La subida de las temperaturas y la actividad humana aumentan la escorrentía de tormentas y las crecidas repentinas
Los huracanes Florence y Michael en los EE. UU. y el súper tifón Mangkhut en Filipinas (como también la Gota fría que ha afectado España estos últimos días) han demostrado el impacto generalizado y dañino de las condiciones climáticas extremas tanto en los ecosistemas como en las comunidades construidas, con inundaciones repentinas que causan más muertes, así como pérdidas en la propiedad y la agricultura que por cualquier otro peligro severo relacionado con el clima.
Estas pérdidas han aumentado en los últimos 50 años y han superado los $ 30 mil millones por año en la última década. A nivel mundial, casi mil millones de personas viven ahora en las llanuras de inundación, aumentando su exposición a las inundaciones de los ríos debido a los fenómenos meteorológicos extremos y subrayando la urgencia de comprender y predecir estos eventos.
Los investigadores de Columbia Engineering han demostrado por primera vez que las escorrentías extremas han aumentado dramáticamente en respuesta a los cambios inducidos por el clima y el hombre. Sus hallazgos, publicados hoy 22 de octubre de 2018 en Nature Communications, muestran un gran aumento de las precipitaciones y las riadas extremas impulsadas por la actividad humana y el cambio climático.
El equipo, liderado por Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Instituto de la Tierra, también encontró que las escorrentías de las tormentas tienen una respuesta más fuerte por los cambios inducidos por el hombre (cambio climático, cambios en la cobertura del suelo en el uso del suelo, etc). Esto sugiere que las respuestas proyectadas de las escorrentías extremas por las tormentas climáticas y los cambios antropogénicos aumentarán drásticamente, lo que supondrá grandes amenazas para el ecosistema y afectará la resiliencia de la comunidad y la infraestructura de los sistemas.
Los investigadores descubrieron que los cambios en las escorrentías extremas de las tormentas, en la mayoría de las regiones del mundo, están en línea o son más altas que las de las precipitaciones extremas. Señalaron que las diferentes respuestas de la precipitación y la escorrentía de las tormentas a la temperatura pueden atribuirse no solo al calentamiento, sino también a factores como el uso y los cambios en la cobertura de la tierra, la gestión del agua y la tierra, y los cambios en la vegetación que han alterado las condiciones de la superficie subyacente y retroalimentaciones hidrológicas que, a su vez, han aumentado las escorrentías de la tormentas.
"Nuestro trabajo ayuda a explicar los mecanismos físicos subyacentes relacionados con la intensificación de las precipitaciones y las escorrentías extremas", dijo Gentine. "Esto ayudará a mejorar el pronóstico de inundaciones y los avisos de alerta temprana. Nuestros hallazgos pueden ayudar a proporcionar orientación científica para la planificación de la infraestructura y la resistencia de los ecosistemas, y podrían ayudar a formular estrategias para enfrentar el cambio climático".
La precipitación se genera después de que el vapor de agua se condensa en la atmósfera y la intensidad de la precipitación se rige por la disponibilidad de vapor de agua atmosférico. Debido a que la atmósfera puede contener más humedad a medida que aumenta la temperatura, los científicos del clima esperan ver una intensificación de las precipitaciones extremas con el cambio climático.
Debido a que los estudios anteriores investigaron principalmente la respuesta a la precipitación, el equipo de Gentine decidió examinar la respuesta de las precipitaciones y escorrentías extremas de las tormenta a los cambios naturales y antropogénicos en la temperatura de la superficie y el contenido de humedad atmosférica.
Realizaron un análisis hidrológico a escala global para caracterizar las respuestas y sus mecanismos físicos subyacentes. Luego, los investigadores evaluaron la influencia de la variabilidad a lo largo de décadas en la escala de las escorrentía extremas y la temperatura, y luego compararon sistemáticamente esto con los cambios en las precipitaciones extremas. Sus datos de escorrentía diaria observacional provienen de los conjuntos de datos del Centro de Datos de Escorrentía Global (GRDC, por sus siglas en inglés), y los datos de precipitación y temperatura del aire cerca de la superficie del conjunto de datos del Resumen Diario Global (GSOD).
"Estábamos tratando de encontrar los mecanismos físicos detrás de por qué están aumentando en todo el mundo la precipitación y las escorrentías extremas", dijo el autor principal del estudio, Jiabo Yin, un estudiante visitante de la Universidad de Wuhan que trabaja en el grupo de Gentine. "Sabemos que los extremos de precipitación y escorrentía se intensificarán significativamente en el futuro, y debemos modificar nuestras infraestructuras en consecuencia. Nuestro estudio establece un marco para investigar la respuesta a las escorrentías".
La precipitación se rige tanto por la termodinámica (la relación del vapor de agua y la temperatura) como por la dinámica atmosférica. El equipo de Gentine planea a continuación tratar de dividir los impactos de la dinámica y la termodinámica en la precipitación para obtener una comprensión más profunda sobre la intensificación de la precipitación. También se centrarán en detectar cambios debidos al calentamiento frente a los causados por la actividad humana para establecer un sistema adaptativo de gestión de recursos hídricos.
Artículo científico: Large increase in global storm runoff extremes driven by climate and anthropogenic changes
