Análisis: Ríos en el cielo, ríos en la Tierra | (CR)2

1439

René D. Garreaud
Profesor Titular, Departamento de Geofísica, Universidad de Chile. Sub Director Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2

En la última semana de junio de 2019 hubo fuertes lluvias que afectaron las regiones del Biobío y la Araucanía, produciendo acumulaciones de entre 100 y 300 milímetros en los tres días que duró este evento (Figura 1, panel a) e incrementando rápidamente el caudal de los ríos en ambas regiones. Por ejemplo, el  caudal del río Itata, en las cercanías de su desembocadura, se incrementó más de diez veces respecto a los valores previos, llegando a superar los 2.000 metros cúbicos por segundo (Figura 1, panel b). Además, se reportaron numerosas inundaciones en sectores rurales y urbanos, junto a cortes de caminos por deslizamientos de tierra. Parte de estos deslaves llegaron a los cauces, aumentando notablemente su carga de sedimentos, lo que resultó, finalmente, en una masiva pluma de los ríos extendiéndose en la zona costera por decenas de kilómetros desde su desembocadura, como se aprecia en la imagen satelital de fondo del panel c. Aunque los efectos de este temporal fueron mayormente negativos, es bueno recordar aquí que estas plumas de ríos aportan nutrientes esenciales para la mantención de los ecosistemas costeros durante los meses de invierno (Masotti et al. 2018).

Figura 1. (a) Precipitación acumulada entre el 26 y 28 de junio de 2019. Datos obtenidos desde las estaciones de la Dirección Meteorológica de Chile (DMC), la Dirección General de Aguas (DGA) y AgroMet. (b) Caudal horario del río Itata en Paso Hondo, entre el 7 de junio y 7 de julio del 2019. Datos obtenidos desde la DGA. El fondo corresponde a una imagen visible obtenida por el satélite Landsat (NASA), el 1 de Julio del 2019, ilustrando la pluma de sedimentos del río Itata. (c) Contenido total de vapor de agua en la tropósfera para el día 26 de junio del 2019 (1.500 UTC), donde se observa un río atmosférico zonal (RAZ) impactando las regiones del Biobío y Araucanía. Datos de un pronóstico de corto plazo del modelo GFS.

Un rasgo esencial de esta tormenta fue la presencia de un río atmosférico (RA), un filamento de alto contenido de humedad que se extiende desde el Pacifico hasta nuestras costas, como lo muestra el mapa del panel c en la Figura 1. Veamos de qué se tratan estos ríos en el cielo.

Ríos Atmosféricos ¿Buenos o malos?

Primero que todo, hay que saber que la lluvia que cae sobre la zona centro sur de nuestro país es mayormente alimentada por vapor de agua que ha viajado miles de kilómetros desde su origen en el Pacifico ecuatorial y subtropical. El transporte de vapor por largas distancias es observado también en otras regiones de nuestro planeta y está organizado por sistemas sinópticos –centros de alta y baja presión- que se desplazan en latitudes medias.

Desde comienzos de este siglo las mediciones del contenido de vapor de agua en la tropósfera, obtenidos desde satélites de órbita polar, comenzaron a revelar que gran parte del transporte de humedad se concentra en los denominados ríos atmosféricos (RA), que son filamentos delgados menores de 200 kilómetros, pero muy largos, superando los 2.000. Ralph et al. (2017) provee una excelente revisión sobre ellos.

La figura 2 muestra una imagen reciente del contenido de vapor en la atmosfera, donde son evidentes cuatro RA en el hemisferio sur y dos en el hemisferio norte. Al mirar un día más adelante o más atrás, los RA habrán cambiado de posición y forma, pero la estructura del mapa será similar. En un día cualquiera, usualmente se identifican entre cinco y diez RA a nivel global. Pese a que a una latitud fija representan menos del 20% de ese arco, los RA dan cuenta de un 80-90% del transporte de humedad desde las zonas tropicales hacia latitudes medias y altas (Ralph et al. 2017).

