Acima de nós, está “rios no céu” – faixas de umidade de umidade conhecidas como rios atmosféricos (ARs). Esses sistemas climáticos notáveis, abrangendo até milhares de quilômetros, transportam imensas quantidades de vapor de água através das latitudes médias, proporcionando chuvas cruciais. Embora os ARs sejam uma fonte de água important, principalmente para regiões propensas a seca como a Califórnia, elas também carregam um potencial destrutivo. Sua chegada repentina pode desencadear inundações catastróficas, deslizamentos de terra e danos generalizados, enquanto sua ausência pode aumentar os riscos de incêndios florestais.
Em nosso estudo recente publicado em NPJ Clima e ciência atmosféricainvestigamos a previsibilidade de rios atmosféricos semanas a meses de antecedência. A previsão de ARs em escalas de tempo subsácas a sazonais (S2s) (10 a 30 dias) é basic para a preparação e redução de riscos, mas continua sendo uma fronteira desafiadora na ciência climática. Nossas descobertas oferecem novas idéias sobre como os padrões climáticos em larga escala influenciam a previsibilidade do AR e abrem novas oportunidades para melhorar as previsões do S2S.
Como me interessei por rios atmosféricos?
Meu interesse em rios atmosféricos cresceu durante minha pesquisa inicial sobre eventos climáticos extremos e seu crescente impacto em um mundo do aquecimento. Percebi que os ARs estavam frequentemente no centro de algumas das inundações mais significativas e eventos de alívio da seca em regiões como o oeste dos EUA, essa dualidade me fascinou: como um único sistema climático poderia reabastecer o suprimento de água esgotado e devastar comunidades inteiras. Eu estava determinado a explorar se period possível prever esses “rios no céu” com mais antecedência, dando às comunidades e aos planejadores mais tempo para se preparar.
A oportunidade de investigar essa pergunta ocorreu quando entrei para a Universidade de Princeton e o Laboratório de Dinâmica de Fluidos Geofísicos da NOAA (GFDL), onde tive acesso a modelos e dados climáticos de ponta. Essa colaboração lançou as bases para o nosso estudo sobre a previsibilidade dos S2s da ARS.
Previsão de rios atmosféricos: uma aparência nos bastidores
No centro de nossa pesquisa está o sistema sem costura para o modelo de pesquisa e pesquisa de sistemas terrestres (Spear), desenvolvido no GFDL da NOAA. Spear é um modelo de previsão contínuo projetado para simular e prever a variabilidade climática de dias a décadas. Usamos para avaliar a variabilidade e a previsibilidade do AR em todo o hemisfério norte, com foco nos ARs de inverno, que geralmente são os mais intensos e impactantes.
Um dos primeiros desafios que enfrentamos foi determinar o quão bem a lança poderia prever o ARS além da janela de previsão do tempo padrão de 1 a 2 semanas. Enquanto Spear tem um bom desempenho em escalas de tempo curtas, prever com precisão o ARS nas semanas 3 a 4 se mostrou mais difícil. No entanto, identificamos períodos específicos – o que chamamos de janelas de oportunidade previstas – quando os ARs se tornam mais previsíveis. Essas janelas estão alinhadas com a atividade de padrões climáticos em larga escala, como a oscilação El Niño-Sul (ENSO), o padrão do Pacífico-Norte-Americano (PNA) e a oscilação do Ártico (AO), servindo como fonte dominante de previsibilidade de S2s escalas de tempo.
Além disso, nossa análise revelou que La Niña (a fase negativa do ENSO) aumenta a atividade da AR em relação aos EUA, melhorando a precisão da previsão. Da mesma forma, o PNA positivo e as fases AO negativas criam condições favoráveis para previsões mais confiáveis. Ao entender como esses motoristas climáticos influenciam os ARs, podemos melhorar significativamente as previsões de S2s.
Lições aprendidas e desafios enfrentados
Um dos aspectos mais gratificantes desta pesquisa foi colaborar com uma equipe multidisciplinar de cientistas da modelagem climática, meteorologia e antecedentes de análise de dados. Cada membro da equipe trouxe uma perspectiva única que ajudou a moldar o estudo. No entanto, o processo não ficou sem seus desafios. Os rios atmosféricos são altamente dinâmicos e a captura de sua variabilidade em escalas de tempo mais longas exigiu refinar o modelo várias vezes. A disponibilidade e o processamento de dados também representaram obstáculos, especialmente quando trabalha com grandes conjuntos de dados, abrangendo várias décadas.
Apesar desses desafios, o estudo foi um avanço na compreensão da previsibilidade dos ARs nas escalas de tempo S2S. Uma das principais principais coisas é que nenhum modelo ou método é perfeito. Melhorar as previsões requer integrar vários modelos, refiná -los continuamente e incorporar novos conhecimentos sobre os padrões climáticos.
Por que isso importa para a comunidade?
A previsão com precisão dos rios atmosféricos semanas com antecedência tem implicações de longo alcance. Para os gerentes de recursos hídricos, pode significar um melhor planejamento para armazenamento de água e controle de inundações. Para as equipes de emergência, fornece o tempo de entrega essential para se preparar para eventos climáticos extremos, potencialmente salvando vidas e reduzindo as perdas econômicas. As comunidades em áreas propensas a incêndios também podem se beneficiar sabendo quando esperar períodos secos prolongados.
Em uma escala mais ampla, esta pesquisa contribui para o esforço contínuo para tornar nossos sistemas de previsão climática mais confiáveis e acionáveis. Embora ainda haja muito a aprender, cada descoberta nos aproxima de desbloquear os segredos desses “rios no céu” e melhorar nossa compreensão do complexo sistema climático do planeta.
O que vem a seguir?
Olhando para o futuro, minha equipe e eu estamos trabalhando no uso de modelos de alta resolução para investigar como os redemoinhos de mesoescala oceânicos influenciam a atividade da AR. Os redemoinhos oceânicos desempenham um papel essential na modulação do transporte de calor e umidade na atmosfera, o que pode ter um impacto significativo na formação e intensidade dos rios atmosféricos. Ao incorporar processos oceânicos com mais precisão nos modelos climáticos, esperamos obter informações mais profundas sobre o comportamento da AR e melhorar ainda mais a precisão da previsão dos S2s.
Também estamos explorando como a atividade da AR se conecta aos riscos de incêndios na Califórnia. Os rios atmosféricos não são apenas responsáveis por eventos de chuva fortes, mas também por períodos secos prolongados quando não conseguem chegar ao aterrissagem. Esses períodos secos deixam a vegetação ressecada e aumentam a probabilidade de incêndios florestais. Compreender essa conexão é basic para melhorar as previsões do clima de fogo e apoiar estratégias de gerenciamento de incêndios florestais.
Ao continuar a desvendar os mistérios dos ARs, nosso objetivo é desenvolver ferramentas que capacitem as comunidades a se prepararem melhor para as bênçãos e os riscos que esses “rios no céu” trazem.
