CIENCIA

Una nueva herramienta para predecir los "ríos atmosféricos" responsables de grandes lluvias en regiones costeras

Se trata de anticiparse a los diluvios causados por estas corrientes: regiones de vapor de agua concentrado arrastrado por fuertes vientos.

Uno de los cinco ríos atmosféricos del planeta retratado por satélitesNOAA

Desafortunadamente lo hemos comprobado recientemente. Cuando las lluvias torrenciales y los vientos fuertes golpean regiones costeras densamente pobladas, ciudades enteras pueden ser destruidas, pero los gobiernos y los residentes pueden tomar precauciones con suficiente aviso. Al menos esa es la conclusión de un reciente estudio publicado en Nature.

Muchos de estos diluvios costeros son causados por ríos atmosféricos, regiones de vapor de agua concentrado arrastrado por fuertes vientos, a veces llamados "ríos en el cielo". Los meteorólogos los monitorean, pero la capacidad de predecir exactamente cómo podría comportarse un río atmosférico en función de su física ofrecería pronósticos más precisos.

Eso es lo que sostienen los autores del estudio, liderados por Da Yang, geofísico de la Universidad de Chicago, y Hing Ong, quienes describen una nueva ecuación que desarrollaron para comprender mejor los procesos que impulsan los ríos atmosféricos.

Su objetivo es que este avance mejore la precisión de las predicciones de los ríos atmosféricos, especialmente para eventos meteorológicos extremos y en el contexto de un clima cambiante.

Los ríos atmosféricos son regiones largas y estrechas de vapor de agua concentrado acompañado de fuertes vientos que transportan humedad desde los trópicos hacia los polos. Pueden transportar hasta 45 veces la cantidad de agua que fluye a través de la desembocadura del río Volga, el más caudaloso de Europa, y pueden traer fuertes lluvias, nieve y vientos.

Estos ríos en el cielo se encuentran en todo el mundo. En promedio, hay cinco en las latitudes medias del norte y cinco en las latitudes medias del sur en un punto determinado, moviéndose de oeste a este. No todos son lo suficientemente potentes como para causar inundaciones y deslizamientos de tierra dañinos; los sistemas más débiles pueden ser beneficiosos, reponiendo los embalses y aliviando las sequías.

Esto los convierte en un elemento esencial del clima global, y comprenderlos ayudará a mejorar la capacidad de pronosticar el tiempo, gestionar los recursos hídricos y predecir el riesgo de inundaciones. Gran parte de la investigación existente sobre los ríos atmosféricos implica su caracterización: su seguimiento, control y clasificación para ayudar a transmitir su nivel de riesgo. Pero lo que faltaba era una forma de determinar la evolución de un río atmosférico.

Los ríos atmosféricos se controlan utilizando una métrica llamada transporte de vapor integrado (IVT), que describe la cantidad y la velocidad del vapor de agua que se mueve a través de la atmósfera.

Esta métrica es suficiente para desarrollar algoritmos de seguimiento y control, pero para abordar cuestiones fundamentales sobre su evolución, los científicos necesitan una ecuación específica, una expresión matemática que describa cómo cambia un sistema en función de reglas o principios específicos.

Esto permitiría responder preguntas como "¿Qué proporciona energía para formar y sostener los ríos atmosféricos? ¿Y por qué se desplazan hacia el este?".

Para obtener el marco de referencia para responder a estas preguntas, el equipo de Yang tuvo que desarrollar una fórmula que combina la cantidad de vapor de agua y la energía de los vientos fuertes en una sola variable: la energía cinética del vapor integrada (IVKE).

La nueva ecuación es tan eficaz y eficiente como la IVT para rastrear y monitorear los ríos atmosféricos. Pero tiene "el beneficio adicional de ser una ecuación de gobierno intuitiva basada en el primer principio – explica Yang -, que puede decirnos qué hace que un río atmosférico sea más fuerte, qué lo disipa y qué hace que se propague hacia el este, en tiempo real".

Usando esta nueva ecuación, el equipo de Yang descubrió que los ríos atmosféricos aumentan su fuerza principalmente porque la energía potencial se convierte en energía cinética. Los ríos se debilitan debido a la condensación y la turbulencia y viajan hacia el este debido al movimiento horizontal de la energía cinética y la humedad por las corrientes de aire.

El papel del cambio climático en la evolución de los ríos atmosféricos también es un tema de interés. "Sabemos que, con el cambio climático la cantidad de vapor de agua aumenta - añade Yang -. Suponiendo que la circulación no cambie mucho, se puede esperar que el río atmosférico individual se haga más fuerte".