Impactos Hidrológicos del reciente Río Atmosférico Categoría 5 en el sur de Patagonia

El pasado 21 y 22 de julio impactó un Río Atmosférico (RA) categoría 5, la más extrema según la escala de Ralph, en el suroeste de Patagonia. Un río atmosférico es un corredor largo y angosto con intenso transporte de vapor de agua en la atmósfera (ver definición aquí). Cuando estos ríos en el cielo de vapor impactan contra las montañas de los Andes se favorece su ascenso a niveles más alto de la atmósfera y entonces su condensación en gotas liquidas, que posteriormente pueden llegar a congelarse en copos de nieve y cristales de hielo, dependiendo de la profundidad del ascenso y la temperatura, para finalmente generar precipitaciones potencialmente intensas.

Tal como lo anticipaba la plataforma web con pronósticos de Ríos Atmosféricos del IANIGLA, el río atmosférico que llegaba entre el 21 y 23 de julio de 2024 fue de gran intensidad, con valores máximos del transporte de humedad en la costa oeste de extremo sur del continente superando los 1000 kg m^-2 s^-1 (unidades IVT por sus siglas en ingles) y precipitaciones pronosticadas por encima de los 200 mm (ver Figura 1).

Figura 1: (arriba a la derecha) Carta del tiempo con el pronostico del transporte de humedad en el océano Pacifico hacia Sudamérica. (arriba izquierda) Precipitación pronosticada el 20 de julio de 2024 para los siguientes 6 días. Los puntos en la costa pronostican la intensidad máxima del río atmosférico, y, entonces su categoría en los próximos 6 días. (abajo) Serie temporal observada (análisis en rojo) y pronosticada (en azul) del transporte de humedad y la isoterma 0°C en el punto costero 50.5°S donde el río atmosférico alcanzaría la categoría 5.

¿Cuánto Precipitó finalmente en la región con el impacto del RA Cat5?

La pregunta es difícil de responder sobre todo en la cordillera y sus cercanías a barlovento donde mayores precipitaciones dejan los RA, y en estas latitudes, donde se esperaba el eje del RA con mayores intensidades entre los 46° y 52°S, se ubican los fiordos costeros y campos de hielos patagónicos. Las más grandes masas de glaciares fuera de los polos y una de las zonas más inhóspitas del mundo, con permanentes vientos fuertes, lluvia y nieve prácticamente desahitada por lo cual las mediciones meteorológicas en su interior y su lado a barlovento son inexistentes.

Una reciente red de estaciones instaladas por el IANIGLA al pie del campo de Hielo Sur del lado sotavento ha registrado los mayores acumulados de precipitación con casi 200mm de lluvia en 3 días (ver Figura 2). Asimismo, las estaciones chilenas más cercanas a la gigante masa glaciar también del lado sotavento registraron lluvias del orden de los ~100mm. Los valores acumulados finalmente fueron importantes como anticipaban los pronósticos, y seguramente fueron mayores en el interior del campo de hielo y en su lado barlovento, pero allí lo desconocemos por falta de mediciones.

Figura 2: (Arriba a la izquierda) Imagen satelital con el contenido de vapor en la atmósfera mostrando la llegada del Río Atmosférico al suroeste de Patagonia. (Derecha) Campo de precipitaciones acumuladas en 72 horas el 23 de julio de 2024 a las 09 Hora local. (Abajo izquierda) Serie temporal de los registros de la estación del IANIGLA Paso del Viento mostrando las lluvias horarias, vientos, temperatura y humedad relativa durante el evento. El acumulado total de 197 mm se muestra en el título.

Hacia este del Campo de hielo los acumulados caen abruptamente, con 50mm en Chaltén, 12mm en Calafate y solo trazas 0.1mm en Río Gallegos en la costa Atlántica. Este fenómeno atmosférico-orográfico se lo conoce como "Sombra de lluvia" y se distingue más claro en el gráfico de la transecta de precipitaciones (Figura 3). Las posibles causas podrían resumirse en: 1) Gran remoción del vapor del RA en cordillera, 2) descenso orográfico y secamiento al este cercano de cordillera, y 3) quizás disrupción del asociado frente y ascensos dinámicos propios de la atmósfera más al este en la estepa.

