Clima. Estadística para describir y predecir

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El clima como fenómeno aleatorio. 

El grado de conocimiento científico que tenemos sobre muchos fenómenos naturales como los terremotos, olas de calor, inundaciones,etc., es muy incompleto, lo que hace que los observemos con una importante componente aleatoria o de incertidumbre.

Conseguir predecir, o al menos obtener algún tipo de información sobre cómo se van a comportar estos fenómenos climáticos es de gran importancia para tomar medidas que permitan mitigar sus consecuencias. La Estadística proporciona herramientas fundamentales para este objetivo y, en general, para el estudio del clima.

Utilizando herramientas sencillas de estadística descriptiva podemos caracterizar el clima y saber, por ejemplo, que  el valor normal de la temperatura máxima diaria en el mes de Julio en Zaragoza, es 31.5ºC  (la media en el periodo de referencia 1971-2000).  También podemos caracterizar la evolución del clima observado. Así, si observamos la temperatura máxima diaria de Zaragoza desde 1951 hasta 2004 en los meses de Junio, Julio y Agosto, no se observa un incremento claro de la temperatura del verano.  (véase gráficos en fichero adjunto). Sin embargo, si mediante herramientas estadísticas extraemos la  tendencia subyacente en cada mes, se observa que existe un aumento de la temperatura  y que este es desigual en cada mes. En Julio y Agosto se observa un aumento de 2ºC respecto a 1951, que se estabiliza en la década de los 90,  mientras que en el mismo periodo la temperatura de Junio se ha incrementado 5ºC alcanzando  en los últimos años temperaturas similares a las de Julio y Agosto.

Además de la descriptiva, existen otras muchas ramas de la Estadística que proporcionan herramientas para el estudio del clima. La Estadística Espacial permite la realización de mapas climáticos y existen numerosos modelos probabilísticos y estadísticos que cuantifican la evolución de variables climáticas, como la temperatura o la precipitación, y evalúan la influencia que sobre estas variables tienen distintos factores.

Estadística para estudiar el Cambio Climático. Uno de los problemas relacionados con el clima que más preocupa en la actualidad es el Cambio Climático. La importancia del cambio climático es innegable, pero seguramente surge la pregunta, ¿qué tiene que ver el cambio climático con la Estadística? La respuesta es que nos proporciona herramientas para evaluar y cuantificar de forma objetiva el cambio del clima. Y lo que es más importante, nos permite calcular proyecciones (predicciones) verosímiles para estimar el cambio probable en el futuro, dentro de 20, 50 o 100 años.

Los modelos de circulación general o GCM son modelos que mediante métodos cuantitativos  representan las interacciones entre los sistemas que integran el  clima (la atmósfera, el océano y la superficie terrestre), y proporcionan simulaciones de cómo será en el futuro la temperatura, la velocidad del viento, la presión y humedad atmosférica y otras variables climáticas. Las proyecciones deben tener en cuenta que la evolución climática está condicionada al comportamiento humano y a las emisiones de gases de efecto invernadero. Por esta razón, los GCM proporcionan proyecciones  bajo distintos escenarios climáticos, que representan imágenes posibles de la sociedad bajo evoluciones diferentes del crecimiento demográfico, el desarrollo socioeconómico o el cambio tecnológico.

La principal limitación de los GCM es su escasa resolución espacial.  Para resolverla existen otras herramientas estadísticas que adaptan estas proyecciones a las características regionales. También mediante métodos estadísticos  es posible obtener proyecciones  para fenómenos  extremos, como las olas de calor o las sequías. En la página web de la Agencia Española de Meteorología, http://www.aemet.es/es/serviciosclimaticos/cambio_climat, se pueden consultar las proyecciones por regiones de la temperatura, la precipitación y otras variables hasta  2100.

Son los veranos cada vez más calurosos en  Zaragoza? Un comentario  frecuente cada verano es: ¡Cada vez hace más calor! La Estadística nos ayuda a saber si esta afirmación es cierta. Analizando estadísticamente la temperatura máxima diaria de Zaragoza en los meses de verano desde 1951 a 2004 se puede concluir que la intensidad máxima del calor no ha aumentado desde la segunda mitad del siglo XX, es decir  que los días de más calor no tienen temperaturas más altas que antes y los máximos anuales siguen siendo valores en torno a los 39º. Sin embargo, las temperaturas del mes de Junio son más altas que antes y están alcanzando los niveles de Julio y Agosto, es decir,  los veranos empiezan antes, son más largos y con más días de mucho calor que hace 20 o 50 años (véase fichero adjunto).

La Estadística proporciona herramientas fundamentales para estudiar la evolución del clima y para predecir, o al menos obtener algún tipo de información sobre cómo será el clima dentro de 20, 50 o 100 años. Esta información, aunque tenga asociada un grado de incertidumbre, es de gran utilidad para la toma de decisiones en muchos campos y es necesaria como entrada en los modelos de impacto climático. En particular, gracias a la Estadística  podemos evaluar y cuantificar de forma objetiva el cambio  climático.