Los huracanes Florence y Michael en los EE. UU. Y el súper tifón Mangkhut en Filipinas han demostrado el impacto generalizado y dañino de los fenómenos climáticos extremos tanto en los ecosistemas como en las comunidades construidas, con inundaciones repentinas que causan más muertes, así como pérdidas de propiedad y agricultura que cualquier otraOtros peligros relacionados con el clima severo. Estas pérdidas han aumentado en los últimos 50 años y han excedido los $ 30 mil millones por año en la última década. A nivel mundial, casi mil millones de personas viven ahora en llanuras de inundación, lo que aumenta su exposición a las inundaciones de los ríos debido a eventos climáticos extremos.y subraya la urgencia de comprender y predecir estos eventos.
Los investigadores de Columbia Engineering han demostrado por primera vez que los extremos de escorrentía han aumentado dramáticamente en respuesta a los cambios inducidos por el clima y los humanos. Sus hallazgos, publicados hoy en Comunicaciones de la naturaleza , muestra un gran aumento en los extremos de precipitación y escorrentía impulsados por la actividad humana y el cambio climático. El equipo, dirigido por Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Earth Institute, también descubrió que la escorrentía de tormenta hauna respuesta más fuerte que la precipitación a los cambios inducidos por el hombre cambio climático, cambios en el uso de la tierra, etc.. Esto sugiere que las respuestas proyectadas de la escorrentía de tormentas extremas al clima y los cambios antropogénicos van a aumentar dramáticamente, lo que representa grandes amenazas para elecosistema, que afecta la resiliencia comunitaria y los sistemas de infraestructura.
Los investigadores descubrieron que los cambios en los extremos de la 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. Observaron que las diferentes respuestas de precipitación y escorrentía de tormenta a la temperatura pueden atribuirse no solo al calentamiento, sino también atambién a factores como el uso del suelo y los cambios en la cubierta del suelo, el manejo del agua y el suelo, y los cambios en la vegetación que han alterado las condiciones subyacentes de la superficie y las retroalimentaciones hidrológicas que, a su vez, han aumentado la escorrentía de la tormenta.
"Nuestro trabajo ayuda a explicar los mecanismos físicos subyacentes relacionados con la intensificación de la precipitación 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 infraestructura y la resiliencia del ecosistemaplanificación 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 precipitación se rige por la disponibilidad de vapor de agua atmosférico. Debido a que la atmósfera puede retener 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 previos investigaron principalmente la respuesta a la precipitación, el equipo de Gentine decidió examinar la respuesta tanto de la precipitación como de la escorrentía de tormentas a los cambios impulsados de forma natural y antropogénica en la temperatura de la superficie y el contenido de humedad atmosférica. Realizaron un análisis hidrológico a escala global para caracterizar las respuestasy 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, y luego compararon sistemáticamente esto con los cambios en los extremos de precipitación. Sus datos observacionales de escorrentía diaria provienen del Centro Global de Datos de Escorrentía GRDCconjuntos de datos y precipitación diaria y datos de temperatura del aire cerca de la superficie del conjunto de datos Resumen global del día GSOD.
"Estábamos tratando de encontrar los mecanismos físicos detrás de por qué las precipitaciones y los escurrimientos extremos 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 la precipitación ylos extremos de escorrentía se intensificarán significativamente en el futuro, y debemos modificar nuestras infraestructuras en consecuencia. Nuestro estudio establece un marco para investigar la respuesta de escorrentía ".
La precipitación se rige tanto por la termodinámica la relación del vapor de agua con la temperatura como por la dinámica atmosférica. El equipo de Gentine planea luego dividir los impactos de la termodinámica y la dinámica en la precipitación para obtener una comprensión más profunda sobre la intensificación de la precipitación. También se enfocaránsobre la detección de cambios debidos al calentamiento versus los debidos a la actividad humana para establecer un sistema adaptativo de gestión de los recursos hídricos.
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Materiales proporcionados por Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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