Chiedi alla gente di nominare il fiume più grande del mondo, e la maggior parte probabilmente indovinerà che è l'Amazzonia, il Nilo o il Mississippi. Infatti, alcuni dei più grandi fiumi della Terra sono nel cielo e possono produrre potenti tempeste, come quelli che attualmente bagnano il Pacifico nord-occidentale.

I fiumi atmosferici sono lunghi, strette bande di umidità nell'atmosfera che si estendono dai tropici alle latitudini più elevate. Questi fiumi nel cielo possono trasportare 15 volte il volume del fiume Mississippi. Quando quell'umidità raggiunge la costa e si sposta nell'entroterra, sorge sopra le montagne, generando pioggia e nevicate e talvolta causando inondazioni estreme.

Negli ultimi 20 anni, man mano che le reti di osservazione sono migliorate, gli scienziati hanno imparato di più su questi importanti fenomeni meteorologici. I fiumi atmosferici si verificano a livello globale, che interessano le coste occidentali delle maggiori masse continentali del mondo, compreso il Portogallo, Europa occidentale, Cile e Sudafrica. Le cosiddette tempeste "Pineapple Express" che trasportano l'umidità dalle Hawaii alla costa occidentale degli Stati Uniti sono solo uno dei loro tanti sapori.

La mia ricerca combina economia e scienza dell'atmosfera per misurare i danni da eventi meteorologici gravi. Recentemente ho guidato un team di ricercatori della Scripps Institution of Oceanography e del Army Corps of Engineers nella prima analisi sistematica dei danni dei fiumi atmosferici dovuti a inondazioni estreme. Abbiamo scoperto che mentre molti di questi eventi sono benigni, il più grande di loro causa la maggior parte dei danni delle inondazioni negli Stati Uniti occidentali e si prevede che i fiumi atmosferici si allunghino, più umido e più ampio in un clima caldo.

Fiumi nel cielo

Il 27 febbraio 2019, un fiume atmosferico ha lanciato un pennacchio di vapore acqueo largo 350 miglia e 1, 600 miglia di lunghezza attraverso il cielo dall'Oceano Pacifico settentrionale tropicale alla costa della California settentrionale.

Appena a nord della baia di San Francisco, nella famosa regione vinicola della contea di Sonoma, la tempesta ha scaricato oltre 21 pollici di pioggia. Il Russian River ha raggiunto la cresta a 45,4 piedi-13,4 piedi sopra lo stadio di inondazione.

Per la quinta volta in quattro decenni, la città di Guerneville fu sommersa dalle torbide acque marroni del fiume russo inferiore. I danni nella sola contea di Sonoma sono stati stimati in oltre 100 milioni di dollari.

Eventi come questi hanno attirato l'attenzione negli ultimi anni, ma i fiumi atmosferici non sono nuovi. Hanno vagato per il cielo per milioni di anni, trasporto del vapore acqueo dall'equatore verso i poli.

Negli anni '60 i meteorologi hanno coniato la frase "Pineapple Express" per descrivere le tracce di tempesta che hanno avuto origine vicino alle Hawaii e hanno trasportato vapore acqueo caldo fino alla costa del Nord America. Alla fine degli anni '90 gli scienziati dell'atmosfera avevano scoperto che oltre il 90% dell'umidità mondiale proveniente dai tropici e dalle regioni subtropicali veniva trasportata a latitudini più elevate da sistemi simili, che chiamarono "fiumi atmosferici".

In condizioni asciutte, i fiumi atmosferici possono ricostituire le riserve idriche e spegnere pericolosi incendi. In condizioni di bagnato, possono causare dannose inondazioni e colate detritiche, devastando le economie locali.

Utile e dannoso

I ricercatori sanno da tempo che le inondazioni dovute ai fiumi atmosferici potrebbero costare un sacco di soldi, ma fino al nostro studio nessuno aveva quantificato questi danni. Abbiamo utilizzato un catalogo di eventi atmosferici fluviali compilato dallo Scripps Institution of Oceanography's Center for Western Weather and Water Extremes, e lo ha abbinato a 40 anni di registrazioni assicurative contro le inondazioni e 20 anni di stime dei danni del National Weather Service.

Abbiamo scoperto che i fiumi atmosferici hanno causato una media di 1,1 miliardi di dollari di danni da inondazione all'anno negli Stati Uniti occidentali. Più dell'80% di tutti i danni da alluvioni in Occidente negli anni che abbiamo studiato sono stati associati ai fiumi atmosferici. In alcune zone, come la costa settentrionale della California, questi sistemi hanno causato oltre il 99% dei danni.

I nostri dati hanno mostrato che in un anno medio, circa 40 fiumi atmosferici sono approdati lungo la costa del Pacifico da qualche parte tra la Baja California e la British Columbia. La maggior parte di questi eventi sono stati benigni:circa la metà non ha causato danni assicurati, e queste tempeste hanno rifornito l'approvvigionamento idrico della regione.

Ma c'erano una serie di eccezioni. Abbiamo utilizzato una scala di classificazione dei fiumi atmosferici recentemente sviluppata che classifica le tempeste da 1 a 5, simili ai sistemi per la categorizzazione di uragani e tornado. C'era un chiaro legame tra queste categorie e i danni osservati.

Le tempeste atmosferiche del fiume di categoria 1 (AR1) e AR2 hanno causato danni stimati inferiori a $ 1 milione. Le tempeste AR4 e AR5 hanno causato danni medi rispettivamente negli anni 10 e 100 di milioni di dollari. Gli AR4 e gli AR5 più dannosi hanno generato impatti di oltre 1 miliardo di dollari per tempesta. Queste tempeste da miliardi di dollari si sono verificate ogni tre o quattro anni.

Un'atmosfera più umida significa tempeste peggiori

La nostra scoperta più significativa è stata una relazione esponenziale tra l'intensità dei fiumi atmosferici e i danni provocati dalle inondazioni. Ogni aumento della scala da 1 a 5 è stato associato a un aumento di 10 volte dei danni.

Diversi studi recenti hanno modellato come cambieranno i fiumi atmosferici nei prossimi decenni. Il meccanismo è semplice:i gas serra intrappolano il calore nell'atmosfera, riscaldando il pianeta. Questo fa sì che più acqua evapori dagli oceani e dai laghi, e l'aumento dell'umidità nell'aria rende i sistemi di tempesta più forti.

Come gli uragani, si prevede che i fiumi atmosferici si allunghino, più ampio e più umido in un clima caldo. La nostra scoperta che i danni aumentano esponenzialmente con l'intensità suggerisce che anche modesti aumenti dell'intensità atmosferica del fiume potrebbero portare a impatti economici significativamente maggiori.

Una migliore previsione è fondamentale

Credo che il miglioramento dei sistemi di previsione atmosferica dovrebbe essere una priorità per adattarsi a un clima che cambia. Migliore comprensione dell'intensità dei fiumi atmosferici, la durata e le località di approdo possono fornire preziose informazioni ai residenti e ai soccorritori.

È anche importante scoraggiare nuove costruzioni in aree ad alto rischio e aiutare le persone a spostarsi in luoghi più sicuri dopo gravi catastrofi, piuttosto che ricostruire sul posto.

Finalmente, il nostro studio sottolinea la necessità di ridurre le emissioni globali di gas serra. Queste tempeste continueranno ad arrivare, e stanno diventando più forti. Secondo me, stabilizzare il sistema climatico globale è l'unico modo a lungo termine per ridurre al minimo i danni economici e i rischi per le comunità vulnerabili.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.