Ola de calor

Una ola de calor se define como un periodo prolongado de tiempo excesivamente caluroso, que representa una desviación significativa del clima típico de una región para esa época del año. Se caracteriza principalmente por temperaturas diurnas máximas anormalmente altas y, lo que es más grave, suele ir acompañada de temperaturas nocturnas mínimas elevadas. Este calor sostenido, incluso durante la noche, es un factor crítico para amplificar sus impactos.

Las definiciones específicas de olas de calor varían considerablemente en función de la ubicación geográfica, el clima local y la finalidad prevista de la definición (por ejemplo, para alertas de salud pública frente a registros meteorológicos). Sin embargo, un umbral meteorológico común requiere que las temperaturas se mantengan significativamente por encima de la media estacional local durante al menos 2 a 5 días consecutivos. Lo que constituye "significativamente por encima de la media" puede cuantificarse mediante:

• Superación de un determinado percentil de temperaturas históricas (como el percentil 90 o 95).
• Superación de umbrales absolutos de temperatura específicos que sean pertinentes a nivel local.

Las olas de calor suelen asociarse a sistemas estacionarios de sistemas de alta presión en la atmósfera, a veces denominados "cúpulas de calor". Estos sistemas inducen el hundimiento del aire. Al descender, el aire se comprime y se calienta. 

Además, los sistemas de altas presiones suprimen activamente la formación de nubes y precipitacionesPor otra parte, los sistemas de altas presiones suprimen activamente la formación de nubes y precipitaciones, lo que hace que la radiación solar ininterrumpida e intensa llegue a la superficie, calentando aún más el suelo y el aire sobre él. La naturaleza estancada del sistema de altas presiones también limita la circulación horizontal del aire, impidiendo que las masas de aire más frío entren en la región y atrapando eficazmente el calor cerca de la superficie durante un periodo prolongado.

En las zonas urbanas, esta situación se ve a menudo intensificada por la isla urbana de calor urbano. Los entornos construidos, como el asfalto y el hormigón, absorben y retienen el calor con mayor eficacia que los paisajes naturales circundantes. Esto da lugar a temperaturas locales más elevadas, especialmente perceptibles durante la noche, lo que eleva aún más los riesgos para la salud y aumenta la demanda de refrigeración.

Cómo se manifiestan las olas de calor

La experiencia y el impacto de una ola de calor no son uniformes, sino que varían significativamente en función de las condiciones meteorológicas específicas y del entorno local:

Intensidad diurna

La manifestación más evidente es la experiencia de temperaturas máximas excepcionalmente altas durante el día. Estas temperaturas pueden superar con creces las máximas típicas del verano, alcanzando a veces los 40 °C (104 °F) o incluso más en muchas regiones templadas y subtropicales. 

La intensidad de la radiación solar directa también desempeña un papel importante, especialmente bajo los cielos despejados característicos de los sistemas de alta presión.

Calor nocturno

Un aspecto crítico, y a menudo subestimado, de una ola de calor peligrosa son las elevadas temperaturas mínimas. Cuando las temperaturas nocturnas se mantienen altas, tanto el cuerpo humano como muchos ecosistemas se ven privados de un alivio adecuado. 

Esto reduce la capacidad del cuerpo para enfriarse y recuperarse del estrés térmico diurno, lo que aumenta sustancialmente el riesgo de enfermedades y mortalidad relacionadas con el calor, sobre todo durante eventos prolongados. Las noches tropicales, en las que la temperatura no desciende por debajo de los 20 °C, pueden ser especialmente estresantes.

Humedad

El nivel de humedad atmosférica influye profundamente en cómo se percibe el calor y en su impacto global:

• En climas húmedos: Las olas de calor suelen caracterizarse por altos puntos de rocío. La alta humedad dificulta la capacidad del cuerpo para enfriarse a través del sudor y la evaporación, haciendo que las condiciones se sientan significativamente más calientes y más opresivas de lo que sugiere la temperatura del aire por sí sola. Este efecto se suele cuantificar mediante el índice de calor o "sensación térmica".
• En regiones secas: Aunque la humedad es baja, las olas de calor están dominadas por un sol intenso y temperaturas del aire muy altas. La baja humedad puede provocar una rápida evaporación de las superficies y los cuerpos, pero la intensidad del calor puede seguir siendo extremadamente peligrosa y el riesgo de deshidratación es alto. El calor seco también aumenta considerablemente el riesgo de incendios forestales.