Figura 2. Contenido total de vapor de agua en la tropósfera para el día 7 de julio de 2019. Esta variable es equivalente a tomar todo el vapor en la columna troposférica y condensarla, por lo cual se expresa en milímetros por metro cuadrado. Varios ríos atmosféricos (RA1, RA2…) son evidentes en este día. La imagen es obtenida en base a mediciones satelitales en el rango de las microondas y están disponible en tiempo real en el siguiente ENLACE 

La analogía de un RA con un río terrestre no es perfecta. En un RA el vapor puede ingresar en la zona tropical y es muy posible que condense y precipite en los siguientes días, por lo que el vapor no alcanza a recorrer todo el río, explicando cerca del 50% de la precipitación sobre los océanos en las latitudes medias. Por otra parte, existe una importante adición de vapor hacia el río por evaporación local y convergencia lateral de humedad.

Tal vez el efecto más notable de los RA ocurre cuando arriban a las costas occidentales de los continentes, como el sur de Chile o el oeste de Norte América. En nuestro caso, llegan entre 30 y 40 a la costa cada año, con mayor frecuencia entre las regiones del Biobío y Aysén, una de las más grandes a nivel global (Viale et al. 2018). Como el aire debe ascender sobre las montañas de las cordilleras de la Costa y de los Andes, ocurre enfriamiento, condensación del vapor y precipitación. Así, los RA dan cuenta de más del 60% de la precipitación anual en gran parte de Chile, sumado a una importante contribución a la formación del manto de nieve sobre los Andes que se derrite en verano y alimenta los ríos terrestres (Viale et al. 2018).

Los RA también pueden desencadenar eventos hidrometeorológicos extremos como los vistos en el sur de nuestro país. En un subconjunto de ellos, el RA llega a la costa en forma casi perpendicular, denominados ríos atmosféricos zonales (RAZ), afectando con precipitaciones muy intensas en una franja de algunos cientos de kilómetros en el eje norte-sur. Los RAZ tienen un lento desplazamiento y las precipitaciones ocurren con temperaturas elevadas, lo cual mantiene la isoterma 0°C muy elevada, aumentando el área que recibe precipitaciones líquidas sobre la cordillera (Garreaud 2013). Un periodo de lluvia cálido, prolongado e intenso es la receta perfecta para producir inundaciones y, en los casos más dramáticos, aluviones. Los eventos de mayo de 1993 (con más de 60 fallecidos en Santiago) y diciembre de 2016 (con más de 20 fallecidos en Villa Santa Lucía) dan cuenta de los dramáticos impactos que pueden producir ciertos RA.

Vamos a seguir hablando por mucho tiempo de los ríos atmosféricos, pues son un actor clave en el hidroclima de Chile, con efectos positivos (acumulación de nieve) como impactos negativos (aluviones e inundaciones).  La posibilidad de predecir correctamente la llegada de un RA y sus impactos, sus variaciones interanuales y su potencial cambio en el futuro, son algunos de los temas que nos mantendrán atentos en los próximos años.

Referencias

Garreaud, R., 2013: Warm winter storms in Central ChileJ. of Hydrometeorology14, 1515-1534

Masotti, I., Aparicio-Rizzo, P., Yevenes, M., Garreaud, R., Belmar, L. and Farías, L. 2018. The influence of river discharge on nutrient export and phytoplankton biomass off the Central Chile coast (33º-37ºS). Seasonal cycle and interannual variability. Frontiers Mar. Sci. – Coastal Ocean Processes, 5, 423. DOI 10.3389/fmars.2018.00423

Ralph, F.M., Dettinger, M., Lavers, D., Gorodetskava, I.V., Martin, A., Viale, M., White, A.B., Oakley, N., Rutz, J., Spackman, J.R., Wernli, H., Cordeira, J. 2017. Atmospheric rivers emerge as a global science and applications focus. Bull. Amer. Meteor. Soc., 98, 1969–1973

Viale, M., Valenzuela, R., Garreaud, R. and Ralph, F. 2018. Impacts of Atmospheric Rivers on Precipitation in Southern South America. J. Hydrometeor., 19, 1671-1686. doi:10.1175/JHM-D-18-0006.1