Quando chuvas intensas e ventos fortes assolam áreas costeiras densamente povoadas, cidades inteiras podem ser destruídas. Felizmente, governos e moradores têm a chance de se preparar com antecedência para minimizar os danos. Muitos desses desastres são causados por rios atmosféricos, que consistem em correntes de vapor d’água altamente concentradas transportadas por ventos intensos.
Estes fenômenos, popularmente chamados de “rios no céu”, são monitorados pelos meteorologistas, mas entender a dinâmica por trás deles poderia tornar as previsões mais precisas.
Em um estudo recém-publicado na revista Nature Communications, o professor Da Yang, da Universidade de Chicago, e o pesquisador Hing Ong, do Laboratório Nacional Argonne, ambos nos EUA, apresentam uma nova equação matemática que esclarece os processos que governam os rios atmosféricos.
A equipe espera que essa nova ferramenta ajude a prever eventos climáticos extremos e a compreender melhor como as mudanças climáticas influenciam tais fenômenos, além de 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 polos, transportando grandes volumes de umidade com ventos fortes.
Eles podem carregar até 15 vezes mais água do que o rio Mississippi e provocar chuvas intensas, neve e ventos severos ao atingirem áreas terrestres. Na Califórnia, por exemplo, cerca de metade da precipitação anual é trazida por rios atmosféricos, o que revela sua importância para o ciclo hídrico da região.
A costa oeste da América do Norte é particularmente vulnerável a esses fenômenos, que às vezes são chamados de “Pineapple Express” quando se originam nas proximidades do Havaí.
No entanto, os rios atmosféricos não são exclusivos dessa área; eles ocorrem globalmente, com uma média de cinco fluxos em cada hemisfério, movendo-se de oeste para leste. Enquanto os mais fracos ajudam a abastecer reservatórios e aliviar secas, os mais intensos trazem chuvas torrenciais que podem resultar em inundações e deslizamentos de terra.
Novo modelo para entender e prever rios atmosféricos
A maioria dos estudos sobre rios atmosféricos até hoje focou em monitorá-los, rastreá-los e classificá-los. No entanto, a compreensão do que determina a evolução de um rio atmosférico ainda era limitada. Em um comunicado, Yang disse que uma análise física mais detalhada é essencial para responder questões como: “O que alimenta os rios atmosféricos e os faz se mover?”.
A pesquisa de Yang e Ong introduz uma fórmula matemática chamada de “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, a IVKE oferece uma visão mais ampla sobre a energia que movimenta 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 essa nova estrutura, os cientistas descobriram que os rios atmosféricos se fortalecem pela conversão de energia potencial em energia cinética, e enfraquecem devido à condensação e turbulência. Seu movimento para o leste ocorre pelo deslocamento da energia cinética e da umidade ao longo das correntes de ar.
Essa descoberta, segundo Yang, oferece uma compreensão baseada 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), a agência norte-americana responsável pela previsão do tempo e monitoramento de fenômenos atmosféricos.
A integração da nova estrutura com os modelos da NOAA poderia melhorar a precisão das previsões de eventos extremos, ajudando governos e comunidades a tomar decisões preventivas mais informadas.
Impacto das mudanças climáticas nos rios atmosféricos
De acordo com o estudo, as mudanças climáticas também desempenham um papel na evolução dos rios atmosféricos. Com o aumento das temperaturas globais, a quantidade de vapor d’água na atmosfera tende a crescer, potencialmente tornando os rios atmosféricos mais intensos, desde que a circulação atmosférica permaneça relativamente constante. Essa questão, no entanto, foi deixada para investigações futuras.
Em continuidade à pesquisa de Yang, Aidi Zhang, novo membro da equipe, estudará como as mudanças climáticas podem impactar os rios atmosféricos utilizando a métrica IVKE para medir os efeitos da temperatura na formação e na intensidade desses fenômenos. Essa pesquisa pode revelar se os eventos de rios atmosféricos, potencialmente mais fortes em um clima em aquecimento, aumentarão os riscos de tempestades extremas e de enchentes nas regiões suscetíveis.
Yang tem experiência com estudos de tempestades em regiões tropicais, mas seu interesse por rios atmosféricos aumentou após viver na Califórnia por mais de uma década, onde testemunhou os efeitos diretos desses fenômenos. Hoje, em Chicago, ele busca entender como essas “tempestades aéreas” das latitudes médias afetam a vida e o clima, em especial em áreas costeiras vulneráveis a chuvas torrenciais e ventos.
A nova ferramenta de previsão tem o potencial de fornecer informações essenciais para proteger a população e a infraestrutura. Com ela, governos, agências e cidadãos podem se preparar de forma mais eficiente para enfrentar os impactos dos rios atmosféricos em um cenário de mudanças climáticas constantes.