Ríos atmósfericos

CONCEPTOS CLAVE

• Los ríos atmosféricos transportan grandes cantidades de humedad a nivel mundial desde los trópicos hasta los polos.

• En su camino a través de latitudes medias, los ríos atmosféricos que tocan tierra pueden arrojar intensos pulsos de lluvia y nieve sobre parte de los EE. UU., incluidas el oeste, el sureste, el medio oeste y el noreste.

• En el oeste, los ríos atmosféricos traen recursos vitales de agua dulce y pueden aliviar los períodos de sequía. 

• Pero fuertes tormentas consecutivas de ríos atmosféricos también pueden traer peligros graves, como lluvias extremas, inundaciones, deslizamientos de tierra, deslaves, avalanchas y roturas de diques. 

• Una atmósfera más cálida puede contener más humedad, lo que aumenta el potencial de tormentas por ríos atmosféricos que ahora son más cálidas, húmedas e intensas, con mayores riesgos de inundación y mayores costos.

Las encuestas anuales de la capa de nieve del 1 de abril indican cuánta agua derivada de la nieve estará disponible durante el verano para los hogares, las granjas y las ciudades de todo el oeste.

Pero la capa de nieve del 1 de abril se ha clasificado como un fracaso con frecuencia últimamente. Durante décadas, la capa de nieve occidental se ha reducido y alcanzado su punto máximo más temprano, lo que significa que los suministros menores tienen que extenderse más durante el año. En la Sierra Nevada, que suple un tercio del agua de California, cinco de los últimos 10 años tuvieron niveles de nieve del 1 de abril inferiores al 50% del promedio histórico.

Pero 2023 ha sido lo opuesto. La capa de nieve de California es más del doble del promedio estatal del 1 de abril. La Sierra Sur ya ha alcanzado niveles récord de capa de nieve para el 1 de abril. Y la capa de nieve promedio en el oeste de los EE. UU. ha excedido niveles que no se habían visto el 1 de abril en 40 años.

Eso tiene casi todo que ver con los ríos atmosféricos. 

Los ríos más grandes de la Tierra están en el cielo

Ríos atmosféricos son canales de humedad transportados por fuertes vientos en los niveles bajos de la atmósfera.

Los ríos atmosféricos, motores del ciclo global del agua, transportan grandes cantidades de humedad desde los trópicos hasta los polos, lo que representa el 90% del vapor de agua total que se mueve a través de las latitudes medias de la Tierra, donde se encuentra los EE. UU.

Un río atmosférico promedio tiene aproximadamente 1.200 millas de largo, 300 millas de ancho y casi 2 millas de profundidad. Los ríos más fuertes pueden mover la humedad a 15 veces la tasa de descarga del río Mississippi.

Esta humedad se condensa y cae como intensos pulsos de lluvia o nieve cuando los ríos atmosféricos fluyen tierra adentro y sobre montañas.

Los ríos atmosféricos son vitales pero riesgosos, especialmente en el oeste

A nivel mundial, la precipitación de los ríos atmosféricos representa el 22% de la escorrentía total. En los EE. UU., los ríos atmosféricos contribuyen a la mayoría de los eventos de precipitación extrema en varias regiones, incluidas las zonas del oeste, noroeste, sureste, medio oeste y noreste durante el otoño, el invierno y la primavera.

Pero los ríos atmosféricos son especialmente vitales en el oeste. En California, hasta el 50% de la precipitación anual total y del flujo de agua pueden provenir de unos pocos ríos atmosféricos intensos durante el otoño y el invierno.

El oeste recibe la mayor parte de su precipitación durante el invierno, cuando los ríos atmosféricos se suman a la capa de nieve que luego se derrite y recarga los embalses que suministran agua dulce a las ciudades, los ecosistemas y los intereses agrícolas. Por lo tanto, los ríos atmosféricos son esenciales para el suministro de agua occidental.

Pero los ríos atmosféricos varían en su fuerza y sus impactos. Aunque proporcionan recursos hídricos esenciales y alivian la sequía regional, los ríos atmosféricos fuertes pueden causar una serie de peligros graves, incluidas inundaciones, deslizamientos de tierra y roturas de diques.

Los ríos atmosféricos alivian la sed del Oeste

La sequía persistente en el oeste y el centro de los EE. UU. de 2020 a 2022 costó un estimado de $37 mil millones en daños, lo que afectó la producción de ganado y cultivos, detuvo la planta de energía hidroeléctrica del lago Oroville y casi secó grandes embalses, incluido el lago Mead (el más grande de la nación), que alcanzó su nivel más bajo desde que se llenó inicialmente hace casi 100 años.

Esto destaca los beneficios que los ríos atmosféricos traen como el remedio a la sequía. De 1950 a 2010, las tormentas de ríos atmosféricos que tocaron tierra rompieron hasta el 74% de las sequías de la costa oeste y noroeste, y hasta el 40% de las sequías de California.

