Η καταιγίδα μαίνεται σε όλη την Καλιφόρνια για περισσότερες από πέντε ημέρες. Καθώς ο ισχυρός ατμοσφαιρικός ποταμός έφτανε στην ξηρά, οι σφοδροί άνεμοι και η καταρρακτώδης βροχή έβγαλαν δέντρα από τις ρίζες τους, μετέτρεψαν τους δρόμους σε ποτάμια και έστελναν λάσπη σε καταρράκτες στα σπίτια.
Εκτός από χάος, η καταιγίδα έφερε και ευκαιρίες. Οι επιστήμονες ήταν έτοιμοι να χρησιμοποιήσουν όργανα στην ξηρά και κατά την πτήση για να μετρήσουν ατμοσφαιρικά ποτάμια όπως αυτό. Ελευθέρωναν εργαλεία από αεροπλάνα εξοπλισμένα με μικρά αλεξίπτωτα ή τα σήκωσαν από το έδαφος πάνω σε μπαλόνια, κατευθείαν στο μονοπάτι της καταιγίδας.
Αυτές οι μικρές αλλά ισχυρές συσκευές παρέχουν σημαντικές πληροφορίες που θα βοηθήσουν στη βελτίωση των καιρικών προγνώσεων, καθώς η κλιματική κρίση κάνει τις ήδη ισχυρές καταιγίδες ακόμη πιο επικίνδυνες.
Σχετίζεται με: Πλημμύρες στην Καλιφόρνια: Πώς οι ατμοσφαιρικοί ποταμοί οδήγησαν σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης
Τα ατμοσφαιρικά ποτάμια είναι από καιρό σημαντικά χαρακτηριστικά των μετεωρολογικών συστημάτων στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες και είναι κρίσιμα για την αναπλήρωση των ταμιευτήρων και του χιονιού της πολιτείας. Αλλά τα ισχυρά συστήματα που μεταφέρουν νερό στον Ειρηνικό είναι γεμάτα με τόση υγρασία που μπορούν να ανταγωνίζονται τα ρεύματα στο στόμιο του Μισισιπή —και συχνά πολλές φορές περισσότερο— και συχνά προκαλούν τις πιο καταστροφικές πλημμύρες.
Η θέρμανση των ωκεανών κάνει τις καταιγίδες πιο έντονες, καθιστώντας τις πιο θανατηφόρες και πιο δαπανηρές. Οι καταιγίδες αυτής της εβδομάδας σκότωσαν εννέα ανθρώπους, προκάλεσαν ζημιές και οικονομικές απώλειες περίπου 11 δισεκατομμυρίων δολαρίων και έριξαν το ήμισυ της ετήσιας βροχόπτωσης του Λος Άντζελες στην πόλη μέσα σε λίγες μόνο ημέρες.
Τώρα οι επιστήμονες προσπαθούν να κατανοήσουν καλύτερα αυτά τα συστήματα πριν χειροτερέψουν. Το έργο θα βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια των μετεωρολογικών προβλέψεων, θα δώσει στους διαχειριστές νερού περισσότερο χρόνο για να προγραμματίσουν και θα δώσει στις κοινότητες νωρίτερα προειδοποιήσεις για προετοιμασία, πολύ πριν σκοτεινιάσουν τα σύννεφα. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε για αυτά τα συστήματα, ειδικά καθώς αυξάνονται οι απειλές που θέτουν.
Η έρευνα σε αυτά τα αερομεταφερόμενα νέφη υδρατμών από τον τροπικό Ειρηνικό έχει αυξηθεί δραματικά τις τρεις δεκαετίες από τότε που δόθηκε το όνομά τους στους «ατμοσφαιρικούς ποταμούς». Αλλά οι προβλέψεις για το πού θα φτάσει μια καταιγίδα μπορεί να εξακολουθούν να είναι μακριά κατά εκατοντάδες μίλια, και είναι δύσκολο να προβλεφθεί πώς θα αναπτυχθούν συγκεκριμένες καταιγίδες.
Οι επιστήμονες εργάζονται για να κατανοήσουν τις περίπλοκες και περίπλοκες σχέσεις μεταξύ του ωκεανού, της ατμόσφαιρας και της γης, ελπίζοντας να αποκτήσουν καλύτερη εικόνα για το πώς, πότε και πού θα χτυπήσουν οι καταιγίδες.
«Όσο περισσότερα μαθαίνουμε, τόσο περισσότερο συνειδητοποιούμε ότι χρειαζόμαστε περισσότερα δεδομένα για αυτό», δήλωσε η Maike Sonnewald, επικεφαλής του Computational Climate and Ocean Group στο UC Davis.
