Un team di ricercatori guidato dalla Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California a San Diego ha creato una scala per caratterizzare la forza e gli impatti dei "fiumi atmosferici, " bande lunghe e strette di vapore acqueo atmosferico spinte da forti venti. Sono prevalenti sull'Oceano Pacifico e possono fornire agli Stati Uniti occidentali gran parte delle sue precipitazioni durante poche tempeste invernali individuali.

Sono la fonte della maggior parte delle piogge e delle inondazioni più intense della costa occidentale, e sono un contributore principale all'approvvigionamento idrico. Per esempio, all'incirca, L'80% delle violazioni degli argini nella Central Valley della California sono associate a fiumi atmosferici che cadono.

La scala, descritto giovedì nel febbraio 2019 Bollettino dell'American Meteorological Society , assegna cinque categorie ai fiumi atmosferici (AR) utilizzando come criteri la quantità di vapore acqueo che trasportano e la loro durata in un dato luogo. L'intenzione della scala è descrivere una serie di scenari che possono rivelarsi benefici o pericolosi in base alla forza dei fiumi atmosferici.

La scala è stata sviluppata da F. Martin Ralph, direttore del Center for Western Water and Weather Extremes (CW3E) presso Scripps, in collaborazione con Jonathan Rutz del National Weather Service e diversi altri esperti. Classifica i fiumi atmosferici da 1 a 5 e crea le categorie "debole, " "moderato, " "forte, " "estremo, " ed "eccezionale". Utilizza quantità di vapore acqueo all'interno di un fiume atmosferico come base e un periodo da 24 a 48 ore come misura standard di durata. Quando un AR dura in un'area per meno di 24 ore, è retrocesso di una categoria, ma se persiste per più di 48 ore, è promosso. Questo approccio si basa su ricerche che dimostrano che una combinazione di un forte trasporto di vapore acqueo con una lunga durata in un luogo, è ciò che provoca i maggiori impatti. A differenza della scala degli uragani, recentemente criticato per non rappresentare adeguatamente gli impatti degli uragani di categoria inferiore a movimento lento, la scala AR costruisce nella durata come un fattore fondamentale.

La scala classifica gli AR come segue:

• AR Cat 1 (debole):Principalmente vantaggioso. Per esempio, un 23 febbraio, 2017 AR ha colpito la California, è durato 24 ore sulla costa, e ha prodotto precipitazioni modeste.
• AR Cat 2 (moderato):per lo più vantaggioso, ma anche un po' pericoloso. Un fiume suggestivo il 19-20 novembre, Il 2016 ha colpito la California settentrionale, è durato 42 ore sulla costa, e ha prodotto diversi pollici di pioggia che hanno contribuito a ricostituire i serbatoi bassi dopo una siccità.
• AR Cat 3 (Forte):Equilibrio tra benefico e pericoloso. Un fiume suggestivo il 14-15 ottobre, Il 2016 è durato 36 ore al mare, ha prodotto 5-10 pollici di pioggia che ha aiutato a riempire i serbatoi dopo una siccità, ma ha anche causato l'innalzamento di alcuni fiumi appena al di sotto della fase di piena.
• AR Cat 4 (estremo):per lo più pericoloso, ma anche vantaggioso. Per esempio, un fiume atmosferico l'8-9 gennaio, Il 2017, che è durato 36 ore, ha prodotto fino a 14 pollici di pioggia nella Sierra Nevada e ha causato l'inondazione di almeno una dozzina di fiumi.
• AR Cat 5 (Eccezionale):Principalmente pericoloso. Per esempio, a 29 dicembre 1996 al 2 gennaio, Il fiume atmosferico del 1997 è durato oltre 100 ore sulla costa della California centrale. Le forti precipitazioni e il deflusso associati hanno causato danni per oltre $ 1 miliardo.

Ralph è considerato una delle principali autorità sui fiumi atmosferici, che sono stati ufficialmente definiti dall'American Meteorological Society nel 2017. I ricercatori hanno iniziato a studiare in profondità i fiumi atmosferici solo negli ultimi due decenni basandosi su precedenti ricerche sulla struttura e sulle precipitazioni dei cicloni extratropicali, soprattutto nel Regno Unito. A quel tempo, hanno anche capito come questi eventi facciano spesso la differenza tra gli anni delle inondazioni e quelli della siccità nelle principali regioni costiere di tutto il mondo, come la California.