Cómo se clasifican las olas de calor

Dadas las variaciones regionales, no existe una definición o un sistema de clasificación de las olas de calor único y universalmente aceptado. Sin embargo, los organismos meteorológicos y de salud pública suelen clasificar o describir las olas de calor utilizando una combinación de los siguientes criterios:

1. Temperaturas máximas:
   
   • La intensidad suele definirse en función de la medida en que la temperatura máxima diaria supera un determinado percentil de la distribución histórica de la temperatura para esa fecha o periodo concretos (por ejemplo, superar el percentil 90 o 95 en un periodo climatológico de referencia de 30 años). Este umbral relativo ayuda a tener en cuenta las diferencias climáticas regionales.
   • Algunas definiciones también emplean umbrales absolutos de temperatura (por ejemplo, superar los 35 °C, 40 °C o incluso más durante un número determinado de días), sobre todo en regiones donde esas temperaturas son relativamente poco frecuentes.
   • El umbral específico elegido suele depender de la vulnerabilidad de la población y las infraestructuras locales.
2. Temperaturas mínimas:
   
   • Cada vez más, las definiciones de ola de calor, especialmente las que se centran en los resultados para la salud pública, incluyen criterios de temperaturas mínimas nocturnas elevadas.
   • Las noches cálidas persistentes son un factor crítico que agrava el estrés térmico en poblaciones vulnerables al impedir la recuperación fisiológica durante el sueño. A menudo se utilizan métricas como el número de noches consecutivas por encima de un determinado umbral de temperatura (por ejemplo, 20 °C o 25 °C).
3. Duración:
   
   • Una ola de calor suele requerir un número mínimo de días consecutivos en los que se cumplan los criterios de temperatura. Normalmente oscila entre 2 y 5 días consecutivos, pero algunas definiciones pueden requerir una duración mínima más larga.
   • Los fenómenos de mayor duración suelen ser más peligrosos e impactantes. Algunas olas de calor, sobre todo las vinculadas a patrones persistentes de bloqueo atmosférico, pueden durar una semana, dos semanas o incluso más, lo que provoca un estrés acumulativo en los sistemas y las poblaciones.
4. Indicadores compuestos:
   
   • Para proporcionar una imagen más completa del estrés térmico, algunos organismos utilizan índices que combinan múltiples factores como la temperatura, la humedad y la duración. Algunos ejemplos son:
     
     • El índice de calor: Combina la temperatura del aire y la humedad relativa para estimar la temperatura "sentida" por el cuerpo humano.
     • Temperatura del globo terráqueo húmedo (WBGT): Medida utilizada para estimar el efecto de la temperatura, la humedad, la velocidad del viento y el calor radiante en los seres humanos, a menudo utilizada en salud laboral y deportes.
     • El factor de exceso de calor (FHE): Considera tanto la intensidad del calor como la aclimatación de la población a las temperaturas recientes.

Repercusiones de las olas de calor

Las olas de calor tienen consecuencias generalizadas y a menudo graves en diversos sectores:

Salud humana

El impacto más inmediato y grave es sobre la salud humana. La exposición al calor extremo puede provocar una serie de enfermedades relacionadas con el calor, desde las más leves, como los sarpullidos y los calambres, hasta las más graves y potencialmente mortales, como el agotamiento y la insolación. 

El estrés térmico también puede empeorar las condiciones de salud preexistentes, en particular las enfermedades cardiovasculares, respiratorias y renales, provocando un aumento de las hospitalizaciones y la mortalidad.

Los grupos vulnerables se ven afectados de forma desproporcionada, entre ellos:

• Las personas mayores
• Lactantes y niños pequeños
• Mujeres embarazadas
• Personas con enfermedades crónicas
• Trabajadores y deportistas al aire libre
• Poblaciones con bajos ingresos sin acceso a una refrigeración adecuada
• Las personas socialmente aisladas

Como ya se ha señalado, el calor nocturno prolongado es uno de los principales factores que contribuyen a la mortalidad relacionada con el calor, ya que impide que el organismo se recupere durante la noche.

Agricultura

Las olas de calor suponen una importante amenaza para la productividad agrícola:

• Daños a los cultivos: El estrés térmico puede dañar los cultivos en diversas fases de desarrollo, reduciendo el rendimiento y afectando a la calidad. Puede interrumpir procesos cruciales como la polinización, el cuajado de las semillas y el desarrollo de los frutos.
• Estrés del ganado: El ganado sufre la exposición al calor, lo que puede provocar una reducción del aumento de peso, una disminución de la producción de leche o huevos, problemas reproductivos y un aumento de la mortalidad.
• El momento es crítico: el calor que se produce durante las fases de crecimiento sensibles (como la floración o el llenado del grano en los cultivos) puede ser especialmente perjudicial y provocar pérdidas económicas sustanciales. El calor también aumenta significativamente la demanda de agua para el riego y el ganado.

