Análisis (CR)2 | Vuelven los gigantes: un análisis preliminar de la tormenta ocurrida entre el 21 y 26 de junio de 2023 en Chile central

21821

Por René Garreaud, director del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2 y académico DGF-FCFM Universidad de Chile

Un evento meteorológico extremo afectó la zona central de Chile -desde la región de Valparaíso hasta la del Biobío- entre el 21 y 26 de junio de 2023, provocando impactos sociales y ambientales muy negativos y extensos, lo que obligó a la autoridad a decretar estado de catástrofe en estas regiones.  Aunque los medios de comunicación han transmitido profusamente las inundaciones de ciertos sectores (Licantén, Coltauco, entre otras) el daño es aún difícil de cuantificar. A la fecha en que se escribe este análisis, Senapred informa a nivel nacional de casi 10.000 personas aisladas, 6.000 damnificados y, lo peor, personas fallecidas y desaparecidas (Figura 1d). La infraestructura pública ha sido severamente afectada, incluyendo centenares de cortes de caminos, decenas de puentes inhabilitados (incluyendo un corte en la Ruta 5 Sur) y suspensión del suministro de agua potable de miles de clientes en zonas urbanas (como las comunas del litoral central) y rurales. Lo que aún no sabemos es el área inundada y sus consecuencias en el sector agrícola, pero, probablemente, se trata de miles de hectáreas afectadas, pues la mayoría de los ríos desde el Maipo al Biobío se salieron de sus causes en su recorrido sobre el valle central y zona costera.

Los mapas en la Figura 1 dan cuenta de la magnitud de la precipitación a lo largo de Chile central. La estación Cerro tres puntas (ubicada a 3300 msnm, en la cordillera de Santiago) acumuló 410 mm y muchas otras estaciones acumularon más de 200 mm. Las estaciones en la precordillera del Maule (como Maule en Armerillo, Figura 2a) acumularon sobre 500 mm en 48 hrs (el actual promedio de Santiago es 285 mm en un año), con máximos en 24 horas sobre los 300 mm. Adicionalmente, muchas estaciones en precordillera, valle y costa registraron intensidades sobre 12 mm/hora.

Figura 1. Mapas de (a) precipitación acumulada entre el 21 y 25 de junio de 2023, (b) máxima precipitación en 24 horas continuas durante ese periodo, (c) máxima precipitación horaria en ese periodo y (d) síntesis de daños.

Figura 2. Series horarias de (a) intensidad de precipitación en Maule en Armerillo, (b) Caudal del río Achibueno en Recova, (c) temperatura del aire en Nevados de Longaví y (d) razón de mezcla de vapor de agua en Nevados de Longaví. Fuente: DGA-MOP.

Figura 3. Corte latitud-tiempo de la intensidad de precipitación (mm/hora) a lo largo de Chile central entre el 21 y 26 de Junio de 2023. Las mediciones de cada estación se indican a la latitud de esta, independiente de su elevación y longitud. El tamaño y color de los círculos indica la intensidad horaria. Las líneas grises son contornos de transporte integrado de vapor de agua (unidades en kg/m/s). Fuente de datos: Dirección Meteorológica de Chile, Dirección General de Aguas, AgroMet y GFS/NOAA. 

Para apreciar la distribución temporal de las lluvias, la Figura 3 presenta un corte latitud-tiempo de la precipitación horaria en las estaciones de medición. Las precipitaciones comenzaron en forma más o menos simultánea entre las regiones del Maule y de Los Lagos al mediodía del miércoles 21 de junio. Al final de ese día las precipitaciones cesaron en la parte más austral, pero se extendieron hasta la región Metropolitana. Ya en la madrugada del día 22 las precipitaciones comenzaron a ser más intensas en la zona comprendida desde la latitud de Santiago (33°S) hasta el sur del Biobío (38°S) y se mantuvieron hasta el mediodía del 24 -unas 60 horas en total-, cuando la banda de precipitación sobre Chile se angostó y se movió primero más al sur y luego más al norte.

Una estimación preliminar del periodo de retorno de estas lluvias en la precordillera del Maule entrega valores entre 30 y 40 años (Figura 4). Y estas grandes acumulaciones produjeron la crecida en los ríos y las consecuentes inundaciones. Algunos ejemplos se presentan en la Figura 4: el río Maipo en el Manzano pasó de 25 a 1000 metros cúbicos por segundo (m3/s) el día 23. El Achibueno en Recova (precordillera del Maule) llegó a los 2300 m3/s y el Maule en Forel (cerca de su desembocadura en Constitución) alcanzó los 16.300 m3/s en la noche del día 25. Todos estos caudales superaron largamente los umbrales de alarma definidos por la Dirección General de Aguas (DGA-MOP), gatillando los mensajes de alerta emitidos por Senapred por posibles inundaciones en las zonas adyacentes a los ríos de la zona central, lo cual se constato con la consiguiente afectación a la población.

Figura 4. Panel izquierdo: Periodo de retorno en años de la precipitación máxima en 24 horas en la estación Armerillo (Maule) de la DGA-MOP. La línea roja indica el valor alcanzado en la tormenta de este análisis. El gráfico de la derecha muestra la serie horaria del caudal en tres ríos de la zona central (datos hasta las 5 PM del día 25 de junio).