Los ríos atmosféricos han traído alivio de la sequía nuevamente en 2023. La cobertura de sequía de California cayó del 98% en diciembre de 2022 al 36% en marzo de 2023 cuando una serie de 12 ríos atmosféricos golpearon la costa oeste. Esta es la primera vez desde 2020 que ningún lugar de California se encuentra en una sequía excepcional o extrema.

Las condiciones de sequía también han mejorado en todo el oeste, partes del cual habían estado experimentando una sequía excepcionalmente severa y prolongada desde 2000. Se espera que las condiciones de sequía continúen mejorando hasta la primavera de 2023 a medida que la capa de nieve récord se derrita y llene los embalses. 

La precipitación es vital, pero no toda a la vez

La escala de calificación para los ríos atmosféricos refleja que pueden ser beneficiosos, peligrosos o ambos, según la cantidad de humedad que contengan y cuánto duren.

• Los ríos atmosféricos débiles son en su mayoría beneficiosos, ya que proporcionan recursos hídricos esenciales y mejoran las condiciones de sequía.  

• Pero los ríos atmosféricos más fuertes pueden ser en su mayoría peligrosos, especialmente cuando ocurren consecutivamente, después de otros eventos extremos (p. ej., sequías, incendios forestales) o durante períodos prolongados.

La serie de ríos atmosféricos fuertes y consecutivos en el oeste desde diciembre de 2022 hasta marzo de 2023 ha traído serios peligros que incluyen lluvias extremas e inundaciones, eventos de lluvia sobre nieve, cortes de energía generalizados, deslizamientos de tierra y flujos de escombros.

Las lluvias extremas en el centro de California causaron la ruptura de un dique a lo largo del río Pájaro el 10 de marzo, inundando la comunidad de Pájaro. Históricamente, el 81% de las roturas de diques en el Valle Central están asociadas con ríos atmosféricos.

Los peligros de inundaciones y deslizamientos de tierra podrían continuar durante la primavera a medida que los volúmenes históricos de nieve se derritan. 

Los peligros asociados con los ríos atmosféricos no solo son peligrosos, sino que también son costosos. Los ríos atmosféricos provocan la mayor parte de las pérdidas económicas de las inundaciones en el oeste de los EE. UU. De 1978 a 2017, los ríos atmosféricos representaron $42,6 mil millones en daños estimados por inundaciones en 11 estados del oeste, alrededor de $1,1 mil millones anuales. Y los daños por inundación aumentan exponencialmente con la intensidad y duración de ríos atmosféricos. Los ríos atmosféricos más fuertes causan cientos de millones de dólares en daños por tormenta, en promedio.

Ríos atmosféricos en un mundo que se calienta

Los fenómenos meteorológicos extremos, incluidas las fuertes tormentas de ríos atmosféricos, tienen múltiples factores contribuyentes. El cambio climático puede crear condiciones que hacen que los extremos sean más leves o intensos. 

El aire más cálido retiene más humedad, lo que aumenta el potencial de fuertes lluvias en un clima más cálido. Por cada 1 °F de calentamiento, el aire puede contener un 4% adicional de humedad. Los EE. UU. ya se ha calentado 2,6 °F desde 1970, lo que significa que nuestra atmósfera puede contener aproximadamente un 10% más de humedad en promedio.

La humedad en el aire más cálido puede aumentar la precipitación total del río atmosférico.  Estudios sugieren que esta relación termodinámica podría impulsar futuros  aumentos en la precipitación total durante las tormentas de ríos atmosféricos en California.

• Los aumentos proyectados en la precipitación total varían hasta un 40% a lo largo de las laderas occidentales a barlovento de las montañas del centro y sur de la Sierra Nevada.

• Los valles adyacentes de Sacramento y San Joaquín también podrían experimentar aumentos del 35% al 50%, respectivamente.

Más precipitación, más rápidamente. La intensidad de la precipitación horaria durante los ríos atmosféricos también podría aumentar en un 27% sobre la Sierra Nevada con el calentamiento continuo. Las pulsos cortos de fuertes precipitaciones pueden aumentar los riesgos de inundaciones repentinas y deslizamientos de tierra. Estos eventos pueden ser especialmente peligrosos porque su inicio súbito limita el tiempo para emitir advertencias y alejar a las personas del peligro.

A medida que aumenta la intensidad de las tormentas con el calentamiento, también lo hacen los costos. Si continúan las altas tasas de contaminación de carbono, los daños por inundaciones de los ríos atmosféricos en el oeste de los EE. UU. podrían alcanzar entre  $2,3 y $3,2 mil millones anuales para el año 2090. Eso es entre el doble y el triple del promedio histórico.

Las tormentas más cálidas traen más lluvia, lo que aumenta los riesgos de inundación y reduce el suministro de agua. Los ríos atmosféricos que tocan tierra en la costa oeste ya se han calentado significativamente desde 1980 a medida que nuestro clima se ha calentado.

• Los ríos atmosféricos más cálidos dejan caer una mayor proporción de lluvia que nieve, incluso en elevaciones más altas. 

• Esto no solo disminuye los beneficiosos suministros de agua derivados de la nieve de los que depende el oeste durante todo el año, sino que también conduce a una mayor escorrentía a principios de primavera y peores inundaciones. 

