Cos'è un fiume atmosferico?Con inondazioni e smottamenti in California, un idrologo spiega gli aspetti positivi e negativi di queste tempeste e come stanno cambiando

Milioni di californiani lo erano sotto allerta inondazioni come a potente fiume atmosferico ha portato forti piogge sulla costa occidentale all'inizio di febbraio 2024.Los Angeles ha visto uno dei giorni più piovosi mai registrati con oltre 4 pollici di pioggia il 2 febbraio4.Altre comunità sono state colpite da più di 12 pollici di pioggia e segnalate inondazioni diffuse. Detriti e colate di fango fermare tratti di autostrade E strade verso Malibu.

Era il ultimo di una serie di fiumi atmosferici per portare precipitazioni estreme sulla costa occidentale.Sebbene queste tempeste siano temute per i danni che possono causare, sono anche essenziali per l’approvvigionamento idrico della regione, in particolare in California, poiché Qian Cao, spiega un idrologo dell'Università della California, a San Diego.

Cosa sono i fiumi atmosferici?

Un fiume atmosferico è uno stretto corridoio o filamento di vapore acqueo concentrato trasportato nell'atmosfera.È come un fiume nel cielo che può essere 1.000 miglia di lunghezza.In media, i fiumi atmosferici hanno circa due volte il flusso regolare del Rio delle Amazzoni.

Quando i fiumi atmosferici si scontrano con le montagne o incontrano le dinamiche atmosferiche locali e sono costretti a risalire, l’umidità che trasportano si raffredda e si condensa, quindi possono produrre piogge o nevicate intense.

I fiumi atmosferici si trovano in tutto il mondo, più comunemente alle medie latitudini.Si formano quando modelli meteorologici su larga scala si allineano per creare canali stretti, o filamenti, di intenso trasporto di umidità.Questi iniziano su acque calde, tipicamente oceani tropicali, e sono guidati verso la costa da correnti a getto di basso livello davanti ai fronti freddi dei cicloni extratropicali.

Lungo gli Stati UnitiSulla costa occidentale, l'Oceano Pacifico funge da riserva di umidità per la tempesta e le catene montuose fungono da barriere, motivo per cui i lati occidentali delle catene costiere e la Sierra Nevada vedono così tanta pioggia e neve.

Perché i fiumi atmosferici consecutivi sono ad alto rischio di inondazioni?

Fiumi atmosferici consecutivi, noti come famiglie AR, può causare inondazioni significative.

I primi forti acquazzoni saturano il terreno.COME arrivano temporali consecutivi, le loro precipitazioni cadono su terreni che non possono assorbire più acqua.Ciò contribuisce a un maggiore deflusso.Fiumi e ruscelli si riempiono.Nel frattempo, potrebbe verificarsi uno scioglimento della neve a causa delle temperature calde, che si aggiungerebbe ulteriormente al rischio di deflusso e inondazioni.

La California ha sperimentato una corsa storica di nove fiumi atmosferici consecutivi nell’arco di tre settimane nel dicembre 2022 e nel gennaio 2023.Le tempeste ha contribuito a ripristinare la maggior parte dei serbatoi alle medie storiche nel 2023 dopo diversi anni di siccità, ma hanno anche prodotto danni alluvioni e colate detritiche.

La causa delle famiglie AR è un’area di ricerca attiva.Rispetto ai singoli eventi atmosferici fluviali, le famiglie AR tendono ad essere associate ad altezze di pressione atmosferica più basse nel Pacifico settentrionale, altezze di pressione più elevate nelle regioni subtropicali, una corrente a getto più forte e più allungata a livello zonale e temperature dell’aria tropicale più calde.

Modelli meteorologici e fenomeni climatici su larga scala come il Oscillazione Madden-Julian, o MJO, svolgono anche un ruolo importante nella generazione delle famiglie AR.Uno spostamento attivo del MJO si è verificato durante gli eventi dell’inizio del 2023, inclinando le probabilità verso una maggiore attività fluviale atmosferica sulla California.

Un recente studio condotto da scienziati di Stanford e dell’Università della Florida ha scoperto che le tempeste si verificano all’interno delle famiglie AR causare danni economici da tre a quattro volte maggiori quando le tempeste arrivano una dopo l'altra di quelle che avrebbero causato da sole.

Quanto sono importanti i fiumi atmosferici per l’approvvigionamento idrico della costa occidentale?

Sono un idrologo ricercatore, quindi mi concentro sugli impatti idrologici dei fiumi atmosferici.Sebbene possano comportare rischi di inondazioni, i fiumi atmosferici sono anche essenziali per l’approvvigionamento idrico occidentale.I fiumi atmosferici sono stati responsabili della fine più di un terzo delle principali siccità della regione, inclusa la grave siccità della California del 2012-2016.

I fiumi atmosferici forniscono una media di Dal 30% al 50% delle precipitazioni annuali della costa occidentale.

Contribuiscono anche al manto nevoso, che fornisce una parte significativa della fornitura idrica della California durante tutto l’anno.

In un anno medio, uno o due fiumi con condizioni atmosferiche estreme con neve daranno il contributo dominante al manto nevoso nella Sierra Nevada.Insieme, i fiumi atmosferici lo faranno contribuire dal 30% al 40% circa dell’accumulo totale di neve in una stagione media in quella zona.

Ecco perché i miei colleghi del Centro per il clima occidentale e gli estremi dell'acqua presso lo Scripps Institution of Oceanography, parte dell'Università della California, a San Diego, lavorano su migliorare le previsioni e le previsioni atmosferiche dei fiumi.I gestori dell’acqua devono essere in grado di regolare i serbatoi e capire quanta acqua possono risparmiare per la stagione secca, lasciando comunque spazio nei serbatoi per gestire il rischio di inondazioni derivanti da future tempeste.

In che modo il riscaldamento globale influisce sui fiumi atmosferici?

L'aria più calda può trattenere più umidità.Con l’aumento delle temperature globali in futuro, possiamo aspettarci fiumi atmosferici più intensi, che porteranno a un aumento degli eventi di precipitazioni intense ed estreme.

La mia ricerca mostra anche che i fiumi hanno più atmosfera è probabile che si verifichino contemporaneamente in condizioni già umide.Quindi aumenta anche la possibilità di inondazioni estreme.Un altro studio, condotto da scienziati dell’Università di Washington, suggerisce che ci sarà un spostamento stagionale a fiumi più atmosferici all'inizio della stagione delle piogge.

Probabilmente ce ne saranno anche di più variabilità di anno in anno nelle precipitazioni annuali totali, in particolare in California, come studio condotto dai miei colleghi del Center for Western Weather and Water Extremes.

Questo articolo è stato aggiornato a febbraio5, 2024, con inondazioni e smottamenti in California.