¿Las inundaciones generadas por borrascas con ríos atmosféricos asociados se ven realzadas por suelos húmedos o secos?

Los ríos atmosféricos son responsables de la mayoría de las inundaciones en la Costa Oeste de EE. UU., pero también aportan la humedad necesaria a la región. Sin embargo, la magnitud de estas borrascas no siempre implica riesgo de inundación, ya que otros factores sobre el terreno desempeñan un papel importante. Ahora, un nuevo estudio ayuda a desentrañar los demás factores causantes de las inundaciones para ayudar a las comunidades y a los administradores de agua a prepararse mejor.

La investigación, publicada en la revista Journal of Hydrometeorology, analizó más de 43.000 tormentas fluviales atmosféricas en 122 cuencas hidrográficas de la Costa Oeste entre 1980 y 2023. Los investigadores descubrieron que una de las principales causas de las inundaciones son los suelos húmedos, que no pueden absorber más agua cuando azota una tormenta. Demostraron que los picos de inundación fueron de 2 a 4,5 veces mayores, en promedio, cuando los suelos ya estaban húmedos.

El papel del estado del suelo en situaciones de ríos atmosféricos

Estos hallazgos pueden ayudar a explicar por qué algunas borrascas fluviales atmosféricas causan inundaciones catastróficas, mientras que otras de intensidad comparable no. Incluso borrasca más débiles pueden generar grandes inundaciones si sus precipitaciones alcanzan una Tierra saturada, mientras que tormentas más fuertes pueden aportar la humedad necesaria a un paisaje reseco sin causar inundaciones.

"El hallazgo principal se reduce al hecho de que las inundaciones causadas por cualquier evento, pero específicamente las causadas por tormentas fluviales atmosféricas, son una función no solo del tamaño y la magnitud de la tormenta, sino también de lo que sucede en la superficie terrestre", dijo Mariana Webb, autora principal del estudio, quien está completando su doctorado en DRI y la Universidad de Nevada, Reno.

Este trabajo demuestra el papel clave que la humedad del suelo previa a las inundaciones puede desempeñar en la moderación de las mismas.

Curiosamente, la magnitud de las inundaciones no aumenta linealmente a medida que aumenta la humedad del suelo; existe un umbral crítico de humedad del suelo por encima del cual se empiezan a observar flujos mucho mayores.

El estudio también desentraña las condiciones ambientales de las regiones donde la humedad del suelo tiene la mayor influencia en las inundaciones. En zonas áridas como California y el suroeste de Oregón, las borrascas que azotan cuando los suelos ya están saturados tienen mayor probabilidad de causar inundaciones. Esto se debe a que las cuencas hidrográficas en estas regiones suelen tener suelos poco profundos, ricos en arcilla y con una capacidad limitada de almacenamiento de agua. Debido a la menor precipitación y a las mayores tasas de evaporación, la humedad del suelo también es más variable en estas zonas.

En contraste, en el exuberante Washington y las regiones interiores de las Cascadas y la Sierra Nevada, las cuencas hidrográficas tienden a tener suelos y mantos de nieve más profundos, lo que resulta en una mayor capacidad de almacenamiento de agua. Si bien la saturación del suelo aún puede influir en las inundaciones en estas áreas, la contabilización de la humedad del suelo es menos valiosa para la gestión de inundaciones, ya que los suelos están constantemente húmedos o aislados por la nieve.

"Queríamos identificar las cuencas hidrográficas donde contar con información adicional sobre la humedad del suelo podría mejorar nuestra comprensión del riesgo de inundaciones", dijo Webb. "Son las cuencas hidrográficas en climas más áridos, donde la humedad del suelo es más variable debido a la evaporación y a una precipitación menos constante, donde realmente podemos observar mejoras en la predicción de inundaciones".

Aunque los datos de humedad del suelo se miden actualmente en estaciones de monitoreo meteorológico como la Red SNOTEL del USDA, las observaciones son relativamente escasas en comparación con otras medidas como la pluviosidad.

La humedad del suelo también puede variar considerablemente dentro de una misma cuenca hidrográfica, por lo que a menudo se requieren múltiples estaciones para brindar a los expertos una visión clara que ayude a fundamentar las predicciones de inundaciones. Un mayor monitoreo en las cuencas hidrográficas identificadas como de alto riesgo, incluyendo observaciones de la humedad del suelo en tiempo real, podría mejorar significativamente los sistemas de alerta temprana y la gestión de inundaciones a medida que los ríos atmosféricos se vuelven más frecuentes e intensos.

Al adaptar las evaluaciones del riesgo de inundación a las características físicas y climáticas de cada cuenca hidrográfica, el estudio podría mejorar las predicciones del riesgo de inundación. La investigación demuestra cómo el riesgo de inundación aumenta no solo con el tamaño y la magnitud de las tormentas , sino también con la humedad del suelo, lo que resalta la importancia de integrar las condiciones de la superficie terrestre en las evaluaciones de impacto de los ríos atmosféricos.

"Mi investigación se centra en este espacio interdisciplinario entre la ciencia atmosférica y la hidrología", dijo Webb. "A veces existe una desconexión: los científicos atmosféricos piensan en el agua hasta que cae en forma de lluvia, mientras que los hidrólogos comienzan su trabajo una vez que el agua está en la superficie. Quería explorar cómo podemos conectar mejor estos dos campos".

Webb trabajó con la ecohidróloga del DRI Christine Albano para producir la investigación, basándose en la amplia experiencia de Albano en el estudio de los ríos atmosféricos, sus riesgos y sus impactos en el paisaje.

"Si bien la saturación del suelo es ampliamente reconocida como un factor clave para determinar el riesgo de inundación, el trabajo de Mari ayuda a cuantificar el punto en el que este nivel de saturación provoca grandes aumentos del riesgo de inundación en diferentes zonas de la Costa Oeste", afirmó Albano. "Los avances en la predicción meteorológica nos permiten detectar la llegada de ríos atmosféricos a la costa con varios días de antelación.

"Al combinar la información atmosférica sobre el pronóstico de los ríos con el conocimiento de cuán cerca está la humedad del suelo de los niveles críticos de saturación para una cuenca hidrográfica determinada, podemos mejorar aún más los sistemas de alerta temprana de inundaciones".

Referencia

Mariana J. Webb et al, Wet Antecedent Soil Moisture Increases Atmospheric River Streamflow Magnitudes Nonlinearly, Journal of Hydrometeorology (2025). DOI: 10.1175/JHM-D-24-0078.1