Ante la actual crisis climática, los científicos de muchos campos están dirigiendo su experiencia para comprender cómo los diferentes sistemas climáticos han cambiado y seguirán cambiando a medida que avanza el cambio climático. Robert Lund, profesor y presidente del departamento de estadística en la Escuela de Ingeniería Baskin de UC Santa Cruz, colaboró en un nuevo estudio que utiliza modelos matemáticos rigurosos y métodos estadísticos y encuentra una disminución de la capa de nieve en muchas partes del hemisferio norte durante el último medio siglo.
Comprender las tendencias de la capa de nieve es importante debido al papel que desempeña la nieve en el balance energético global. El alto albedo de la nieve, la capacidad de reflejar la luz, y las características de aislamiento afectan las temperaturas de la superficie a escala regional y la estabilidad térmica a escala continental.
En el nuevo estudio publicado en el revista de hidrometeorología, Los investigadores analizaron los datos de la capa de nieve recopilados de los sobrevuelos satelitales semanales entre 1967 (cuando los satélites se volvieron más comunes) y 2021, que se dividieron en secciones de cuadrícula para su análisis. De las cuadrículas que los investigadores determinaron que tenían datos confiables, encontraron que la capa de nieve está disminuyendo en casi el doble de las cuadrículas a medida que avanza.
«En las regiones del Ártico, la nieve desaparece la mayoría de las veces, creo que los climatólogos sospecharon esto», dijo Lund. «Pero también está desapareciendo en los límites del sur de los continentes».
En un estudio que tardó unos cuatro años en completarse, los investigadores muestran que la presencia de nieve en el Ártico y las latitudes del sur del hemisferio norte generalmente está disminuyendo, mientras que algunas áreas como el este de Canadá están viendo un aumento en la capa de nieve. Esto podría deberse al aumento de las temperaturas en áreas que suelen ser muy frías pero aún están por debajo del punto de congelación, lo que permite que la atmósfera retenga más agua, que luego cae en forma de nieve.
Lund cree que este es el primer análisis verdaderamente confiable de las tendencias de la capa de nieve en el hemisferio norte debido al rigor de los métodos estadísticos de los investigadores. A menudo es un desafío para los que no son estadísticos extraer tendencias de este tipo de datos satelitales, que se presentan como una secuencia de 0 o 1 para indicar si hubo nieve durante una semana determinada. Los investigadores también tuvieron que tener en cuenta la correlación al observar las tendencias, ya que la presencia de una capa de nieve una semana afecta en gran medida la probabilidad de que la nieve la semana siguiente. Estos dos factores se tuvieron en cuenta con un modelo basado en cadenas de Markov. A partir del modelo se podrían calcular estimaciones precisas de la incertidumbre de las tendencias. Los investigadores encontraron cientos de cuadrículas donde la capa de nieve estaba disminuyendo con al menos un 97,5 % de certeza.
Sin embargo, también encontraron que algunos de los datos satelitales recopilados en las regiones montañosas no eran confiables y no mostraban nieve en el invierno y varias semanas de nieve en el invierno. Esto probablemente se debió a una falla en el algoritmo que procesó los datos del satélite para determinar si había nieve o no.
«La razón por la que este estudio tomó mucho trabajo es porque los datos satelitales son muy pobres», dijo Lund. «Lo que sea que hicieron los meteorólogos para estimar la nieve a partir de las imágenes en algunas de las regiones montañosas simplemente no funcionó, por lo que tuvimos que tomar todas las cuadrículas en el hemisferio norte y averiguar si los datos eran confiables o no».
Al determinar qué datos satelitales no son confiables, este estudio puede servir como un recurso para la comunidad científica que también puede querer evaluar estos datos de la capa de nieve para su investigación.
Lund colaboró en este estudio con UCSC Ph.D. candidato Jiajie Kong, profesor asistente de matemáticas y estadística en la Universidad del Norte de Florida Yisu Jia, profesor de meteorología y climatología en la Universidad Estatal de Mississippi Jamie Dyer, profesor asociado de estadística en la Universidad Estatal de Mississippi Jonathan Woody, y profesor de estadística e investigación operativa en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill JS Marron. Esta investigación fue apoyada por fondos de la Fundación Nacional de Ciencias.
