Cuanta agua traía el ultimo Rio Atmosférico del 21/22 de Agosto 2017?

Como les conté en la anterior publicación, el pasado lunes 21 y martes 22 de Agosto la costa oeste del sur de Sudamérica se vio afectada por un temporal de fuertes lluvias y vientos debido a la llegada desde el océano Pacifico de un intenso frente frio y su socio, un "Rio Atmosférico" (fuerte corriente de vapor de agua desde el Pacifico). Ahora que cantidades de vapor transporto dicho rio y cuanta precipitación nos dejó al impactar contra la costa montañosa del sur de Sudamérica?

Veamos que nos dicen los datos meteorológicos. Usando los datos de Reanalisis podemos estimar cuanto vapor de agua transporto el rio atmosférico. Este tipo de datos proveen información del estado de la atmosfera a diferentes tiempos, y en niveles verticales en una grilla regular alrededor del globo, y por lo cual son muy usados y útiles para los meteorólogos. La Figura 1 muestra el contenido de vapor medido por el satélite SSM/I (panel izquierda) para el 21 de Agosto a las 9 hora local (HL) cuando el rio atmosférico recién toco tierra. En el panel de la derecha, se muestra para el mismo tiempo el campo del flujo de vapor de agua integrado en toda la columna vertical de la atmosfera (IVT, por sus siglas en inglés, sombreado en el panel derecho), calculado con los datos de reanalisis CFSR. La línea verde encierra el área del rio atmosférico, donde este flujo de vapor es bien superior a los valores climatológicos de invierno (por encima del percentil 85), mientras que su eje, máximos valores del flujo, son representados con las grillas o retículas en amarillo. Algunas características del rio se muestran en el texto abajo a la derecha. El punto de contacto del eje con tierra para ese tiempo fue a los 44ºS (al sur de la isla de Chiloé), la magnitud media del flujo de 559 kg m^-1 s^-1 y su dirección de la componente del NorOeste. Su longitud fue de 4365 km y su ancho de 658 km, características similares a las típicas (ver su definición en http://glossary.ametsoc.org/wiki/Atmospheric_river ).   

Fuente de datos: www.remss.com y rda.ucar.ed

Ahora recuerdan que les mencioné que el nombre río atmosférico surgió cuando sus descubridores calcularon que transportaban cantidades de agua en estado gaseoso (vapor) semejantes a las cantidades de agua transportadas por el rio Amazonas, el más caudaloso del mundo. Hagamos la estimación con este rio atmosférico para verificarlo.  El flujo IVT en cada retícula representa el flujo en cada  columna de la atmosfera, y si lo multiplicamos por el ancho del rio nos representa la masa de vapor de agua en Kg que traslada el rio por segundos. Esta estimación es análoga a la del caudal de un rio en hidrología.  Según los valores de la Fig.1 (der.)

Q_{RioAtmosferico} = Flujo medio IVT * Ancho = 559 kg m^-1 s^-1 * 658000 m ~=  3.7 10⁸ Kg  s^-1

Ahora, según Wikipedia el caudal promedio del rio Amazonas es Q_Amazonas = 230000 m³ s^-1. Por otro lado, sabemos que la densidad del agua en estado liquida es 1000 veces mayor que la del vapor (estado gaseoso), ρ = 1000 Kg  m^-3; y que la fórmula de la densidad es ρ = Masa/Volumen. Podemos expresar entonces el caudal del Rio en términos de masa de agua líquida transportada (en vez de su volumen en m³), y para eso debo multiplicar caudal del Rio Amazonas por la densidad (M=V * ρ). Nos queda

Q_RioAmazonas = 230000 m³ s^-1 * 1000 Kg m^-3  ~=  2.3 10⁸ Kg  s^-1

Este Rio Atmosférico trajo entonces más agua que el promedio del Amazonas. Espero haberlos convencidos con las cuentas, y no mareado…

Fuente: Explorador Climatico del
CR2 (explorador.cr2.cl)

Veamos cuanta precipitación nos dejó el Rio Atmosférico a su paso. Afortunadamente no toda esa enorme cantidad de vapor de agua se condensa en agua liquida y cae en forma de precipitacion, solo una proporcion del mismo. La Figura 2 muestra la precipitación acumulada entre las 9am del 20 de Agosto hasta las 9am del 23 de Agosto, cubriendo la totalidad del tiempo que el Rio toco tierra y se desplazó hacia el norte hasta desvanecer al impactar contra la cordillera de los Andes.

