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Río atmosférico

Una explicación del Servicio Meteorológico Nacional sobre los ríos atmosféricos

Un río atmosférico ( AR ) es un corredor estrecho o filamento de humedad concentrada en la atmósfera . Otros nombres para este fenómeno son penacho tropical , conexión tropical , penacho de humedad , oleada de vapor de agua y banda de nubes . [1] [2]

Dos fotografías amplias que muestran una larga corriente de nubes que se extiende sobre el Océano Pacífico.
Fotografías satelitales compuestas de un río atmosférico que conecta Asia con América del Norte en octubre de 2017

Los ríos atmosféricos consisten en bandas estrechas de transporte mejorado de vapor de agua , típicamente a lo largo de los límites entre grandes áreas de flujo de aire superficial divergente, incluidas algunas zonas frontales en asociación con ciclones extratropicales que se forman sobre los océanos. [3] [4] [5] [6] Las tormentas Pineapple Express son el tipo de río atmosférico más comúnmente representado y reconocido; el nombre se debe a las columnas de vapor de agua caliente que se originan sobre los trópicos hawaianos que siguen varios caminos hacia el oeste de América del Norte, llegando a latitudes desde California y el noroeste del Pacífico hasta Columbia Británica e incluso el sureste de Alaska. [7] [8] [9]

En algunas partes del mundo, se espera que los cambios en la humedad atmosférica y el calor causados ​​por el cambio climático aumenten la intensidad y la frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos e inundaciones causados ​​por ríos atmosféricos. Se espera que esto sea especialmente notorio en el oeste de Estados Unidos y Canadá. [10]

Descripción

Imágenes de agua precipitable en capas de ríos atmosféricos particularmente fuertes el 5 de diciembre de 2015. El primero, causado por la tormenta Desmond , se extendió desde el Caribe hasta el Reino Unido ; el segundo se originó en Filipinas y, cruzando el océano Pacífico, se extendió hasta la costa oeste de América del Norte.

El término fue acuñado originalmente por los investigadores Reginald Newell y Yong Zhu del Instituto Tecnológico de Massachusetts a principios de la década de 1990 para reflejar la estrechez de las columnas de humedad involucradas. [3] [5] [11] Los ríos atmosféricos suelen tener varios miles de kilómetros de largo y solo unos pocos cientos de kilómetros de ancho, y uno solo puede transportar un flujo de agua mayor que el río más grande de la Tierra, el río Amazonas . [4] Normalmente hay entre 3 y 5 de estas columnas estrechas presentes dentro de un hemisferio en un momento dado. Estas han ido aumentando [12] en intensidad ligeramente durante el siglo pasado.

En el campo de investigación actual de los ríos atmosféricos, los factores de longitud y ancho descritos anteriormente junto con una profundidad de vapor de agua integrada mayor a 2,0 cm se utilizan como estándares para categorizar los eventos de los ríos atmosféricos. [8] [13] [14] [15]

Un artículo de enero de 2019 en Geophysical Research Letters los describió como "largas y serpenteantes columnas de vapor de agua que a menudo se originan sobre los océanos tropicales y que traen precipitaciones intensas y sostenidas a las costas occidentales de América del Norte y el norte de Europa". [16]

A medida que avanzan las técnicas de modelado de datos, el transporte integrado de vapor de agua (IVT) se está convirtiendo en un tipo de datos más común utilizado para interpretar los ríos atmosféricos. Su fortaleza radica en su capacidad para mostrar el transporte de vapor de agua en múltiples pasos de tiempo en lugar de una medición estancada de la profundidad del vapor de agua en una columna de aire específica (vapor de agua integrado – IWV). Además, el IVT se atribuye más directamente a la precipitación orográfica , un factor clave en la producción de lluvias intensas e inundaciones posteriores. [15]

