I fiumi atmosferici trasportano quantità incalcolabili di acqua attraverso il cielo, portando umidità in regioni colpite dalla siccità come gli Stati Uniti occidentali. Tuttavia, è stato a lungo difficile per i ricercatori determinare con certezza se una particolare tempesta di fiumi atmosferici in arrivo provocherà inondazioni disastrose. Ora, un nuovo studio condotto dal Desert Research Institute (DRI) dimostra che tenere conto dei livelli di saturazione del suolo può migliorare sostanzialmente il sistema di allerta precoce di eventi alluvionali potenzialmente distruttivi. La ricerca, pubblicata su Nature Communications, è stata guidata dall’idrologa del DRI Mariana Webb. Lei e il suo team hanno esaminato oltre 71.000 tempeste di fiumi atmosferici negli Stati Uniti occidentali e nel Cile centrale per migliorare l’allerta precoce per rischio di inondazioni.
L’attuale scala di valutazione dei fiumi atmosferici, che classifica le tempeste su uno spettro da quelle principalmente benefiche a quelle principalmente pericolose, si basa esclusivamente sulla dimensione e sulla durata della tempesta. Incorporando i livelli di saturazione del suolo al momento dell’arrivo di una tempesta, Webb ha raddoppiato la correlazione tra il livello di intensità della tempesta e l’esito delle inondazioni, aumentando di oltre il 25% il numero di tempeste che generano inondazioni classificate come pericolose. Grazie a queste modifiche, i meteorologi hanno potuto prevedere con precisione il potenziale rischio di inondazione per circa l’87% delle tempeste in California e il 72% delle tempeste in Cile.
“Come idrologa, ritengo che fosse davvero necessario includere i processi che avvengono sulla superficie terrestre: il suolo assorbe l’umidità in entrata come una spugna, oppure questa spugna è satura e causa un aumento della portata d’acqua?“, ha affermato Webb. “E quando lo abbiamo fatto, abbiamo riscontrato miglioramenti significativi nella capacità della scala di identificare i rischi di inondazione”.
La ricerca può rafforzare i sistemi di allerta precoce per le inondazioni e contribuire a ridurre i danni causati dalle tempeste, stimati in circa 1,1 miliardi di dollari all’anno solo sulla costa occidentale degli Stati Uniti. Potrebbe anche aiutare i gestori idrici a preparare meglio i sistemi di invasi per garantire che venga catturata la maggior quantità d’acqua possibile per sostenere la regione durante la lunga stagione secca, senza aumentare il rischio di inondazioni.
Lo studio
Per tenere conto dei livelli di saturazione del suolo, Webb e il suo team hanno creato un semplice proxy basato sulla quantità di precipitazioni cadute nei 90 giorni precedenti. Poiché queste informazioni sono ampiamente disponibili, l’approccio può essere utilizzato anche in aree prive di dati di osservazione dell’umidità del suolo. Quando le precipitazioni recenti indicano condizioni particolarmente umide, la scala del fiume atmosferico viene corretta verso l’alto per riflettere il maggiore potenziale di rischio di alluvione della tempesta. Quando le precipitazioni recenti sono scarse, la scala viene di conseguenza corretta verso il basso.
“L’eleganza dell’approccio della Dott.ssa Webb sta nel combinare due indicatori di allerta precoce – i fiumi atmosferici in arrivo e le condizioni del terreno in superficie – in un quadro semplice, familiare e che rappresenta meglio i potenziali rischi di alluvione di quanto possano fare singolarmente“, ha affermato Christine Albano, Professoressa Associata di Idrologia presso il DRI e coautrice del nuovo studio.
Sia gli Stati Uniti occidentali che il Cile centrale sono soggetti a frequenti tempeste di fiumi atmosferici che trasportano l’umidità dai tropici alle medie latitudini terrestri, spingendo Webb a lavorare a stretto contatto con i collaboratori dello studio in Cile per perfezionare i sistemi di allerta precoce per le inondazioni in entrambe le regioni.
“L’analisi completa condotta dalla Dott.ssa Webb mostra che tempeste di fiumi atmosferici simili possono produrre impatti di alluvione molto diversi a seconda del livello di umidità del territorio prima della tempesta“, ha affermato Deniz Bozkurt, Professore di Meteorologia presso l’Università di Valparaíso, in Cile, coautore della ricerca. “Nel Cile centrale, come in California, i fiumi atmosferici sono un’importante fonte di acqua stagionale, ma anche una delle principali cause di alluvioni dannose, rendendo essenziale una comprensione accurata del loro impatto per anticipare il rischio di alluvioni”.
Migliorare i sistemi di allerta precoce
Ora borsista post-dottorato presso il Center for Western Weather and Water Extremes (CW3E) dell’Università della California, San Diego, Webb spera di rendere operativa la scala dei fiumi atmosferici modificata per supportare i sistemi di allerta precoce e fornire informazioni più localizzate sui potenziali impatti di una tempesta in arrivo.
“L’integrazione delle migliori informazioni disponibili sull’umidità del suolo, come nel lavoro condotto dalla Dott.ssa Webb, fornisce un contesto fondamentale su come un bacino idrografico probabilmente risponderà all’arrivo di un fiume atmosferico“, ha affermato Anna Wilson, Vicedirettrice per la Ricognizione Fluviale Atmosferica presso CW3E, coautrice della ricerca. “Questa prospettiva aggiuntiva supporta previsioni di rischio più concrete, aiutando i responsabili delle emergenze, i gestori dei bacini idrografici e le comunità a prendere decisioni più tempestive e consapevoli in materia di preparazione e gestione per la propria località quando è previsto l’arrivo di un fiume atmosferico”.
Con la crescente frequenza degli eventi meteorologici estremi, la ricerca illustra come gli strumenti di classificazione del rischio possano essere migliorati considerando la loro interazione con la superficie terrestre.
“Questa opportunità si estende oltre i fiumi atmosferici e comprende altri pericoli meteorologici in cui le condizioni sul terreno influenzano le conseguenze idrologiche, tra cui inondazioni causate dallo scioglimento delle nevi, erosione post-incendio o rischi di inondazione aggravati dai livelli dei bacini idrici”, ha affermato Webb.
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