Los mayores acumulados de lluvias fueron superiores a los 120 mm en la Región de Aysén (43ºS-46ºS)  y un poco menos de 100 mm en la isla Chiloé en Chile. Un montón de lluvia que se concentró mayormente en un día, 21 de Agosto en ambos sectores, y que determino que algunos poblados resulten inundados, como puede verse en fotos y vídeos  encontradas en la web de Cucao, el poblado mas afectado.

https://www.facebook.com/RadioBioBio/videos/10156072480704672/

Un Rio Atmosférico impactando en la costa oeste y en los Andes del sur de Sudamérica

Un intenso frente frio asociado a un profundo ciclón extratropical (sistema de baja presión) no son los únicos responsable del tiempo severo que está afectando a gran parte del suroeste de Sudamérica. Frecuentemente, los intensos sistemas frontales de latitudes medias desarrollan una fuerte corriente en chorro (fuertes vientos) en niveles bajos (debajo los 1500m) de la atmosfera justo por delante del frente en el sector cálido, debido al marcado gradiente o diferencias de temperaturas que se genera en la zona limítrofe entre las masas de aire cálido y frio (sistema frontal). Cuando un profundo ciclón y un intenso frente se desplazan por el océano Pacifico hacia el continente, dicha corriente en chorro larga, angosta y dispuesta paralela al frente frio transporta inmensas cantidades de vapor de agua en la atmosfera. Las cantidades de agua que es transportada en forma de vapor o estado gaseoso en la atmosfera son comparables o superiores a las cantidades de agua líquida transportada por el rio Amazonas (Newell et al 1992), de ahí surge entonces su nombre de “Río Atmosférico”.

Un rio atmosférico es claramente distinguible en la última imagen satelital que muestra el contenido de vapor en la atmosfera del sensor SSM/I de un satélite de órbita polar (que gira sobre la tierra de polo a polo). Puede verse como la pluma alargada y angosta de alto contenido de vapor se extiende desde sectores subtropicales y tropicales del océano Pacifico sur hasta el sur de Sudamérica donde la misma ha tocado tierra en el continente.

A partir de muchos estudios científicos que documentaron dicho fenomeno desde comienzo del del siglo XXI hasta hoy, la Sociedad Americana de Meteorología (AMS, por sus siglas en inglés) ha establecido recientemente una definición formal del fenómeno en el glosario de meteorología. La siguiente Figura muestra la imagen simplificada de un rio atmosferico de acuerdo a la definicion. Ver el siguiente link para entender mejor la figura: http://glossary.ametsoc.org/wiki/Atmospheric_river

Cuando el rio atmosférico toca tierra en el continente, y se desplaza hacia el norte impactando contra la cordillera de los Andes, genera eventos muy intensos de precipitaciones orográficas en el sector a barlovento o pendiente arriba  de la cordillera (sector Chileno) debido al ascenso forzado por la topografía. Fuertes lluvias en sectores bajos de Chile e intensas nevadas en sectores más altos de la cordillera se generan cuando el rio impacta contra la cordillera de la costa y la de los Andes, que ocasionalmente pueden generar fuertes crecidas de los ríos, inundaciones, y/o avalanchas. Las lluvias acumuladas en las ultimas 24 horas desde la region de Aysen hasta la region del Maule, superan los 60 y 70 mm en varias estaciones (www.meteochile.gob.cl). A sotavento de la cordillera (Argentina) ocurren fuertes tormentas de viento seco del oeste en el sur de la Patagonia, y viento seco y más cálido, denominado "zonda" en el norte de la Patagonia y la región de Cuyo en Argentina, como los observados ayer 22 de agosto de 2017 en ciudades de Neuquén y en Malargüe, en el sur de Mendoza. Por la noche/madrugada de hoy 23 de agosto de 2017 se espera que baje el viento zonda en sectores del norte de Mendoza que incluyen la ciudad, cuando el frente y el rio atmosférico impacten en la 5ta Región de Chile. Lo beneficioso de este tipo de tormentas con ríos atmosféricos es que proveen de gran cantidad de nieve y agua en la cordillera, y entonces (como mostrare con más detalle en futuros posteos), este tipo de tormentas son las principales contribuidoras del recurso hídrico en la regiones bajas de Chile central y Mendoza. De acuerdo a mis estudios  de doctorado y posteriormente publicado en la revista científica Journal of Hydrometeorology (Viale and Nuñez 2011), este tipo de tormentas intensas y con ríos atmosféricos solo llegan hasta la zona central de Chile y los Andes de Cuyo (37º y 30ºS), en promedio, entre 3 y 5 veces en el invierno. Si quieres leer más en detalle acerca de este fenómeno y la climatología de las precipitaciones en la cordillera de los Andes de Cuyo y Chile central podes bajar el artículo en el siguiente link: http://journals.ametsoc.org/doi/full/10.1175/2010JHM1284.1

Actualmente estoy extendiendo el estudio de este tipo de tormentas con ríos hacia el sur del continente desde Tierra del Fuego hasta el centro oeste de Argentina y Chile central.  Pronto les mostrare algunos resultados. 

Referencias

Newell, R.E., N.E., Newell, Y. zoung, and C. Scoott, 1992: Tropospheric rivers? A pilot study. Geophysical Research Letter, Vol. 12, 2401-2404.

Viale, M., and M. N. Nuñez, 2011: Climatology of winter orographic precipitation over the Subtropical Central Andes and associated synoptic and regional characteristics. Journal of Hydrometeorology, 12, 481-507.