Escala

En febrero de 2019 , el Centro de Extremos Acuáticos y Meteorológicos Occidentales (CW3E) de la Institución Scripps de Oceanografía publicó una escala de cinco niveles para categorizar los ríos atmosféricos, que van desde "débiles" a "excepcionales" en fuerza, o desde "beneficiosos" a "peligrosos" en impacto. La escala fue desarrollada por F. Martin Ralph, director del CW3E, quien colaboró ​​con Jonathan Rutz del Servicio Meteorológico Nacional y otros expertos. [18] La escala considera tanto la cantidad de vapor de agua transportado como la duración del evento. Los ríos atmosféricos reciben una clasificación preliminar de acuerdo con el transporte máximo de vapor de agua integrado verticalmente promedio de 3 horas. Los que duran menos de 24 horas se degradan en un rango, mientras que los que duran más de 48 horas se incrementan en un rango. [17]

Entre los ejemplos de diferentes categorías de ríos atmosféricos se incluyen las siguientes tormentas históricas: [18] [19]

  1. 2 de febrero de 2017; duró 24 horas
  2. 19 y 20 de noviembre de 2016; duró 42 horas
  3. 14 y 15 de octubre de 2016; duró 36 horas y produjo entre 5 y 10 pulgadas de lluvia
  4. 8 y 9 de enero de 2017; duró 36 horas y produjo 14 pulgadas de lluvia
  5. 29 de diciembre de 1996 – 2 de enero de 1997; duró 100 horas y causó daños por más de mil millones de dólares

Por lo general, la costa de Oregón tiene un promedio de un río atmosférico de categoría 4 cada año; el estado de Washington tiene un promedio de un río atmosférico de categoría 4 cada dos años; el área de la bahía de San Francisco tiene un promedio de un río atmosférico de categoría 4 cada tres años; y el sur de California, que normalmente experimenta un río atmosférico de categoría 2 o 3 cada año, tiene un promedio de un río atmosférico de categoría 4 cada diez años. [19]

Uso: En la práctica, la escala AR se puede utilizar para referirse a "condiciones" sin hacer referencia a la palabra "categoría", como en este extracto del canal de Twitter de Scripps de CW3E: "Un río atmosférico de finales de temporada traerá precipitaciones a las elevaciones altas sobre el norte de California, el oeste de Oregón y Washington este fin de semana, con condiciones AR 3 pronosticadas sobre el sur de Oregón". [20]

Impactos

Los ríos atmosféricos desempeñan un papel central en el ciclo global del agua . En un día cualquiera, los ríos atmosféricos representan más del 90% del transporte de vapor de agua meridional (norte-sur) global, pero cubren menos del 10% de cualquier línea de latitud extratropical dada. [4] También se sabe que los ríos atmosféricos contribuyen a aproximadamente el 22% de la escorrentía global total. [21]

También son la principal causa de eventos de precipitación extrema que causan inundaciones severas en muchas regiones costeras occidentales de latitudes medias del mundo, incluida la costa oeste de América del Norte, [22] [23] [24] [13] Europa occidental, [25] [26] [27] la costa oeste del norte de África , [5] la Península Ibérica, Irán [28] y Nueva Zelanda. [21] Igualmente, la ausencia de ríos atmosféricos se ha relacionado con la ocurrencia de sequías en varias partes del mundo, incluidas Sudáfrica, España y Portugal. [21]

Estados Unidos

Imágenes de vapor de agua del Océano Pacífico oriental obtenidas por el satélite GOES 11 , que muestran un gran río atmosférico que atravesó California en diciembre de 2010. Este sistema de tormentas particularmente intenso produjo hasta 660 mm (26 pulgadas) de precipitación en California y hasta 5,2 m (17 pies) de nevadas en Sierra Nevada entre el 17 y el 22 de diciembre de 2010.

