya que el salmón y los mariscos murieron. ^[75]

Las olas de calor son una gran amenaza para la producción agrícola. En 2019, las olas de calor en la región de Mulanje , en Malawi, provocaron temperaturas de hasta 40 °C (104 °F). Esto y una temporada de lluvias tardía quemaron las hojas de té y redujeron los rendimientos. ^[76]

Una vez que la temperatura corporal de los animales de ganado es de 3 a 4 °C (5,4 a 7,2 °F) superior a lo normal, esto pronto conduce a " golpe de calor , agotamiento por calor, síncope por calor , calambres por calor y, en última instancia, disfunción orgánica ". Ya se sabe que las tasas de mortalidad del ganado son más altas durante los meses más calurosos del año, así como durante las olas de calor . Durante la ola de calor europea de 2003 , por ejemplo, miles de cerdos, aves de corral y conejos murieron solo en las regiones francesas de Bretaña y Pays-de-la-Loire . ^[77]

El ganado también puede sufrir múltiples impactos subletales por el estrés térmico, como la reducción de la producción de leche. Una vez que las temperaturas superan los 30 °C (86 °F), el ganado, las ovejas, las cabras, los cerdos y los pollos comienzan a consumir entre un 3 y un 5 % menos de alimento por cada grado posterior de aumento de temperatura. ^[78] Al mismo tiempo, aumentan las tasas respiratorias y de sudoración , y la combinación de estas respuestas puede provocar trastornos metabólicos . Un ejemplo es la cetosis , o la rápida acumulación de cuerpos cetónicos , causada por la rápida catabolización de las reservas de grasa del cuerpo del animal para mantenerse. ^[77] El estrés térmico también provoca un aumento de las actividades de las enzimas antioxidantes , lo que puede provocar un desequilibrio de las moléculas oxidantes y antioxidantes, también conocido como estrés oxidativo . La suplementación de los alimentos con antioxidantes como el cromo puede ayudar a abordar el estrés oxidativo y evitar que provoque otras afecciones patológicas, pero solo de forma limitada. ^[79]

También se sabe que el sistema inmunológico de los animales sometidos a estrés térmico se ve afectado, lo que los hace más susceptibles a diversas infecciones. ^[77] De manera similar, la vacunación del ganado es menos eficaz cuando sufre estrés térmico. ^[80] Hasta ahora, los investigadores habían estimado el estrés térmico utilizando definiciones inconsistentes, y los modelos ganaderos actuales tienen una correlación limitada con los datos experimentales. ^[81] Cabe destacar que, dado que el ganado, como las vacas, pasa gran parte del día acostado, la estimación integral del estrés térmico también debe tener en cuenta la temperatura del suelo, ^[82] pero el primer modelo que lo hizo recién se publicó en 2021, y todavía tiende a sobrestimar sistemáticamente la temperatura corporal mientras subestima la frecuencia respiratoria. ^[83]

Las olas de calor hacen que las carreteras y autopistas se comben y se derritan, ^[84] que las tuberías de agua revienten y que los transformadores eléctricos detonen, lo que provoca incendios. Una ola de calor también puede dañar los ferrocarriles, al combar y doblar los rieles. Esto puede ralentizar o retrasar el tráfico. Incluso puede provocar cancelaciones del servicio cuando las vías son demasiado peligrosas para que los trenes las transiten.

Las olas de calor a menudo provocan picos en la demanda de electricidad porque hay un mayor uso del aire acondicionado. Esto puede crear cortes de energía, empeorando el problema. Durante la ola de calor de América del Norte de 2006 , miles de hogares y empresas se quedaron sin electricidad, especialmente en California. En Los Ángeles, los transformadores eléctricos fallaron, dejando a miles de personas sin electricidad durante hasta cinco días. ^[85] La ola de calor de principios de 2009 en el sureste de Australia causó importantes cortes de energía en la ciudad de Melbourne. Dejaron a más de medio millón de personas sin electricidad cuando la ola de calor hizo estallar transformadores y sobrecargó una red eléctrica.

Una ola de calor que ocurre durante una sequía puede contribuir a los incendios forestales y forestales. Esto se debe a que una sequía seca la vegetación, por lo que es más probable que se incendie. Durante la desastrosa ola de calor que azotó Europa en 2003 , los incendios arrasaron Portugal. Destruyeron más de 3.010 kilómetros cuadrados (1.160 millas cuadradas) de bosque y 440 kilómetros cuadrados (170 millas cuadradas) de tierras agrícolas. Causaron daños por valor de alrededor de 1.000 millones de euros. ^[86] Las tierras agrícolas de alta calidad tienen sistemas de riego para respaldar los cultivos .

