Los huracanes Florence y Michael en los EE. UU. Y el súper tifón Mangkhut en las Filipinas han demostrado el impacto generalizado y dañino de los extremos climáticos tanto en los ecosistemas como en las comunidades construidas. con inundaciones repentinas que causan más muertes, así como pérdidas de propiedad y agricultura que por cualquier otro peligro grave relacionado con el clima. Estas pérdidas han aumentado durante los últimos 50 años y han superado los $ 30 mil millones por año en la última década. Globalmente casi mil millones de personas viven ahora en llanuras aluviales, aumentando su exposición a las inundaciones de los ríos por eventos climáticos extremos y subrayando la urgencia de comprender y predecir estos eventos.

Los investigadores de Columbia Engineering han demostrado por primera vez que las escorrentías extremas han aumentado drásticamente en respuesta a los cambios climáticos e inducidos por el hombre. Sus hallazgos, publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza , muestran un gran aumento tanto en las precipitaciones como en las escorrentías extremas impulsadas tanto por la actividad humana como por el cambio climático. El equipo, dirigido por Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Earth Institute, También encontró que la escorrentía de las tormentas tiene una respuesta más fuerte que la precipitación a los cambios inducidos por el hombre (cambio climático, cambios en la cobertura del suelo en el uso de la tierra, etc). Esto sugiere que las respuestas proyectadas de las escorrentías extremas de las tormentas a los cambios climáticos y antropogénicos aumentarán drásticamente, planteando grandes amenazas al ecosistema, afectando la resiliencia comunitaria y los sistemas de infraestructura.

Los investigadores descubrieron que los cambios en los extremos de escorrentía de tormentas en la mayoría de las regiones del mundo están en línea o son más altos que los de los extremos de precipitación. Señalaron que las diferentes respuestas de la precipitación y la escorrentía de las tormentas a la temperatura pueden atribuirse no solo al calentamiento, sino también a factores como el uso de la tierra y los cambios en la cobertura de la tierra, gestión del agua y la tierra, y cambios en la vegetación que han alterado las condiciones de la superficie subyacente y las reacciones hidrológicas que han, Sucesivamente, aumento de la escorrentía de tormentas.

"Nuestro trabajo ayuda a explicar los mecanismos físicos subyacentes relacionados con la intensificación de las precipitaciones y los extremos de escorrentía, ", Dijo Gentine." Esto ayudará a mejorar el pronóstico de inundaciones y las alertas de alerta temprana. Nuestros hallazgos pueden ayudar a proporcionar orientación científica para la planificación de la resiliencia de la infraestructura y los ecosistemas, y podría ayudar a formular estrategias para abordar el cambio climático ".

La precipitación se genera después de que el vapor de agua se condensa en la atmósfera, y la intensidad de la precipitación se rige por la disponibilidad de vapor de agua atmosférico. Debido a que la atmósfera puede contener más humedad a medida que aumenta la temperatura, Los científicos del clima esperan ver una intensificación de las precipitaciones extremas con el cambio climático.

Debido a que los estudios anteriores investigaron principalmente la respuesta a la precipitación, El equipo de Gentine decidió examinar la respuesta de las precipitaciones y las escorrentías extremas de las tormentas a los cambios naturales y antropogénicos en la temperatura de la superficie y el contenido de humedad atmosférica. Realizaron un análisis hidrológico a escala global para caracterizar las respuestas y sus mecanismos físicos subyacentes. Luego, los investigadores evaluaron la influencia de la variabilidad a lo largo de décadas en la escala de los extremos de escorrentía y la temperatura. luego comparó sistemáticamente esto con los cambios en los extremos de precipitación. Sus datos de escorrentía diaria de observación provienen de los conjuntos de datos del Centro de datos de escorrentía global (GRDC), y datos de precipitación diaria y temperatura del aire cerca de la superficie del conjunto de datos del Resumen Global del Día (GSOD).

"Estábamos tratando de encontrar los mecanismos físicos detrás de por qué las precipitaciones y las escorrentías extremas están aumentando en todo el mundo, "dijo el autor principal del estudio, Jiabo Yin, un estudiante visitante de la Universidad de Wuhan que trabaja en el grupo de Gentine. "Sabemos que las precipitaciones y las escorrentías extremas se intensificarán significativamente en el futuro, y necesitamos modificar nuestras infraestructuras en consecuencia. Nuestro estudio establece un marco para investigar la respuesta de la escorrentía ".

La precipitación se rige tanto por la termodinámica (la relación del vapor de agua con la temperatura) como por la dinámica atmosférica. A continuación, el equipo de Gentine planea intentar dividir los impactos de la termodinámica y la dinámica en la precipitación para obtener una comprensión más profunda de la intensificación de la precipitación. También se centrarán en la detección de cambios debidos al calentamiento frente a los debidos a la actividad humana para establecer un sistema de gestión adaptativa de los recursos hídricos.