Sabia que Existem Rios Atmosféricos?

Estes gigantes do céu transportam água no estado gasoso em vez de líquido e estendem-se por milhares de quilómetros. São responsáveis pela maior parte dos eventos extremos de chuva em Portugal.

Por Ana Cordeiro Pires
Publicado 23/12/2020, 10:09 WET
Tempestade semelhante a um ciclone aproxima-se do noroeste da Europa.

Tempestade semelhante a um ciclone aproxima-se do noroeste da Europa.

Fotografia de Lauren Dauphin, NASA Earth Observatory

O sistema climático do planeta Terra é bastante complexo, mas tem por base um aquecimento solar diferenciado entre as regiões tropicais (excesso de energia) e as regiões polares (déficit de energia). A zona do equador aquece mais, logo há maior evaporação de água e a atmosfera é mais húmida. As leis da termodinâmica ditam que esse calor e essa humidade sejam transportados para as regiões mais secas e frias, por meio tanto das grandes correntes oceânicas, como da circulação global na atmosfera.

O que até há relativamente pouco tempo não se sabia é que este transporte de humidade se faz, em grande medida, por meio de padrões de circulação atmosférica muito específicos denominados Rios Atmosféricos. Estas estruturas encontram-se diariamente na atmosfera sobre os oceanos e consistem em faixas extremamente longas, embora estreitas, de elevada concentração de vapor de água. São responsáveis por cerca de 90% do transporte de vapor de água nas camadas mais baixas da atmosfera (até 4 km) das regiões subtropicais para as latitudes médias. Embora pouco profundos (relevantes apenas nos primeiros 1 a 3 km da atmosfera) e estreitos (300-500 km), estendem-se por milhares de quilómetros (> 2000 km).

Tal como o trajeto habitual das tempestades, os rios atmosféricos têm uma direção predominantemente Oeste-Este, transportando vapor de água do oceano para o continente (em geral). Quando chegam a terra, estas bandas de humidade são forçadas a ascender para altitudes superiores, podendo propiciar a ocorrência de precipitação. Normalmente, existem dois mecanismos de ascensão de massas de ar na atmosfera: quando deparam com sistemas orográficos (cadeias montanhosas, principal mecanismo na costa Este do Pacífico e algumas regiões da Europa) ou quando se associam a sistemas de baixas pressões, isto é, tempestades (principal mecanismo na costa ocidental da Europa, sem regiões montanhosas costeiras relevantes).

História destes gigantes do céu

O conceito de Rios Atmosféricos surgiu no final dos anos 90, ou seja, quando as ferramentas de observação remota da Terra assim o permitiram. Desenvolveram-se e implementaram-se, nessa altura, sensores de vapor de água integrado (isto é, somado na vertical, ao longo da coluna de ar) a bordo de satélites de geo-observação, e, para além disso, surgiram as medições locais por via de aeronaves de investigação. Na última década, houve uma multiplicação de estudos e trabalhos sobre o tema. Os seus impactos na costa oeste dos EUA foram abordados a partir do final do século XX, enquanto que na Europa Ocidental e outras regiões a sensibilização em relação a estes fenómenos começou no final da década de 2000.

Em Portugal, o Instituto Dom Luiz da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa tem liderado esta área de investigação a nível nacional, concretamente através dos estudos levados a cabo pelo Investigador Alexandre M. Ramos. Este especialista debruça-se sobre o tema desde 2012, colaborando com laboratórios internacionais de ponta, tais como o Centro de Meteorologia Ocidental e Extremos Hidrológicos (CW3E), da Universidade da Califórnia, EUA, ligado ao conceituado Instituto Oceanográfico Scripps, e o Centro Europeu de Previsão Meteorológica de Médio Prazo (ECMWF), com sede no Reino Unido. O investigador tem desenvolvido trabalhos sobre os impactos dos rios atmosféricos na Península Ibérica e no sul de África, bem como elaborado projeções sobre os possíveis efeitos das alterações climáticas nestes gigantes do céu.

Vapor de água integrado na coluna total da atmosfera (mm), onde é possível ver o Rio Atmosférico que impacta a Madeira. 

