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Quebra de ondas e transporte de umidade geram eventos extremos de precipitação
Os resultados, publicados na revista Weather and Climate Dynamics, melhoram nossa compreensão dos processos atmosféricos e dos sistemas climáticos que levam a eventos extremos de precipitação.
Por União Europeia de Geociências - 09/03/2021


Apesar de estar localizado em uma das regiões mais secas do mundo - o Deserto do Atacama, no norte do Chile - o rio Copiapó, geralmente seco, inundou várias vezes durante os séculos XIX e XX. Os depósitos sedimentares das cheias de 2017 são mostrados aqui. As enchentes do Atacama de 2015, analisadas neste jornal, estiveram entre as piores já registradas na região, matando 178 pessoas. Crédito: Manu Abad via Imaggeo

Todos os anos, em todo o mundo, eventos extremos de precipitação causam inundações catastróficas que resultam em trágicas perdas de vidas e danos dispendiosos à infraestrutura e propriedade. No entanto, uma variedade de sistemas climáticos diferentes podem causar esses eventos extremos, portanto, um entendimento detalhado dos processos atmosféricos que levam à sua formação é crucial.

Agora, pela primeira vez, uma análise global revela que dois processos atmosféricos entrelaçados impulsionam a formação de muitos eventos extremos de precipitação em grande escala em todo o mundo, particularmente em regiões subtropicais secas, onde podem causar inundações catastróficas, como ocorreu em março de 2015 no Deserto do Atacama.

Pesquisas anteriores sobre eventos extremos de precipitação concentraram-se principalmente em regiões úmidas, onde os ciclones são normalmente responsáveis ​​por esses eventos, enquanto as regiões subtropicais secas foram menos estudadas. No entanto, são precisamente essas regiões subtropicais secas, incluindo desertos, "onde esses eventos misteriosos são menos esperados, mas podem causar impactos devastadores", diz Andries-Jan de Vries, um cientista atmosférico da ETH Zürich e do Instituto Max Planck de Química em Mainz, Alemanha, autor do novo estudo.

Os resultados, publicados na revista Weather and Climate Dynamics da União Europeia de Geociências (EGU) , melhoram nossa compreensão dos processos atmosféricos e dos sistemas climáticos que levam a eventos extremos de precipitação. Isso, por sua vez, poderia ajudar a melhorar as previsões, talvez levando ao desenvolvimento de sistemas de alerta precoce que poderiam salvar vidas.

Os resultados também podem melhorar nossa compreensão de como esses eventos extremos responderão às mudanças climáticas. A intensidade e a frequência dessas chuvas intensas têm aumentado nas últimas décadas, e a tendência é projetada para continuar sob o aquecimento global.

Quebrando ondas e transportes de umidade

Este estudo destaca o papel de dois processos atmosféricos na formação de eventos extremos de precipitação: a quebra das ondas de Rossby e o transporte intenso de umidade .

As ondas de Rossby, também chamadas de ondas planetárias porque surgem devido à rotação da Terra, são ondas que ocorrem no oceano e na atmosfera, descobertas pela primeira vez na década de 1930 por Carl Rossby. Na atmosfera, as ondas de Rossby determinam em grande parte o clima nas regiões de latitudes médias. Devido a processos não lineares, as ondas de Rossby podem se amplificar e, eventualmente, quebrar (semelhante às ondas do oceano que se movem em terra).
 
O transporte intenso de umidade refere-se a grandes massas de vapor d'água movendo-se horizontalmente na atmosfera. O processo tem sido associado a precipitações extremas e inundações, geralmente ao longo das costas ocidentais dos continentes. Quando o transporte de umidade aparece em uma estrutura de formato alongado atingindo comprimentos de vários milhares de quilômetros, é mais conhecido como um "rio atmosférico".

Um carro depositado por enchentes em Lefthand Creek, ao norte de Boulder, Colorado,
em setembro de 2013. Crédito: Terri Cook via Imaggeo

"Quando as ondas de Rossby se amplificam e se quebram, as massas de ar frio invadem as latitudes mais altas para as latitudes mais baixas e vice-versa", diz De Vries. "Esse processo atmosférico pode levar ao intenso transporte de umidade, desestabilizar a troposfera e forçar a ascensão das massas de ar, que juntas favorecem a formação de precipitações extremas."

Uma descoberta importante do estudo é que a severidade da precipitação extrema é fortemente influenciada pelas características dos dois processos atmosféricos. “Quanto mais forte a quebra da onda e mais intenso o transporte de umidade, maiores serão os volumes de precipitação”, diz De Vries.

Precipitação extrema e inundações catastróficas

De Vries analisou eventos extremos diários de precipitação que ocorrem em todo o mundo entre 1979 e 2018. A análise se concentrou em eventos de grande escala e não considerou chuvas intensas de curta duração muito locais, que são normalmente causadas por tempestades únicas.

Ele descobriu que a quebra da onda de Rossby pode explicar mais de 90% dos eventos extremos de precipitação na América do Norte central e no Mediterrâneo. Nas zonas costeiras, no entanto, mais de 95% dos eventos extremos de precipitação foram causados ​​pelo intenso transporte de umidade, o que é consistente com as descobertas de estudos anteriores sobre rios atmosféricos.

Uma das descobertas mais interessantes foi a descoberta de locais onde os dois processos combinados conduzem os eventos extremos. "É importante ressaltar que a ocorrência combinada desses dois processos atmosféricos pode explicar até 70 por cento dos eventos extremos de precipitação em regiões onde menos se esperaria - as regiões subtropicais secas", diz De Vries. "Ondas quebrando que chegam de latitudes médias incomumente longe em direção ao equador podem atrair umidade dos trópicos úmidos para os subtrópicos secos, o que alimenta as chuvas fortes.

O estudo demonstrou ainda que os processos combinados desempenharam um papel fundamental em 12 eventos históricos de precipitação extrema que resultaram em inundações catastróficas , milhares de mortos e feridos, bilhões de dólares em danos e impactos socioeconômicos sustentados que duraram muito além do evento de inundação. Essas inundações incluíram as inundações de Natal, África do Sul, de setembro de 1987; as inundações nos Alpes em outubro de 2000; as inundações de Uttarakhand, Índia, em junho de 2013; as inundações do Colorado em setembro de 2013; e as inundações do Deserto de Atacama em março de 2015.

 

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