Infraestructura

Las olas de calor ejercen una presión considerable sobre las infraestructuras críticas:

• Las redes eléctricas: Se enfrentan a una inmensa presión debido al aumento de la demanda de electricidad para aire acondicionado y refrigeración, lo que incrementa el riesgo de caídas de tensión y apagones.
• El transporte: Las carreteras pueden doblarse y derretirse, las vías férreas pueden alabearse debido a la dilatación térmica, lo que provoca restricciones de velocidad y retrasos, y las pistas de los aeropuertos pueden verse afectadas, lo que afecta a las operaciones de vuelo.
• Suministro de agua: Los sistemas pueden sufrir tensiones al aumentar la demanda de agua para beber, regar y refrigerar, especialmente cuando las olas de calor coinciden con condiciones de sequía o las agravan.

Incendios forestales y ecosistemas

Las altas temperaturas aumentan considerablemente el índice de evaporación, secando la humedad del suelo y la vegetación. Esto crea condiciones de polvorín y aumenta drásticamente el riesgo y la intensidad de los incendios forestales. 

El índice meteorológico de incendios se utiliza a menudo para vigilar y prever el riesgo de incendios forestales en condiciones cálidas y secas, ya que integra factores como la temperatura, la velocidad del viento, la humedad y la disponibilidad de combustible.

• Ecosistemas acuáticos: Son vulnerables a medida que aumenta la temperatura del agua, lo que provoca una reducción de los niveles de oxígeno disuelto, que puede estresar o matar a los peces y otras formas de vida acuática.
• Ecosistemas terrestres: Las plantas y los animales sufren estrés térmico, lo que puede provocar la muerte de la vegetación y cambios en el comportamiento y la distribución de las especies.

Olas de calor y sequías

Las olas de calor y las sequías suelen estar interconectadas, creando peligrosos fenómenos extremos compuestos que tienen más impacto que cualquiera de los dos fenómenos aislados:

La sequía intensifica las olas de calor

Cuando el suelo está seco debido a la sequía, se utiliza menos energía solar para la evaporación (calor latente) y se transfiere más energía para calentar el aire (calor sensible). 

Esta falta de enfriamiento por evaporación permite que las temperaturas superficiales aumenten mucho más de lo que lo harían sobre suelo húmedo, amplificando la intensidad de la ola de calor.

Las olas de calor pueden intensificar las sequías

Por el contrario, las altas temperaturas y el aumento de la radiación solar durante una ola de calor incrementan significa tivamente la evaporación de las superficies terrestres y las masas de agua y aumentan la transpiración de las plantas. 

Esto conduce a un agotamiento más rápido de la humedad del suelo y de los recursos hídricos superficiales, exacerbando las condiciones de sequía existentes o incluso desencadenando el inicio de una sequía.

Circuitos de retroalimentación e impactos compuestos

La interacción entre el calor y la sequía puede crear bucles de retroalimentación positiva. Una ola de calor seca el paisaje, lo que hace que la siguiente ola de calor sea aún más calurosa. 

Este ciclo es cada vez más preocupante en el contexto del cambio climático. La combinación de calor extremo y escasez de agua es especialmente peligrosa para la agricultura, los recursos hídricos y los ecosistemas, ya que puede provocar la pérdida generalizada de cosechas, una grave escasez de agua y un aumento de la mortalidad de los árboles, con importantes consecuencias económicas y medioambientales. 

En algunas regiones, las olas de calor prolongadas e intensas -especialmente las asociadas a sistemas de altas presiones que bloquean de forma persistente- pueden ser un factor determinante en el inicio o el empeoramiento de las condiciones de sequía, al superar la capacidad del sistema para hacer frente al aumento de la demanda de evaporación.

Comprender y abordar los efectos de las olas de calor

En resumen, una ola de calor es mucho más que unos días de calor. Se trata de un fenómeno meteorológico complejo impulsado principalmente por sistemas persistentes de altas presiones, caracterizado por periodos prolongados de temperaturas anormalmente altas, incluidas unas mínimas nocturnas crucialmente elevadas. 

Su definición varía según las regiones, pero suele clasificarse en función de los umbrales de temperatura (absolutos o relativos), la duración y, en ocasiones, los índices compuestos. Los efectos de las olas de calor son significativos y de gran alcance, y afectan a la salud humana, la agricultura, las infraestructuras críticas y los ecosistemas naturales. 

Además, las olas de calor están intrínsecamente ligadas a las sequías, y a menudo amplifican sus efectos mutuamente en peligrosos fenómenos compuestos. 

Comprender la naturaleza polifacética de las olas de calor y sus interacciones con otros fenómenos climáticos extremos es esencial para una previsión eficaz, la preparación de la salud pública, la planificación de infraestructuras y la creación de resiliencia climática en un mundo que se calienta.