Ferramenta promete prever comportamento de rios atmosféricos

Quando chuvas intensas e ventos fortes atingem áreas costeiras densamente povoadas, cidades inteiras podem ser destruídas. Felizmente, os governos e os residentes têm a oportunidade de se prepararem antecipadamente para minimizar os danos. Muitos desses desastres são causados ​​por rios atmosféricos, que consistem em correntes altamente concentradas de vapor d’água transportadas por ventos intensos.

Esses fenômenos, popularmente chamados de “rios no céu”, são monitorados por meteorologistas, mas compreender a dinâmica por trás deles poderia tornar as previsões mais precisas.

Em um estudo publicado recentemente na revista Comunicações da Naturezao professor Da Yang, da Universidade de Chicago, e o pesquisador Hing Ong, do Argonne National Laboratory, ambos nos EUA, apresentam uma nova equação matemática que esclarece os processos que governam os rios atmosféricos.

A equipa espera que esta nova ferramenta ajude a prever eventos meteorológicos extremos e a compreender melhor como as alterações climáticas influenciam tais fenómenos, bem como a melhorar a comunicação dos riscos meteorológicos.

Rios atmosféricos: fenômeno global de alto impacto

Os rios atmosféricos são regiões estreitas e alongadas de vapor d’água que se formam nos trópicos e viajam em direção aos pólos, transportando grandes volumes de umidade com ventos fortes.

Eles podem transportar até 15 vezes mais água que o rio Mississippi e causar chuvas intensas, neve e ventos fortes quando atingem áreas terrestres. Na Califórnia, por exemplo, cerca de metade da precipitação anual é trazida pelos rios atmosféricos, o que revela a sua importância para o ciclo hidrológico da região.

A costa oeste da América do Norte é particularmente vulnerável a estes fenómenos, que às vezes são chamados de “Abacaxi Expresso”Quando eles se originam perto do Havaí.

Contudo, os rios atmosféricos não são exclusivos desta área; ocorrem globalmente, com uma média de cinco correntes em cada hemisfério, movendo-se de oeste para leste. Enquanto os mais fracos ajudam a encher os reservatórios e a aliviar as secas, os mais intensos trazem chuvas torrenciais que podem resultar em inundações e deslizamentos de terra.

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Novo modelo para compreender e prever rios atmosféricos

A maioria dos estudos sobre rios atmosféricos até o momento concentrou-se em monitorá-los, rastreá-los e classificá-los. Contudo, a compreensão do que determina a evolução de um rio atmosférico ainda era limitada. Em um declaraçãoYang disse que uma análise física mais detalhada é essencial para responder a questões como: “O que alimenta os rios atmosféricos e os faz mover?”

A pesquisa de Yang e Ong introduz uma fórmula matemática chamada “energia cinética de vapor integrada” (IVKE), que combina a quantidade de vapor d’água e a intensidade dos ventos em uma única métrica. Ao contrário da métrica convencional IVT (transporte integrado de vapor), que se limita ao rastreamento, o IVKE oferece uma visão mais ampla da energia que impulsiona esses rios atmosféricos e pode explicar por que eles se intensificam, enfraquecem ou mudam de direção.

“Uma equação, duas respostas”: o segredo da força e direção dos rios atmosféricos

Com esta nova estrutura, os cientistas descobriram que os rios atmosféricos se fortalecem ao converter energia potencial em energia cinética e enfraquecem devido à condensação e turbulência. Seu movimento para leste ocorre pelo deslocamento da energia cinética e da umidade ao longo das correntes de ar.

Essa descoberta, segundo Yang, oferece um entendimento baseado em princípios físicos, permitindo previsões em tempo real sobre a intensidade e o deslocamento dos rios atmosféricos.

O modelo também ajuda a complementar as análises da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA), agência norte-americana responsável pela previsão do tempo e monitoramento dos fenômenos atmosféricos.

A integração da nova estrutura com os modelos NOAA poderia melhorar a precisão das previsões de eventos extremos, ajudando os governos e as comunidades a tomar decisões preventivas mais informadas.

Impacto das mudanças climáticas nos rios atmosféricos

Segundo o estudo, as mudanças climáticas também desempenham um papel na evolução dos rios atmosféricos. À medida que as temperaturas globais aumentam, a quantidade de vapor de água na atmosfera tende a aumentar, tornando potencialmente os rios atmosféricos mais intensos, desde que a circulação atmosférica permaneça relativamente constante. Essa questão, no entanto, ficou para futuras investigações.

Dando continuidade à pesquisa de Yang, Aidi Zhang, novo membro da equipe, estudará como as mudanças climáticas podem impactar os rios atmosféricos usando a métrica IVKE para medir os efeitos da temperatura na formação e intensidade desses fenômenos. Esta investigação poderá revelar se os eventos atmosféricos fluviais, potencialmente mais fortes num clima mais quente, aumentarão os riscos de tempestades extremas e inundações em regiões suscetíveis.

Yang tem experiência no estudo de tempestades em regiões tropicais, mas seu interesse pelos rios atmosféricos cresceu depois de morar na Califórnia por mais de uma década, onde testemunhou os efeitos diretos desses fenômenos. Hoje, em Chicago, procura compreender como estas “tempestades aéreas” de latitudes médias afetam a vida e o clima, especialmente em zonas costeiras vulneráveis ​​a chuvas torrenciais e ventos.

A nova ferramenta de previsão tem potencial para fornecer informações essenciais para proteger a população e as infraestruturas. Com ele, governos, agências e cidadãos poderão se preparar de forma mais eficiente para enfrentar os impactos dos rios atmosféricos em um cenário de constantes mudanças climáticas.