• En un futuro con altas emisiones y calentamiento, partes de California podrían ver aumentos dramáticos en la escorrentía (hasta un 50%) de ríos atmosféricos más cálidos y húmedos, e incluso más riesgos de inundación. 

Los riesgos se multiplican cuando los extremos interactúan. Un clima más cálido también puede promover cambios rápidos entre extremos como la sequía y las inundaciones. La reciente precitación extrema tras la prolongada sequía y los intensos incendios forestales en el oeste es un ejemplo de ello. 

• El riesgo reciente de inundaciones, deslizamientos de tierra y flujos de escombros probablemente empeoró debido a que las fuertes precipitaciones provocadas por los ríos atmosféricos cayeron sobre áreas resecas y con cicatrices de quemaduras más propensas a la escorrentía y la erosión.

• Un creciente cuerpo de investigación sugiere que es probable que el riesgo de agravar los peligros climáticos, como los observados durante las recientes tormentas de ríos atmosféricos, aumente con el calentamiento continuo.

ÁNGULOS LOCALES DE LA NOTICIA

Compruebe cuándo y dónde se pronostica que los ríos atmosféricos tocarán tierra. 

El Portal de Ríos Atmosféricos del Laboratorio de Ciencias Físicas de la NOAA tiene una gama de herramientas para monitorear las condiciones actuales y verificar los pronósticos de ríos atmosféricos. El Centro del Tiempo Occidental y los Extremos del Agua de la Universidad de California, San Diago, también ofrece una variedad de productos de pronóstico de ríos atmosféricos.

Vea cómo se ven los suministros de agua del oeste para el resto del año hidrológico (que finaliza el 30 de septiembre).

Utilice el mapa interactivo del Bureau of Reclamation de EE. UU. para verificar los niveles de almacenamiento actuales e históricos de 54 embalses principales en todo el oeste. El Departamento de Agricultura de los EE. UU. proporciona una variedad de mapas, gráficos e informes que muestran las condiciones actuales de la capa de nieve a nivel de cuenca en todo el oeste de los EE. UU. Verifique el contenido actual de agua de nieve almacenada en la capa de nieve de California utilizando gráficos del Departamento de Recursos Hídricos de California.

¿Su área enfrenta riesgos de inundación esta primavera?

Consulte el Pronóstico de Inundaciones de Primavera 2023 de NOAA para conocer las condiciones esperadas en los EE. UU. de abril a junio. Amplíe la perspectiva de inundaciones en su área utilizando el mapa interactivo de NOAA, que destaca las áreas de riesgo de inundación menor a moderado en California y Nevada, relacionadas con los ríos atmosféricos recientes. Busque su código postal en el Centro de Servicio de Mapas de Inundaciones de FEMA para encontrar los peligros actuales de inundación en su área.   

CONTACTE EXPERTOS

Amir AghaKouchak, PhD
Profesor
Universidad de California, Irvine
Experiencia relevante: Extremos hidroclimáticos compuestos
Contacto: amir.a@uci.edu

Josué Medellín-Azuara, PhD
Profesor Asociado
Universidad de California, Merced
Experiencia relevante: Gestión de los recursos hídricos; adaptación al cambio climático
Contacto: jmedellin-azuara@ucmerced.edu
*Disponible para entrevistas en español e inglés

Samuel Sandoval Solís, PhD
Profesor Asociado
Especialista en Gestión del Agua de Extensión Cooperativa
Universidad de California, Davis
Experiencia relevante: Uso, disponibilidad y distribución del agua en un clima más cálido
Contacto: samsandoval@ucdavis.edu

ENCUENTRE EXPERTOS

Sintonice un episodio reciente del podcast Water Talk centrado en cómo los ríos atmosféricos están cambiando en nuestro clima cálido con la Dra. Katerina Gonzales y el Dr. Daniel Swain.  

Envíe una solicitud a SciLine de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia o a la Base de Datos Climáticos de la Universidad de Columbia. Estos servicios gratuitos conectan rápidamente a periodistas con expertos científicos relevantes.

Explore mapas de expertos y servicios climáticos en las oficinas regionales de NOAA, USDA y el Departamento del Interior.

Explore bases de datos como 500 Mujeres Científicas, Doctorados BIPOC en Justicia Climática y Energética y Diversas Fuentes para encontrar y amplificar diversas voces de expertos.

Comuníquese con su Oficina de Climatología Estatal o con la Universidad de Concesión de Tierras más cercana  para conectarse con científicos, educadores y personal de extensión en su área local.

METODOLOGÍA

Los datos de la capa de nieve del 1 de abril para el oeste de los EE. UU. se recopilaron del sitio web del Centro Nacional del Agua y el Clima del USDA. El porcentaje por encima o por debajo de la mediana normal (1991-2020) equivalente de agua de nieve se calculó en función de los valores promedio de las principales cuencas fluviales occidentales. Los datos de la capa de nieve para 2023 se extienden hasta el 27 de marzo de 2023.