Figura 3: Transecta con las precipitaciones totales acumuladas entre el 20 de julio a las 09 Hora Local (HL) y el 23 de julio 09HL de 2024 desde el océano Pacifico hasta la costa Atlántica. En Gris sombreado se muestra el perfil topográfico medio entre las latitudes de 46°Sy 52°S.

¿Cómo fueron las precipitaciones y la evolución de la tormenta al pie de los glaciares?

La red de estaciones del IANIGLA registra cada una hora las variables meteorológicas al pie de los glaciares, lo cual es de suma utilidad para el seguimiento e interpretación de la evolución de las tormentas. La información de las mismas puede consultarse en línea aquí. Los registros horarios permiten identificar que evento de precipitación tuvo diferentes etapas, con diferentes hidrometeoros y procesos. Comenzó con nieve, luego con lluvia fuerte con subida de la temperatura y algo de derretimiento de nieve, y después un periodo relativamente continuo de agua nieve, con una temperatura muy cerca de la congelación (Fig 4 izq.). Al terminar la precipitación, la temperatura sube mucho y al parecer ayudada por un efecto Foehn o Zonda, como sugiere la estación Chaltén mas al este y ladera abajo.

Figura 4: (Izquierda). Series temporales de los registros de las estaciones del IANIGLA Chalten y Glaciar de los Tres, mostrando las lluvias horarias, vientos, temperatura, altura de nieve y humedad relativa durante el evento. El acumulado total en el evento se muestra en el título. (Derecha). Campo de precipitaciones acumuladas en 72 horas el 23 de julio de 2024 a las 09 Hora local.

¿Cómo respondieron los ríos a las precipitaciones y el impacto del RA?

La respuesta a la gran cantidad de lluvia y derretimiento de nieve naturalmente fue una rápida crecida de los ríos, como evidenciaron los ríos Serrano en Chile, que creció de ~140m³s^-1 a 350 m³s^-1 en 3 días, y el río de las Vueltas en Argentina de ~10 m³s^-1 a ~130m³s^-1 en unas pocas horas (Figura 5).

Figura 5: (Izquierda). Series de caudal (en m3s-1, línea azul) del río Serrano en Chile y altura (en m, línea roja) del río De las Vueltas en Argentina durante el evento de precipitación del 21-23 de julio de 2024. (Derecha) Áreas de las cuencas de los respectivos ríos.

La crecida del río las Vueltas fue menor en volumen, pero más extraordinaria en relación a su climatología que la del río Serrano (puntos azules en Fig. 6). La cuenca del río De las Vueltas es más pequeña y al pie del campo de hielo con mayor proporción de área con glaciares, por lo que el derretimiento de nieve y hielo habría contribuido a la crecida, además de la gran cantidad de lluvia. En cambio, la cuenca del río Serrano (~8500km²) es mucho más grande que la cuenca del río De las Vueltas (~1200km²), abarcando mayormente áreas alejadas al campo de hielo en la meseta, y entonces la contribución del derretimiento a la crecida podría haber sido bastante menor que en De las Vueltas.

Figura 6: Series climatológicas de las medianas (línea negra gruesa) y los rangos de Inter cuartiles (sombreado) mensuales representativas del ciclo anual con los valores típicos durante el año. Los puntos azules marcan los caudales máximos estimados durante el 23 de julio de 2024 mostrando su alejamiento de sus valores típicos para la época del año.

Algunos videos sugieren que el derretimiento tuvo su rol clave en las crecidas de los ríos de la provincia de Santa Cruz. Cabe remarcar q el gran evento de lluvia sobre nieve y el gran transporte de calor que los intensos RAs conllevan serian responsables del derretimiento.