Fotografia de Ana Cordeiro Pires

A importância da existência de rios na atmosfera

Como revela Alexandre Ramos, os rios atmosféricos são responsáveis não só por muita da precipitação nas costas continentais ocidentais (20-30%), mas também da maioria dos fenómenos hidrológicos extremos (80%), como por exemplo cheias e deslizamentos de terra. São eventos que se traduzem, figurativamente, num rio a “desaguar” por cima das nossas cabeças. Este “desaguar” em terra tem repercussões mais pronunciadas nos países com costa ocidental — no caso do Atlântico o Reino Unido, a Noruega, França, Espanha e Portugal —, mas a sua influência pode fazer-se sentir em regiões continentais mais interiores. Um rio atmosférico de forte intensidade pode transportar uma quantidade de vapor de água superior ao fluxo médio de água do rio Amazonas.

“Devido às suas características potencialmente devastadoras, a ocorrência de rios atmosféricos pode ter fortes impactos socioeconómicos nas regiões que atinge”, enfatiza o investigador. “É de extrema relevância, com o poder de previsão meteorológico que atualmente já existe, compreender melhor estes fenómenos, tanto na sua génese como desenvolvimento, para prevenir ou mitigar as suas consequências à chegada a terra.”

Veja-se o evento de cheia repentina que ocorreu na Ilha da Madeira a 20 de fevereiro de 2010. Este evento foi causado por um rio atmosférico que atingiu diretamente a região montanhosa da Ilha da Madeira, produzindo chuvas intensas sobre a ilha. Valores de 146,9 mm foram observados na cidade do Funchal e 333,8 mm no topo da montanha. O escoamento desta precipitação torrencial até ao nível do mar desencadeou inundações catastróficas, contabilizando um total de 45 mortos e causando enormes impactos económicos.

Os rios atmosféricos estão associados a eventos hidrológicos extremos. Todavia, os rios atmosféricos menos severos são também fundamentais no ciclo global da água, representando um forte contributo no reabastecimento e na redistribuição da água nos rios terrestres e nos lençóis freáticos, no teor de humidade dos solos e até na espessura das camadas de neve em regiões montanhosas ou nas regiões polares. Posto isto, a variabilidade anual da ocorrência destes gigantes do céu tem uma grande importância, já que a sua ausência pode levar a anos com menor precipitação e possibilidade de secas, enquanto que anos em que a sua frequência seja maior podem ser caracterizados por precipitação intensa e persistente e ocorrência de cheias.

Este papel de regulação do balanço de água no planeta Terra em todos os seus estados – líquido, gasoso, sólido – torna fundamental o estudo detalhado dos rios atmosféricos. “Sobretudo no contexto de crise climática em que já nos encontramos”, continua Alexandre Ramos, “a água e a sua disponibilidade são e serão cada vez mais peças-chave no panorama geopolítico e de um ponto de vista de sustentabilidade e preservação dos ecossistemas, particularmente em zonas crescentemente áridas como são as regiões sul da Península Ibérica ou da Califórnia. Quanto melhor as conhecermos, melhor conseguiremos antecipar eventos ou anos de seca e tomar medidas ativas de mitigação em antemão”.

E no clima futuro?

Vários estudos mostram a influência do aquecimento global nos rios atmosféricos sobre as diversas bacias oceânicas. Os modelos climáticos projetam um aumento da temperatura média da Terra nas décadas futuras. Portanto haverá, necessariamente, um aumento na disponibilidade de vapor de água transportado pelos rios atmosféricos, sendo estes por consequência mais intensos. Além disso, os modelos apontam para que a frequência da sua ocorrência também aumente nos setores leste das bacias dos oceanos Atlântico e Pacifico, segundo vários estudos científicos já publicados. Estão, neste momento, em curso, diversos estudos que visam avaliar se um aumento na intensidade e/ou frequência destas torrentes aéreas, em combinação com outras alterações dinâmicas e termodinâmicas da circulação geral da atmosfera (decorrentes do aquecimento global), resultará num aumento nos dias de precipitação extrema, e até que ponto se pode prever maior ocorrência de fenómenos hidrológicos extremos.
 

Ana Cordeiro Pires é Oceanógrafa Física e é responsável pelo Gabinete de Divulgação do Instituto Dom Luiz, Ciências ULisboa.

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