Este mapa mostra três rios atmosféricos (ARs) consecutivos atingindo a costa oeste dos EUA. O mapa ilustra quanto vapor de água se move pela atmosfera em um determinado momento e local, com uma legenda de gradiente de cores que varia do amarelo (menos umidade) ao roxo escuro (mais umidade). Crédito:Yang Zhou/Berkeley Lab Na temporada de inverno de 2022-2023 da Califórnia, o estado enfrentou nove rios atmosféricos (ARs) que levaram a inundações extremas, deslizamentos de terra e cortes de energia – a maior duração de condições de AR contínuas nos últimos 70 anos. Cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) conduziram recentemente um estudo usando aprendizado de máquina para compreender melhor esses sistemas climáticos complexos, descobrindo que rios atmosféricos mais intensos têm maior probabilidade de ocorrer em sucessão dentro de um curto período de tempo.
Um artigo publicado em Communications Earth and Environment detalha suas descobertas.
O clima de inverno da Califórnia é amplamente definido por esses rios atmosféricos - regiões longas e estreitas na atmosfera que transferem vapor d'água dos trópicos, mais comumente associados à Costa Oeste vindo do Oceano Pacífico. Quando atingem a terra firme (ou seja, passam sobre a terra), podem liberar grandes quantidades de chuva e neve. Os efeitos ambientais e económicos catastróficos das RA destacam a urgência de estudá-las, especialmente à medida que o clima da Terra muda.
“Os eventos atmosféricos fluviais provavelmente piorarão com o aumento das temperaturas”, explicou Yang Zhou, cientista da Área de Ciências da Terra e Ambientais (EESA) e principal autor da publicação. “Ao estudar como e por que ocorrem eventos mais densos, podemos tentar ajudar a Califórnia a estar melhor preparada”.
Embora os rios atmosféricos sejam amplamente estudados, a ciência por trás dos eventos de RA consecutivos permaneceu em grande parte um mistério. Zhou, juntamente com os cientistas seniores do Berkeley Lab, William Collins e Michael Wehner, procuraram investigar o comportamento da AR usando clusters – grupos de landfalls de AR que ocorreram em uma região específica durante um período de tempo relativamente curto. A equipe usou aprendizado de máquina para identificar esses clusters, investigando suas características, impacto e ligações com as circulações atmosféricas.
Para fazer isso, os pesquisadores se concentraram em quantos “dias” de AR, que ocorrem quando os ARs caem sobre as terras da Costa Oeste e liberam precipitação, aconteceram durante o período do aglomerado. Isso é chamado de “densidade do cluster”. Por exemplo, um cluster mais denso de cinco dias teria quatro dos cinco dias como dias AR, enquanto um cluster menos denso teria dois dos cinco dias como dias AR.
“Nossas descobertas mostram que eventos de AR mais intensos têm maior probabilidade de ocorrer com clusters de AR mais densos”, explicou Zhou. "Isso significa que não apenas há menos tempo disponível para a recuperação da terra entre os eventos, mas que os próprios eventos individuais são mais extremos. Isso torna o efeito geral dos clusters AR densamente distribuídos ainda mais severo."
A equipe também estudou como a densidade dos aglomerados afetou a gravidade das consequências sobre a terra, mostrando que aglomerados mais densos resultam em mais inundações e danos às infraestruturas e aos ecossistemas. Isso ocorre porque a terra tem menos tempo para se recuperar, pois chuvas fortes continuam a ocorrer com intervalos mais curtos.
Eles também investigaram como os padrões atmosféricos afetam os aglomerados, descobrindo que condições atmosféricas específicas relacionadas à pressão e aos ventos eram mais favoráveis para a ocorrência de aglomerados densos em um mundo mais quente.
Conhecer as condições atmosféricas que normalmente resultam em aglomerados densos de AR e que eventos extremos de AR são mais prováveis de ocorrer em aglomerados de AR pode ajudar a informar os cientistas que prevêem esses eventos anos e décadas no futuro e as comunidades que tentam se preparar para eles.