Cuesta dimensionar estos números, pero, para ejemplificar, con el caudal que tuvo el Maule se llena un embalse como el Yeso cada 20 minutos. Nuevamente, de manera preliminar, el periodo de retorno de la crecida en el Maule es mayor a los 40 años (Aguilera 2007), más que el periodo de retorno de la precipitación. Esta diferencia parece tener su origen en otro elemento distintivo de esta tormenta: el ambiente cálido en cual ocurrieron las precipitaciones (Figura 2c). Con una altura de la isoterma 0°C (Ho) que se mantuvo cercana a los 3300 msnm (Figura 5), el melting level estaba cercano a los 3000 msnn, generando un área pluvial mucho mayor que en una tormenta fría más tradicional (con un Ho cercano a los 2200 msnm).

Figura 5. Perfil de temperatura (curva más a la derecha), temperatura del punto de rocío (curva más a la izquierda) y vientos (barbas) en Santo Domingo (DMC) la noche del 23 de junio de 2023.

 Además de eso, la tormenta anterior (ocurrida entre el 8 y el 10 junio) había dejado nieve hasta unos 2100 msnm en la cordillera desde la región de O’Higgins hasta la del Biobío, y buena parte (más bien la totalidad) de ese manto nival se derritió con las condiciones cálidas y la lluvia-sobre-nieve de la actual tormenta. Este fenómeno se ilustra claramente con los registros de Nevados de Longaví (Maule) en la Figura 6.

Figura 6. Altura del manto nival y contenido de agua líquida (SWE) en Altos de Longaví (DGA), Maule.

Para terminar este breve reporte, haremos un comentario respecto del culpable meteorológico: un río atmosférico (AR, por sus siglas en inglés) muy intenso y persistente (hasta 72 horas). Como lo hemos descrito antes, un río atmosférico es un filamento de fuerte transporte de humedad, usualmente por delante de un sistema frontal. Es importante reconocer que, aunque el nombre de río atmosférico es relativamente reciente (Zhu and Newell 1998), este fenómeno ha estado presente históricamente. La intensidad de un AR se mide por el transporte integrado de vapor de agua (IVT, por sus siglas en inglés) y, de acuerdo con eso, los ríos se clasifican en cinco categorías (Ralph et al., 2019). Cuando el transporte es débil o moderado (AR de categoría 1-2) estos eventos son mayormente beneficios, por ejemplo, aumentando la disponibilidad hídrica en zonas de escasez. Por el contrario, cuando el transporte es intenso y se encuentra con una cadena montañosa como los Andes (AR de categoría 4-5) esto eventos son mayormente peligrosos y pueden causar inundaciones y aluviones. Por cierto, el cambio climático altera la frecuencia e intensidad de los AR a nivel global (Payne et al. 2020) al modificar el contenido de humedad en la atmosfera y los patrones de circulación. Los AR han afectado históricamente a nuestro país (Viale et al. 2018) y su futuro es materia de estudio.

 

Figura 7. Mapas del transporte integrado de vapor de agua (magnitud en Kg/m/s) en instantes seleccionados durante la tormenta. Fuente de datos: Modelo GFS inicializado el 20 de junio de 2023.

El avance de este flujo de alta humedad, desde el Pacifico central hacia la costa de Chile, se aprecia en la Figura 7 mediante mapas de IVT entre el 21 y el 25 de junio. El flujo avanza casi siguiendo una latitud fija, por lo cual llamamos a este un río zonal (ZAR), producto de los fuertes vientos del oeste en la tropósfera baja y media con un máximo en torno a los 35°S. La llegada de esta masa de aire cálido y húmedo se aprecia bien en los registros de Nevados de Longaví a 1800 msnm (Figura 2c-d). La Figura 3 también incluye el corte tiempo-altura de los valores de IVT justo en frente de la costa de Chile. Es muy notable la correspondencia entre los máximos de IVT y la ocurrencia de precipitación en la zona central. Debido a la intensidad y duración de este evento, el AR califica como categoría 4, o sea, un río atmosférico mayormente destructivo.

¿Porque este AR fue tan destructivo? En la mayoría de los AR la precipitación ocurre a medida que el vapor asciende sobre la masa de aire frío (Figura 8a) que viene desde el sur (aunque en Chile siempre hay un cierto grado de precipitación orográfica). Pero en un AR zonal (Figura 8b), el flujo de humedad llega en forma normal a la cordillera y asciende sobre esta mucho antes que llegue el aire frío (de hecho, aun no llega por estos lados).

¿Es El Niño la causa final de todo esto? No del todo. Aunque El Niño oceánico (calentamiento superficial del Pacifico Tropical) ya está establecido, y eso aporta bastante humedad, el acoplamiento con la atmósfera aún es débil. Por ejemplo, el anticiclón del Pacifico sigue intenso y no hay una alta de bloqueo al sur del continente, que son los ingredientes típicos de las tormentas en inviernos de El Niño (Rutllant y Fuenzalida 1991).

Figura 8. Esquema de sistemas frontales y ríos atmosféricos afectando Chile central.

Agradecimientos: Mucha de la información aquí presentada proviene de la discusión con otros colegas en la red Met-Clim, en especial Diego Campos, de la Dirección Meteorológica de Chile; Deniz Bozkurt, investigador (CR)2 y académico de la U. de Valparaíso; Roberto Rondanelli, investigador (CR)2 y académico U. de Chile; y Raúl Valenzuela, investigador (CR)2 y académico U. de O’Higgins. Texto editado por José Barraza, encargado de divulgación científica (CR)2.