Por qué la lluvia sobre la nieve en las montañas de California preocupa a los científicos

Otra ronda de poderosos ríos atmosféricos está azotando California, luego de las tormentas de enero y febrero de 2023 que arrojaron cantidades récord de nieve.Esta vez, las tormentas son más cálidas y son desencadenando advertencias de inundaciones a medida que llevan la lluvia a las montañas, encima de la capa de nieve.

Profesor Keith Musselman, que estudia el agua y el cambio climático en el Instituto de Investigación Ártica y Alpina de la Universidad de Colorado, explicó los complejos riesgos que crea la lluvia sobre la nieve y cómo podrían cambiar en un clima más cálido.

¿Qué sucede cuando la lluvia cae sobre la capa de nieve?

En gran parte de los Estados Unidos, las tormentas con fuertes lluvias pueden coincidir con la capa de nieve estacional.Cuando eso sucede, la escorrentía de agua resultante puede ser mucho mayor que la que se produce únicamente con la lluvia o el deshielo.La combinación ha resultado en algunos de la nación inundaciones más destructivas y costosas, incluida la Inundaciones del Medio Oeste de 1996 y la inundación de 2017 que Dañó la presa Oroville de California.

Contrariamente a la creencia común, la propia lluvia tiene una energía limitada para derretir la nieve.Más bien, son las temperaturas cálidas, los fuertes vientos y la alta humedad los que pueden transportar una cantidad sustancial de energía en forma de latente y calor sensible, que impulsan predominantemente el deshielo durante eventos de lluvia sobre nieve.

La capa de nieve tiene espacios de aire a través de los cuales el agua puede pasar.A medida que cae la lluvia, el agua puede viajar relativamente rápido a través de las capas de nieve hasta llegar al suelo subyacente.La forma en que los arroyos responden a esa escorrentía depende de cuánta agua ya fluye y cuán saturado está el suelo.

Cuando el suelo aún no está saturado, puede amortiguar o retrasar la respuesta a una inundación al absorber la lluvia y derretir la nieve.Pero cuando el suelo está saturado, el deshielo combinado con la lluvia puede provocar inundaciones rápidas y devastadoras.

Uno de los desafíos para hacer frente a estos fenómenos de lluvia sobre nieve es que el riesgo de inundaciones es difícil de pronosticar.

Para predecir si ocurrirá una inundación se requiere conocimiento de las condiciones climáticas e hidrológicas.Requiere conocer la humedad del suelo y las condiciones de la capa de nieve antes de la tormenta, la elevación a la que la lluvia se convierte en nieve, la tasa de lluvia, la velocidad del viento, la temperatura y la humedad del aire, y estimaciones de cómo esos factores contribuyen al deshielo.Además, cada factor varía en el tiempo durante una tormenta y varía de manera compleja, especialmente en un paisaje montañoso.

Esta es la razón por la que las inundaciones de lluvia sobre nieve se caracterizan como eventos extremos compuestos.A pesar del gran daño que pueden causar, puede resultar sorprendente lo poco que se sabe sobre cómo varían en el tiempo, la extensión espacial y la intensidad.

California está recibiendo otro río atmosférico y se esperan más lluvias y nieve.¿Cómo difiere el efecto lluvia sobre nieve según la elevación de las montañas?

En este momento, en las montañas de California, la gente debe prestar atención a las elevaciones medias.

Las elevaciones más bajas han visto principalmente lluvias en lugar de nieve, por lo que hay menos capa de nieve que derretirse.Y en las elevaciones más altas, las temperaturas más frías promueven la acumulación continua de capas de nieve profundas y es menos probable que llueva.

En la zona de transición media – donde pueden ocurrir lluvias o nevadas importantes – los eventos de lluvia sobre nieve son más comunes y causan tanto derretimiento como riesgo de colapso de los techos.

Si todas las tormentas fueran iguales, habría zonas de lluvia y zonas de nieve bien definidas, y el riesgo de inundaciones por lluvia sobre nieve sería bajo.Pero eso no es lo que sucede.En cambio, la elevación de la zona de nieve no sólo varía durante un evento, sino que también varía sustancialmente de una tormenta a otra.

Los eventos de lluvia sobre nieve más destructivos ocurren cuando los ríos ya están creciendo y los suelos están saturados, lo que puede ocurrir en respuesta a una serie de ríos atmosféricos cálidos que interactúan con una capa de nieve profunda, como lo hacen las montañas de California en este momento.El orden en que ocurren estas tormentas –o la secuencia de las tormentas– es especialmente importante para evaluar el riesgo de inundaciones porque estos eventos son, en parte, causados ​​por cambios rápidos entre períodos fríos de acumulación de nieve seguidos de eventos de lluvias cálidas.

¿Qué muestra la investigación sobre el riesgo futuro de eventos de lluvia sobre nieve en un clima cálido?

Se sabe aún menos sobre cómo puede responder el riesgo de inundaciones por lluvia sobre nieve a medida que el planeta se calienta.

En un clima más cálido, habrá menos riesgo de que la lluvia caiga sobre la nieve en las elevaciones más bajas. a medida que la capa de nieve disminuye, particularmente en regiones más cálidas como el noroeste del Pacífico.

Pero en elevaciones más altas, lluvias sobre nieve más frecuentes Se esperan eventos.Mientras temperaturas más cálidas Se espera que aumenten la intensidad de las precipitaciones, pero las investigaciones muestran que ese no es el factor más importante de este riesgo.Gran parte del aumento previsto en el riesgo de inundaciones por lluvia sobre nieve es resultado de la zona de transición lluvia-nieve se expande más alto en elevación para incluir áreas alpinas que históricamente recibieron predominantemente nevadas.

Los sistemas de control de inundaciones y gestión de embalses en estas regiones montañosas tendrán que considerar estos cambios futuros en los eventos de lluvia sobre nieve –además de los cambios en la intensidad de las precipitaciones y la secuencia de las tormentas– para entender completamente y prepararse para el riesgo de inundaciones locales a medida que el planeta se calienta.

Entonces, ¿los aumentos proyectados en las precipitaciones extremas y en las lluvias invernales aumentarán la ocurrencia de lluvia sobre nieve y el riesgo de inundaciones asociado?¿O una menor capa de nieve y mayores déficits de humedad del suelo reducirán el riesgo de inundaciones por lluvia sobre nieve en un clima más cálido?

En un clima futuro, se espera que la respuesta al riesgo de inundaciones por lluvia y nieve cambie de manera compleja y a menudo contradictoria.Los cambios proyectados son probable que varíe por región, estación, modelo climático, escenario de emisiones y horizonte temporal futuro.es un riesgo costoso eso requiere más investigación.