Las olas rompientes y la transmisión de humedad provocan precipitaciones extremas

Cada año, los eventos de lluvias extremas en todo el mundo provocan inundaciones catastróficas que provocan pérdidas catastróficas de vidas y daños masivos a la infraestructura y la propiedad. Sin embargo, una variedad de sistemas climáticos diferentes pueden causar estos eventos extremos, por lo que es crucial una comprensión detallada de los procesos atmosféricos que conducen a su formación.

Ahora, por primera vez, un análisis global revela que dos procesos entrelazados en la atmósfera están impulsando la formación de muchos eventos de precipitación extrema a gran escala en todo el mundo, particularmente en áreas subtropicales secas donde pueden causar inundaciones catastróficas, como sucedió en Marzo de 2015. En el desierto de Atacama.

Las investigaciones anteriores sobre los eventos de precipitación extrema se han centrado principalmente en las regiones húmedas, donde los huracanes suelen ser responsables de estos eventos, mientras que los subtrópicos secos no se han estudiado. Sin embargo, es precisamente en los subtrópicos secos, incluidos los desiertos, donde «no se espera que ocurran estos misteriosos eventos, pero pueden causar efectos devastadores», dice Andres Jean de Vries, científico atmosférico de ETH Zürich y el Instituto de Química Max Planck. En Mainz, Alemania, autor del nuevo estudio.

Resultados publicados en la Revista de la Unión Europea de Geociencias (EGU) Dinámica del tiempo y el clima, Mejorar nuestra comprensión de los procesos de la atmósfera y los sistemas meteorológicos que conducen a eventos de precipitación extrema. Esto, a su vez, podría ayudar a mejorar las expectativas y posiblemente conducir al desarrollo de sistemas de alerta temprana que pueden salvar vidas.

Los resultados también podrían mejorar nuestra comprensión de cómo estos eventos extremos responden al cambio climático. La intensidad y frecuencia de las lluvias torrenciales ha aumentado en las últimas décadas y se espera que esta tendencia continúe a la luz del calentamiento global.

Rompiendo olas y transfiriendo humedad

Este estudio destaca el papel de dos procesos atmosféricos en la formación de eventos de precipitación extrema: la fractura y la intensidad de la onda de Rossby. Humedad Transporte.

Las ondas de Rossby, también llamadas ondas planetarias porque surgen debido a la rotación de la Tierra, son ondas que ocurren en el océano y la atmósfera que fueron descubiertas por primera vez por Karl Rossby en la década de 1930. En la atmósfera, las ondas de Rossby determinan en gran medida el clima en las regiones de latitud media. Debido a procesos no lineales, las ondas de Rossby pueden amplificarse y eventualmente romperse (similar a las olas del océano que se mueven por tierra).

La intensa transferencia de humedad se refiere a grandes masas de vapor de agua que se mueven horizontalmente en la atmósfera. Este proceso se ha relacionado con fuertes lluvias e inundaciones, a menudo a lo largo de las costas occidentales de los continentes. Cuando la transferencia de humedad aparece en una estructura rectangular de varios miles de kilómetros de longitud, se le conoce como «río atmosférico».

«Cuando las ondas de Rossby se amplifican y refractan, masas de aire frío se infiltran desde latitudes altas a latitudes bajas, y viceversa», dice de Vries. «Este proceso atmosférico podría conducir a una transferencia intensa de humedad, la desestabilización de la troposfera y forzar a las masas de aire a ascender, lo que en conjunto conduce a la formación de precipitaciones severas».

Uno de los principales hallazgos del estudio es que la intensidad de las fuertes precipitaciones está fuertemente influenciada por las propiedades de los dos procesos atmosféricos. «Cuanto mayor es la fuerza de ruptura de la ola y mayor la transmisión de humedad, mayor es el volumen de precipitación», dice de Vries.

Fuertes lluvias e inundaciones catastróficas

De Vries analizó los eventos de precipitación extrema diaria que ocurrieron en todo el mundo entre 1979 y 2018. El análisis se centró en eventos a gran escala y no tuvo en cuenta las fuertes lluvias a corto plazo, extremadamente localizadas, generalmente causadas por una sola tormenta.

Se descubrió que la fractura de la onda de Rossby podría explicar más del 90 por ciento de los eventos de precipitación extrema en el centro de América del Norte y el Mediterráneo. Sin embargo, en las áreas costeras, más del 95 por ciento de los eventos de precipitación extrema fueron impulsados ​​por una intensa transferencia de humedad, lo cual es consistente con los resultados de estudios previos sobre ríos en la atmósfera.

Uno de los hallazgos más interesantes ha sido el descubrimiento de los sitios donde los dos procesos combinados conducen a eventos extremos. “Lo más importante es que la presencia combinada de estos dos procesos en la atmósfera podría explicar hasta el 70 por ciento de los eventos de precipitación extrema en las regiones que uno esperaría que ocurrieran en lo mínimo: los subtrópicos áridos”, dice de Vries. las latitudes medias distantes hacia el ecuador extraen la humedad de los trópicos húmedos hacia los subtrópicos secos, alimentando las fuertes lluvias.

El estudio también mostró que las operaciones conjuntas jugaron un papel importante en 12 puntos históricos Caer Los eventos que llevaron a Inundaciones catastróficasMiles de muertos y heridos, miles de millones de dólares en daños e impactos sociales y económicos duraderos más allá de las inundaciones. Estas inundaciones incluyeron Natal, Sudáfrica, las inundaciones de septiembre de 1987; Inundaciones alpinas en octubre de 2000; Uttarakhand, India, inundaciones de junio de 2013; Inundaciones de Colorado en septiembre de 2013; Y las inundaciones del desierto de Atacama en marzo de 2015.