Ο Sonnewald, ένας ωκεανογράφος που χρησιμοποιεί την επιστήμη των υπολογιστών για να αποκτήσει γνώσεις για το κλίμα και τις μακροπρόθεσμες μετεωρολογικές προβλέψεις, πρόσθεσε ότι οι πρόσφατες πρόοδοι στην εποχή των δορυφόρων έχουν βοηθήσει να σχηματιστεί μια εικόνα του πώς αλληλεπιδρούν ο ωκεανός και η ατμόσφαιρα. Αυτή η εικόνα, μεταφορικά μιλώντας, εξακολουθεί να έχει πολύ λίγα pixel.
«Δεν έχουμε απαραίτητα αρκετά υψηλή ανάλυση για να μπορούμε να μοντελοποιήσουμε ορισμένα πράγματα», πρόσθεσε, εξηγώντας ότι η δυναμική φύση του ωκεανού – και πόσο εύκολα μικρές μετατοπίσεις μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες αλλαγές στα μοντέλα – δημιουργεί προγνωστικές προκλήσεις.
«Το κλίμα αλλάζει – κάνουμε τη γη πιο ζεστή – και αυτό είναι γνωστό. Είναι οι λεπτομέρειες που είναι δύσκολο να δεις», είπε ο Sonnewald. Μια θερμαινόμενη ατμόσφαιρα μπορεί να συγκρατήσει εκθετικά περισσότερους υδρατμούς και η θέρμανση της επιφάνειας της θάλασσας θα εξατμιστεί πιο γρήγορα, καθιστώντας εύκολο για τους επιστήμονες να προβλέψουν πώς θα χειροτερέψουν τα πράγματα. Είναι πιο δύσκολο να ξέρεις πότε και πού.
Μέσα στα συστήματα καταιγίδων
Ακόμη και τις μέρες πριν από την καταιγίδα ήταν ξεκάθαρο ότι θα είχε τεράστιο αντίκτυπο. Καθώς πλησίαζε, οι αξιωματούχοι είχαν αρκετές πληροφορίες για να αναπτύξουν πόρους και να προειδοποιήσουν τους κατοίκους.
Σχετίζεται με: Ναι, ο ποταμός του Λος Άντζελες είναι δραματικά γεμάτος. Αλλά απλώς κάνει τη δουλειά του
Τα παγκόσμια μοντέλα στα οποία βασίζονται οι επιστήμονες για να κάνουν προβλέψεις είναι καλά στο να ανιχνεύουν “τουλάχιστον λίγες ημέρες νωρίτερα εάν είναι πιθανή μια πιθανή καταιγίδα”, δήλωσε ο Alex Lamers, προειδοποιητικός μετεωρολόγος συντονισμού στο Κέντρο Πρόβλεψης Καιρού, αλλά λεπτομέρειες δεν προκύπτουν μέχρι το η καταιγίδα είναι πολύ κοντά.
«Οι λεπτομέρειες είναι πραγματικά σημαντικές – η ακριβής τοποθεσία όπου τέμνει την ακτή, ποιες οροσειρές επηρεάζει, η γωνία με την οποία οι άνεμοι επηρεάζουν τα βουνά και τις περιοχές της πλαγιάς», είπε ο Lamers.
Οι δορυφόροι μπορούν να καλύψουν κενά πληροφοριών πάνω από τον ωκεανό μόνο σε κάποιο βαθμό. «Ο Ειρηνικός Ωκεανός είναι μια τεράστια περιοχή και δεν υπάρχουν πολλές πραγματικές καιρικές παρατηρήσεις εκεί», είπε.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Μάρτιν Ραλφ, ιδρυτικό διευθυντή του Κέντρου Δυτικού Καιρού και Υδάτινων Ακραίων στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps, άρχισε να κάνει μετρήσεις απευθείας από το εσωτερικό των ίδιων των καταιγίδων.
Από το 2016, το Atmospheric River Reconnaissance Program (AR Recon) βασίζεται σε αεροσκάφη «κυνηγών τυφώνων» της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ που ρίχνουν μια μικρή συλλογή οργάνων που ονομάζονται dropsondes που μπορούν να αναμεταδώσουν νοημοσύνη καθώς πέφτουν μέσα από τα σύννεφα στον ωκεανό κάτω.
Προσαρτημένο σε ένα μικρό αλεξίπτωτο, κάθε dropsonde επιπλέει μέσα από τα σύννεφα και στη θάλασσα – ένα ταξίδι που διαρκεί περίπου 20 λεπτά – ενώ παρέχει σημαντικές παρατηρήσεις στους επιστήμονες του σκάφους. Σύμφωνα με τον Ralph, η θερμοκρασία του αέρα, η πίεση, οι υδρατμοί και η ταχύτητα του ανέμου συλλέγονται από τα dropsondes, όπως μια “MRI για ένα ατμοσφαιρικό ποτάμι”, επιτρέποντας στους ερευνητές να κοιτάζουν μέσα στο σύστημα αντί να βασίζονται σε δορυφορικές εικόνες.