La inconsistencia de las precipitaciones en California se debe a la variabilidad en la fuerza y ​​cantidad de estas tormentas, que pueden producir efectos extenuantes en el balance hídrico de California. Los factores descritos anteriormente hacen de California un estudio de caso perfecto para mostrar la importancia de una gestión adecuada del agua y la predicción de estas tormentas. [8] La importancia que tienen los ríos atmosféricos para el control de los balances hídricos costeros en contraposición a su creación de inundaciones perjudiciales se puede construir y estudiar observando California y la región costera circundante del oeste de los Estados Unidos. En esta región, los ríos atmosféricos han contribuido con el 30-50% de la precipitación anual total según un estudio de 2013. [29] El informe de la Cuarta Evaluación Nacional del Clima (NCA), publicado por el Programa de Investigación sobre el Cambio Global de los Estados Unidos (USGCRP) el 23 de noviembre de 2018 [30] confirmó que a lo largo de la costa occidental de los Estados Unidos, los ríos atmosféricos que tocan tierra "representan entre el 30% y el 40% de las precipitaciones y la capa de nieve. Estos ríos atmosféricos que tocan tierra "están asociados con graves inundaciones en California y otros estados occidentales". [7] [13] [31]

El equipo del USGCRP, compuesto por trece agencias federales ( DOA , DOC , DOD , DOE , HHS , DOI , DOS , DOT , EPA , NASA , NSF , Smithsonian Institution y USAID ), con la ayuda de "1.000 personas, incluidos 300 científicos destacados, aproximadamente la mitad de ellos ajenos al gobierno", informó que "a medida que el mundo se calienta, es probable que los "ríos atmosféricos que tocan tierra en la Costa Oeste aumenten" en "frecuencia y gravedad" debido a "la creciente evaporación y los niveles más altos de vapor de agua atmosférico en la atmósfera". [7] [30] [32] [33] [34]

Basándose en los análisis del Reanálisis Regional de América del Norte (NARR), un equipo dirigido por Paul J. Neiman de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) concluyó en 2011 que los AR que tocaron tierra fueron "responsables de casi todos los flujos diarios máximos anuales (APDF) en el oeste de Washington" desde 1998 hasta 2009. [35]

Según un artículo del 14 de mayo de 2019 en The Mercury News de San José, California , los ríos atmosféricos, "cintas transportadoras gigantes de agua en el cielo", causan los sistemas de tormentas " Pineapple Express " ricos en humedad que vienen del Océano Pacífico varias veces al año y representan alrededor del 50 por ciento de la precipitación anual de California. [36] [37] El director del Centro de Clima y Aguas Extremos Occidentales de la Universidad de California en San Diego, Marty Ralph, quien es uno de los expertos de los Estados Unidos en tormentas de ríos atmosféricos y ha estado activo en la investigación de AR durante muchos años, dijo que los ríos atmosféricos son más comunes en invierno. Por ejemplo, desde octubre de 2018 hasta la primavera de 2019, hubo 47 ríos atmosféricos, 12 de los cuales fueron calificados como fuertes o extremos, en Washington, Oregón y California. Los raros ríos atmosféricos de mayo de 2019, clasificados como categoría 1 y categoría 2, son beneficiosos en términos de prevención de incendios forestales estacionales, pero los "cambios entre fuertes lluvias e incendios forestales arrasadores" están planteando preguntas sobre cómo pasar de "entender que el clima está cambiando a entender qué hacer al respecto". [38]

Los ríos atmosféricos han causado un promedio de 1.100 millones de dólares en daños al año, gran parte de los cuales se producen en el condado de Sonoma , California, según un estudio de diciembre de 2019 realizado por la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego y el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. , [39] que analizó datos del Programa Nacional de Seguros contra Inundaciones y el Servicio Meteorológico Nacional . Solo veinte condados sufrieron casi el 70% de los daños, según el estudio, y uno de los principales factores en la escala de los daños parecía ser la cantidad de propiedades ubicadas en una llanura de inundación . Estos condados fueron: [37]

Canadá

Según un artículo del 22 de enero de 2019 en Geophysical Research Letters , la cuenca del río Fraser (FRB), una "cuenca dominada por la nieve" [Nota 1] en Columbia Británica, está expuesta a las corrientes de agua subterránea que tocan tierra, originadas sobre el océano Pacífico tropical, que traen "precipitaciones intensas y sostenidas" durante los meses de invierno. [16] Los autores predicen que, según su modelo, "los eventos de lluvia extrema resultantes de los ríos atmosféricos pueden provocar inundaciones anuales máximas de proporciones históricas y de una frecuencia sin precedentes para fines del siglo XXI en la cuenca del río Fraser". [16]