Ralph ha affermato che la scala potrebbe fornire uno strumento cruciale ai funzionari con la necessità operativa di valutare il potenziale di alluvione nelle loro giurisdizioni prima che colpiscano le tempeste. A differenza di altre scale che si concentrano principalmente sul potenziale di danno, come la scala Fujita per i tornado o la scala Saffir-Simpson per gli uragani, la scala atmosferica del fiume rappresenta non solo le tempeste che possono rivelarsi pericolose, ma anche per i temporali che possono apportare benefici all'approvvigionamento idrico.

"La scala riconosce che gli AR deboli sono spesso per lo più vantaggiosi perché possono migliorare l'approvvigionamento idrico e il manto nevoso, mentre AR più forti possono diventare per lo più pericolosi, ad esempio se colpiscono un'area con condizioni che ne aumentano la vulnerabilità, come cicatrici da ustione, o condizioni già bagnate, " affermano Ralph e i coautori nell'articolo apparso oggi nel numero di febbraio 2019 del Bollettino dell'American Meteorological Society . "Durate prolungate possono aumentare gli impatti".

I coautori del documento includono meteorologi, come il meteorologo Jon Rutz e Chris Smallcomb del National Weather Service (NWS).

"Il concetto di AR ha beneficiato direttamente le operazioni NWS in Occidente attraverso una migliore comprensione scientifica, previsioni più accurate delle precipitazioni, e un veicolo migliore per comunicare gli impatti ai nostri partner, " ha detto Rutz. "La scala AR è un significativo passo avanti, fornire ai meteorologi uno strumento per distinguere tra tempeste principalmente benefiche e tempeste principalmente pericolose. Prevedo che questa scala sarà adottata e molto utilizzata."

Analisi precedenti hanno mostrato che sulla costa occidentale, la costa dell'Oregon riceve i fiumi più suggestivi della gamma "estrema" (AR Cat 4), in media circa uno all'anno. Washington riceve fiumi atmosferici estremi circa ogni due anni, la Bay Area circa ogni tre anni e Los Angeles ogni 10 anni. Il fiume atmosferico del 1996-1997 che ha causato i maggiori danni causati dalle inondazioni in California dal 1950 sarebbe stato classificato come una tempesta AR "eccezionale". Le più forti tempeste fluviali atmosferiche che colpiscono la costa meridionale della California ogni anno, tipicamente rientrano nell'intervallo da "moderato" a "forte" (AR Cat 2-3).

Quando sono previste tempeste fluviali atmosferiche lungo la costa occidentale, le graduatorie della scala saranno aggiornate e comunicate tramite il sito web di CW3E e l'handle di Twitter. Questa nuova scala si aggiungerà ai dati, prospettive stagionali e previsioni delle precipitazioni fornite dal centro come risorsa per i gestori dell'acqua, meteorologi, funzionari di emergenza, decisori politici, e altri.

I ricercatori hanno affermato che la scala fluviale atmosferica è intesa come uno strumento per aumentare la consapevolezza della situazione prima di una grande tempesta in un modo che rifletta ampiamente le condizioni in una regione di circa 50 km di dimensione. Non intende rappresentare condizioni dettagliate su scale spaziali più piccole in cui la topografia variabile, tipi di superficie terrestre, e le vulnerabilità variano notevolmente e quindi modulano gli impatti delle tempeste.

"Questa scala consente una migliore consapevolezza del potenziale beneficio rispetto al rischio di una previsione AR, " ha affermato il coautore Michael Anderson del Dipartimento delle risorse idriche della California. "Può servire come punto focale per la discussione tra i gestori delle risorse idriche, personale di risposta alle emergenze e la comunità di ricerca in quanto questi approvvigionamenti idrici chiave e tempeste che provocano inondazioni continuano ad evolversi in un clima che cambia".

"Da alcuni anni i meteorologi degli Stati Uniti occidentali utilizzano il concetto di AR nelle loro previsioni, e molti hanno cercato un modo per distinguere le tempeste AR vantaggiose da quelle pericolose, " ha detto Rutz. "La bilancia è stata progettata in parte per soddisfare questa esigenza, e si prevede che sarà ampiamente utilizzato."