Κατά τη διάρκεια μιας σειράς ισχυρών ατμοσφαιρικών καταιγίδων ποταμών που έπληξαν την Καλιφόρνια το 2023, τα dropsondes βοήθησαν στη βελτίωση ορισμένων προβλέψεων για έντονες βροχοπτώσεις κατά περίπου 12%, ένα επίτευγμα που οι ερευνητές λένε ότι θα χρειαζόταν άλλα οκτώ χρόνια χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μεθόδους συλλογής δεδομένων.
“Αν παρεξηγήσουμε τον ατμοσφαιρικό ποταμό στο μοντέλο – πόσο δυνατός είναι, πού είναι, η δομή του, πόσο νερό έχει – αυτά τα σφάλματα θα οδηγήσουν σε σφάλματα στην πρόβλεψη με την πάροδο του χρόνου”, δήλωσε ο Ralph, ο οποίος εξηγεί τη σημασία του πηγαίνοντας σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία ενός ατμοσφαιρικού ποταμού για να το μετρήσετε.
Εκτός από τους ανιχνευτές που ρίχνουν αλεξίπτωτο, τα παραδοσιακά μετεωρολογικά μπαλόνια που εκτοξεύονται από το έδαφος κατά τη διάρκεια καταιγίδων, που ονομάζονται radiosondes, βοηθούν επίσης στην ολοκλήρωση της εικόνας. «Είναι πολύ διαφορετικές προσεγγίσεις, αλλά και οι δύο είναι απαραίτητες για το πιο αποτελεσματικό σύστημα πρόβλεψης», είπε ο Ralph.
Η ομάδα χρησιμοποιεί επίσης νέες τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένης μιας μεθόδου που ονομάζεται Airborne Radio Occultation (ARO), που εφευρέθηκε από την Jennifer Haase, μια γεωφυσική και ατμοσφαιρική επιστήμονα από τη Scripps. Ενώ τα dropsondes λαμβάνουν μετρήσεις ενώ πέφτουν κατακόρυφα κάτω από το αεροσκάφος, το ARO χρησιμοποιεί αισθητήρες που είναι τοποθετημένοι στο πλάι ενός αεροσκάφους που λαμβάνουν μετρήσεις οριζόντια. Μπορούν να συμπεράνουν ιδιότητες όπως η υγρασία και η θερμοκρασία μετρώντας πόσο διαθλώνται τα σήματα GPS καθώς κινούνται στην ατμόσφαιρα, βοηθώντας τους επιστήμονες να ζωγραφίσουν μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα μιας καταιγίδας που πλησιάζει.
Οι πρώτες πτήσεις εξοπλισμένες με ARO αναπτύχθηκαν αυτόν τον χειμώνα και ήταν σε θέση να συλλέξουν δεδομένα έως και 300 km από ένα αεροσκάφος.
Μετριάστε τις χειρότερες καταστροφές
Οι κίνδυνοι πλημμύρας αυξάνονται στην Καλιφόρνια και σε άλλα μέρη της άνυδρης αμερικανικής Δύσης και πιο ακριβείς πληροφορίες θα είναι κρίσιμες για τον μετριασμό των χειρότερων καταστροφών.
«Δεδομένης της θέρμανσης που έχουμε δει μέχρι στιγμής, αναμένουμε ότι τα μεγάλα γεγονότα βροχοπτώσεων θα είναι περίπου 10% πιο έντονα από ό,τι πριν από την προσθήκη αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα», δήλωσε ο Alex Hall, ατμοσφαιρικός φυσικός και κλιματικός επιστήμονας στο UCLA.
«Το τρομακτικό είναι ότι αν κοιτάξετε στο μέλλον και η θέρμανση είναι διπλάσια από ό,τι είναι σήμερα, θα δείτε γεγονότα που είναι 20% πιο έντονα και εντελώς νέες κατηγορίες γεγονότων που δεν υπάρχουν καν τώρα».
Για τον Ραλφ, αυτή η πραγματικότητα είναι ένα κάλεσμα στα όπλα.
«Καθώς αυτές οι καταιγίδες θα εξελίσσονται και θα αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου, η ανάπτυξή μας της αναγνώρισης AR και των σχετικών εργαλείων για τη μέτρηση και την πρόβλεψη των ατμοσφαιρικών ποταμών θα είναι σε θέση να συμβαδίζουν», είπε. «Αυτό είναι πραγματικά προστασία του κλίματος, ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να προσαρμοστούν καλύτερα σε αυτό που συμβαίνει».