En noviembre de 2021, las inundaciones masivas en la cuenca del río Fraser, cerca de Vancouver, se atribuyeron a una serie de ríos atmosféricos. [40]

Irán

Si bien una gran cantidad de investigaciones han demostrado los impactos de los ríos atmosféricos en los desastres naturales relacionados con el clima en el oeste de Estados Unidos y Europa, se sabe poco sobre sus mecanismos y su contribución a las inundaciones en Medio Oriente. Sin embargo, se determinó que un río atmosférico poco común fue responsable de las inundaciones récord de marzo de 2019 en Irán , que dañaron un tercio de las infraestructuras del país y mataron a 76 personas. [28]

Ese AR se denominó Dena, en honor al pico de los montes Zagros, que desempeñó un papel crucial en la formación de precipitaciones. El AR Dena inició su largo viaje de 9000 km desde el océano Atlántico y atravesó el norte de África antes de tocar tierra definitivamente en los montes Zagros. Las condiciones meteorológicas sinópticas específicas, incluidas las interacciones tropicales y extratropicales de los chorros atmosféricos, y las temperaturas superficiales del mar anómalamente cálidas en todas las cuencas circundantes proporcionaron los ingredientes necesarios para la formación de este AR. El transporte de agua por el AR Dena fue equivalente a más de 150 veces el flujo agregado de los cuatro ríos principales de la región ( Tigris , Éufrates , Karun y Karkheh ).

Las intensas lluvias hicieron que la temporada de lluvias de 2018-2019 fuera la más húmeda del último medio siglo, en marcado contraste con el año anterior, que fue el más seco durante el mismo período. Por lo tanto, este evento es un ejemplo convincente de rápidas transiciones de un clima seco a húmedo y de intensificación de los fenómenos extremos, posiblemente como resultado del cambio climático.

Australia

En Australia, las bandas de nubes del noroeste a veces se asocian con ríos atmosféricos que se originan en el océano Índico y causan fuertes lluvias en las partes noroeste, central y sureste del país. Son más frecuentes cuando las temperaturas en el océano Índico oriental cerca de Australia son más cálidas que las del océano Índico occidental (es decir, un dipolo negativo del océano Índico ). [41] [42] Los ríos atmosféricos también se forman en las aguas al este y al sur de Australia y son más comunes durante los meses más cálidos. [43]

Europa

Según un artículo de Lavers y Villarini publicado en Geophysical Research Letters , 8 de los 10 registros de precipitación diaria más altos en el período 1979-2011 se han asociado con eventos de ríos atmosféricos en áreas de Gran Bretaña, Francia y Noruega. [44]

Satélites y sensores

Según un artículo de la revista Eos de 2011 [Nota 2] , en 1998, la cobertura espaciotemporal de los datos de vapor de agua sobre los océanos había mejorado enormemente gracias al uso de " teledetección por microondas desde satélites en órbita polar", como el sensor especial de microondas/imagen (SSM/I). Esto llevó a que se prestara mucha más atención a la "prevalencia y el papel" de los ríos atmosféricos. Antes del uso de estos satélites y sensores, los científicos dependían principalmente de globos meteorológicos y otras tecnologías relacionadas que no cubrían adecuadamente los océanos. El SSM/I y otras tecnologías similares proporcionan "mediciones globales frecuentes de vapor de agua integrado sobre los océanos de la Tierra". [45] [46]

Véase también

Notas

  1. ^ Según el artículo de Curry et al, "Las cuencas hidrográficas dominadas por la nieve son indicadores del cambio climático".
  2. ^ Eos , Transactions es una publicación semanal de la American Geophysical Union y cubre temas relacionados con las ciencias de la Tierra .

Referencias

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