Inundaciones en Otey, Texas, después del huracán Harvey en 2017. Esta es una de una serie de imágenes capturadas por la Encuesta Geodésica Nacional de la NOAA después de la tormenta. Crédito de la imagen:NOAA
El huracán Harvey arrojó más de 5 pies (1,5 metros) de agua en el sureste de Texas a fines de agosto de 2017, convirtiéndolo en el huracán más húmedo registrado en la historia de Estados Unidos. Pero después de que pasó la tormenta, ¿A dónde se fue toda esa agua?
En un nuevo Estudio dirigido por la NASA, Los científicos utilizaron datos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) para responder esa pregunta y para rastrear no solo dónde terminaron las aguas pluviales de Harvey en tierra, pero también cuánto tiempo tardó en disiparse.
"Determinamos que en los primeros ocho días después de tocar tierra, El 30 por ciento de las aguas pluviales de Harvey se capturaron o almacenaron en tierra, la mayoría como agua estancada que se asienta en la superficie. Alrededor del 60 por ciento se perdió o fue drenado al océano y la Bahía de Galveston durante los primeros días después de la tormenta. y el 10 por ciento restante se perdió por evapotranspiración, o una combinación de evaporación y transpiración de la planta, "dijo el primer autor Chris Milliner del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.
El 30 por ciento del agua que se almacenaba en tierra luego se disipó gradualmente durante un período de aproximadamente cinco semanas, probablemente a través de la evapotranspiración, la escorrentía de las aguas subterráneas hacia los ríos cercanos y la reposición de los acuíferos.
Cómo funciona
Compuesto por satélites, receptores y estaciones terrestres ubicadas en todo el mundo, El GPS permite a los científicos medir los cambios en la elevación de la superficie de la Tierra con una precisión de menos de una pulgada (unos pocos milímetros). Funciona de forma muy similar al GPS de su teléfono móvil, pero con mayor precisión. El equipo de estudio utilizó mediciones de elevación diarias de aproximadamente 220 de estas estaciones terrestres, desde el oeste de Texas hasta Luisiana, para rastrear cambios en la cantidad de aguas pluviales en tierra después del huracán.
La animación muestra los cambios de las posiciones verticales del GPS después de Harvey a lo largo del tiempo. Los colores más cálidos representan áreas donde la superficie está deprimida por el peso del agua de Harvey. La línea roja es el camino real de Harvey. GPS midió el hundimiento, o depresión superficial, alrededor de Houston (centro de la imagen) a menos de una pulgada (22 mm). El patrón de hundimiento también migró a través de la costa del Golfo hacia el oeste de Luisiana durante un período de siete días que coincidió con la posición del huracán. Crédito:NASA / JPL-Caltech
"Cuando te sientas en un colchón, tu peso deprime su superficie. La corteza terrestre también es elástica y se comporta de manera similar bajo el peso del agua, "dijo Milliner." El GPS mide la cantidad de hundimiento (o depresión), que te dice cuánta masa de agua debe estar presionando sobre la superficie y dónde se distribuye esa agua ".
El equipo determinó que en los primeros días después del huracán Harvey, la tierra alrededor de Houston bajó en elevación hasta 20 milímetros. Los datos del GPS también rastrearon un patrón claro de hundimiento de la tierra que migró a través de la costa del Golfo durante un período de siete días. coherente con la posición del huracán Harvey. Después de este hundimiento inicial de la tierra, Las mediciones de las estaciones de GPS encontraron que la superficie de la Tierra volvió a subir gradualmente, lo que indica que el agua se estaba drenando y evaporándose de la tierra, tal como se comporta un colchón cuando te levantas lentamente y te quitas el peso de encima.
Para detectar la respuesta similar a un colchón de la Tierra a los cambios en la masa de agua, el equipo primero tuvo que procesar los datos del GPS para eliminar errores sistemáticos llamados error de modo común (CME). CME actúa esencialmente como "ruido" que enmascara la señal hidrológica. Usando un filtro de análisis de componentes independiente, el equipo pudo separar estadísticamente los datos GPS sin procesar en CME y señales hidrológicas. Esto les permitió descartar la señal que era ruido y extraer la sutil señal hidrológica que buscaban.
Con los datos GPS filtrados, los científicos pudieron determinar la magnitud diaria y la ubicación de la depresión superficial y, a partir de esto, calcular la masa diaria de agua que la causó.
Esta animación muestra la respuesta elástica de la Tierra al aumentar y disminuir la carga de agua en la superficie. La cantidad de depresión se corresponde con la depresión esperada que experimentó la superficie debido al peso de las aguas pluviales del huracán Harvey. Crédito:NASA / JPL-Caltech
Por qué es importante
El estudio demuestra, por primera vez, que es posible cuantificar de manera sólida los cambios diarios en el almacenamiento de agua después de eventos de precipitación extrema como huracanes importantes. Nos permite ver cuánta agua se almacena temporalmente en tierra después de un gran huracán, donde se almacena, y cuánto tarda el agua almacenada en disiparse con el tiempo.
Los científicos que desean comprender cómo se comporta el sistema hidrológico en respuesta a grandes tormentas se benefician de esta información, pero también lo hacen los administradores de agua e inundaciones. Si saben cuánta agua se almacenó en tierra y cuánto tiempo tardó en disiparse después de un evento de precipitación importante, tienen una comprensión más clara de qué esperar cuando la próxima especialidad, azota una tormenta intensa y puede prepararse en consecuencia.
El estudio, titulado "Seguimiento del peso de las aguas pluviales del huracán Harvey mediante datos de GPS, "fue publicado recientemente por la revista Avances de la ciencia .