Las olas de calor también pueden contribuir a las inundaciones. Como el aire caliente puede transportar más humedad, las olas de calor pueden ir seguidas de precipitaciones extremas, especialmente en las regiones de latitudes medias . ^[87] Por ejemplo, la ola de calor sin precedentes que afectó a Pakistán a partir de mayo de 2022 provocó el derretimiento de los glaciares y el flujo de humedad. Estos fueron factores que provocaron las devastadoras inundaciones que comenzaron en junio y se cobraron más de 1.100 vidas. ^[88]

Los investigadores han pronosticado que aproximadamente entre el 10 y el 40 % de todas las especies de vertebrados terrestres se verán afectadas por olas de calor para el año 2099, dependiendo de la cantidad de futuras emisiones de gases de efecto invernadero. ^[89] Las olas de calor presentan una forma adicional de estrés y presión evolutiva para las especies que ya enfrentan la pérdida de hábitat y el cambio climático.

Las especies tienen un rango de tolerancia térmica que describe las temperaturas en las que se desempeñan mejor. Las condiciones de temperatura que están fuera de este rango pueden provocar una disminución de la aptitud física y la incapacidad de reproducirse. ^{[90] [91]} Las especies con suficiente variación genética podrán garantizar que algunos individuos puedan sobrevivir a días frecuentes de altas temperaturas en el futuro. ^[92]

Las olas de calor marinas pueden causar una mortalidad masiva en las poblaciones de peces, especialmente en el caso de las especies que están mejor adaptadas a temperaturas más frías. ^[93] Las especies que se han adaptado a temperaturas más cálidas pueden ampliar su área de distribución durante una ola de calor. Estas especies invasoras pueden superar a las especies nativas que experimentan una mayor mortalidad durante una ola de calor, lo que altera el funcionamiento del ecosistema. ^[93] Las olas de calor marinas también se han correlacionado con impactos negativos en las especies fundamentales , como los corales y las algas marinas. ^[94]

Una posible medida de salud pública durante las olas de calor es instalar centros públicos de refrigeración con aire acondicionado. La instalación de aire acondicionado en las escuelas proporciona un lugar de trabajo más fresco. ^[95] Pero puede generar más emisiones de gases de efecto invernadero a menos que se utilice energía solar .

Los responsables de las políticas, los financiadores y los investigadores han creado la coalición Extreme Heat Resilience Alliance, en el marco del Atlantic Council . Esta aboga por poner nombre a las olas de calor, medirlas y clasificarlas para generar una mayor conciencia de sus impactos. ^{[96] [97]}

En julio de 2019, había más de 50 millones de personas en los Estados Unidos en jurisdicciones con advertencias por calor. Los científicos predijeron que se batirían muchos récords de temperaturas mínimas más altas en los días posteriores a estas advertencias. Esto significa que la temperatura más baja en un período de 24 horas será más alta que cualquier temperatura mínima medida anteriormente. ^[127]

Según un estudio de 2022, 107 millones de personas en EE. UU. experimentarán un calor extremadamente peligroso en el año 2053. ^[128]

Las olas de calor son el tipo de fenómeno meteorológico más letal en los Estados Unidos. Entre 1992 y 2001, las muertes por calor excesivo en los Estados Unidos ascendieron a 2.190, en comparación con las 880 muertes por inundaciones y las 150 por ciclones tropicales . ^[129] Unas 400 muertes al año en promedio se deben directamente al calor en los Estados Unidos. ^[59] La ola de calor de Chicago de 1995 , una de las peores en la historia de los Estados Unidos, provocó aproximadamente 739 muertes relacionadas con el calor en 5 días. ^[130] En los Estados Unidos, la pérdida de vidas humanas en las olas de calor del verano supera la causada por todos los demás fenómenos meteorológicos. Estos incluyen rayos , lluvia , inundaciones , huracanes y tornados . ^{[131] [132]}

Según datos de 2008, cada verano unos 6.200 estadounidenses necesitan tratamiento hospitalario. Esto se debe al calor excesivo, y quienes corren mayor riesgo son los pobres, los que no tienen seguro médico o los ancianos. ^[133]

La relación entre las temperaturas extremas y la mortalidad en los Estados Unidos varía según la zona geográfica. Es más probable que el calor aumente el riesgo de muerte en las ciudades del norte del país que en las regiones del sur. En general, la población de los Estados Unidos parece estar adaptándose a temperaturas más altas en zonas más al norte cada década. Esto podría deberse a una mejor infraestructura, un diseño de edificios más moderno y una mayor concienciación pública. ^[134]

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