Een team van onderzoekers onder leiding van Scripps Institution of Oceanography aan de University of California San Diego heeft een schaal gemaakt om de kracht en impact van "atmosferische rivieren, "lange smalle banden van atmosferische waterdamp die worden voortgestuwd door sterke winden. Ze komen veel voor boven de Stille Oceaan en kunnen tijdens slechts enkele individuele winterstormen veel van de neerslag in het westen van de Verenigde Staten afgeven.

Ze zijn de bron van de meeste van de zwaarste regens en overstromingen aan de westkust, en leveren een belangrijke bijdrage aan de watervoorziening. Bijvoorbeeld, ongeveer, 80 procent van de dijkdoorbraken in de Californische Central Valley houdt verband met het aanlanden van atmosferische rivieren.

De schaal, beschreven donderdag in februari 2019 Bulletin van de American Meteorological Society , kent vijf categorieën toe aan atmosferische rivieren (AR's) met als criteria de hoeveelheid waterdamp die ze vervoeren en hun duur op een bepaalde locatie. De bedoeling van de schaal is om een ​​reeks scenario's te beschrijven die gunstig of gevaarlijk kunnen zijn op basis van de sterkte van atmosferische rivieren.

De schaal is ontwikkeld door F. Martin Ralph, directeur van het Center for Western Water and Weather Extremes (CW3E) in Scripps, in samenwerking met Jonathan Rutz van de National Weather Service en verschillende andere experts. Het rangschikt atmosferische rivieren van 1 tot 5 en creëert de categorieën "zwak, " "gematigd, " "sterk, " "extreem, " en "uitzonderlijk." Het gebruikt hoeveelheden waterdamp in een atmosferische rivier als basis en een periode van 24 tot 48 uur als standaard meting van de duur. Wanneer een AR in een gebied minder dan 24 uur aanhoudt, het wordt gedegradeerd door één categorie, maar als het langer dan 48 uur aanhoudt, het wordt gepromoot. Deze aanpak is gebaseerd op onderzoek dat aantoont dat een combinatie van sterk waterdamptransport met een lange duur over een locatie, is wat de grootste impact veroorzaakt. In tegenstelling tot de orkaanschaal, onlangs bekritiseerd omdat het de effecten van traag bewegende orkanen van een lagere categorie niet adequaat weergeeft, de AR-schaal bouwt duur in als een fundamentele factor.

De schaal rangschikt AR's als volgt:

• AR Cat 1 (Zwak):In de eerste plaats gunstig. Bijvoorbeeld, een 23 februari, 2017 AR hit Californië, duurde 24 uur aan de kust, en produceerde bescheiden regenval.
• AR Cat 2 (matig):meestal gunstig, maar ook enigszins gevaarlijk. Een sfeervolle rivier op 19-20 november, 2016 hit Noord-Californië, duurde 42 uur aan de kust, en produceerde enkele centimeters regen die hielp bij het aanvullen van lage reservoirs na een droogte.
• AR Cat 3 (Sterk):Balans tussen heilzaam en gevaarlijk. Een atmosferische rivier op 14-15 oktober, 2016 duurde 36 uur aan de kust, produceerde 5-10 inch regen die hielp bij het vullen van reservoirs na een droogte, maar zorgde er ook voor dat sommige rivieren tot net onder het overstromingsstadium kwamen.
• AR Cat 4 (Extreem):Meestal gevaarlijk, maar ook voordelig. Bijvoorbeeld, een atmosferische rivier op 8-9 januari, 2017, dat 36 uur aanhield, produceerde tot 14 inch regen in de Sierra Nevada en zorgde ervoor dat minstens een dozijn rivieren het overstromingsstadium bereikten.
• AR Cat 5 (uitzonderlijk):voornamelijk gevaarlijk. Bijvoorbeeld, een 29 december 1996 tot 2 januari, De atmosferische rivier van 1997 duurde meer dan 100 uur aan de kust van Centraal-Californië. De bijbehorende zware neerslag en afvoer veroorzaakten meer dan $ 1 miljard aan schade.

Ralph wordt beschouwd als een toonaangevende autoriteit op het gebied van atmosferische rivieren, die in 2017 officieel werden gedefinieerd door de American Meteorological Society. Onderzoekers zijn pas de afgelopen twee decennia begonnen met het grondig bestuderen van atmosferische rivieren, voortbouwend op eerder onderzoek naar extratropische cycloonstructuur en neerslag, vooral in het Verenigd Koninkrijk. In die tijd, ze zijn ook gaan begrijpen hoe deze gebeurtenissen vaak het verschil maken tussen jaren van overstromingen en droogte in belangrijke kustgebieden over de hele wereld, zoals Californië.

Ralph zei dat de schaal een cruciaal hulpmiddel zou kunnen zijn voor functionarissen met een operationele behoefte om het overstromingspotentieel in hun rechtsgebieden te beoordelen voordat stormen toeslaan. In tegenstelling tot andere schalen die zich voornamelijk richten op schadepotentieel, zoals de Fujita-schaal voor tornado's of de Saffir-Simpson-schaal voor orkanen, de atmosferische rivierschaal is niet alleen verantwoordelijk voor stormen die gevaarlijk kunnen zijn, maar ook voor stormen die voordelen kunnen opleveren voor de watervoorziening.

"De schaal erkent dat zwakke AR's vaak vooral gunstig zijn omdat ze de watervoorziening en het sneeuwpakket kunnen verbeteren, terwijl sterkere AR's meestal gevaarlijk kunnen worden, bijvoorbeeld als ze een gebied treffen met omstandigheden die de kwetsbaarheid vergroten, zoals brandwonden, of reeds natte omstandigheden, " zeggen Ralph en co-auteurs in de krant die vandaag verschijnt in het februari 2019 nummer van de Bulletin van de American Meteorological Society . "Verlengde looptijden kunnen de impact vergroten."

Medeauteurs van het artikel zijn onder meer weersvoorspellers, zoals meteoroloog Jon Rutz en Chris Smallcomb van de National Weather Service (NWS).

"Het concept van AR's heeft rechtstreeks geprofiteerd van NWS-operaties in het Westen door een beter wetenschappelijk begrip, nauwkeurigere neerslagvoorspellingen, en een beter middel om de impact aan onze partners te communiceren, " zei Rutz. "De AR-schaal is een belangrijke stap voorwaarts, voorspellers een hulpmiddel bieden om onderscheid te maken tussen in de eerste plaats gunstige en in de eerste plaats gevaarlijke stormen. Ik verwacht dat deze schaal zal worden aangenomen en veel zal worden gebruikt."

Eerdere analyse heeft aangetoond dat aan de westkust, de kust van Oregon ontvangt de meest atmosferische rivieren in het "extreme" bereik (AR Cat 4), gemiddeld ongeveer één per jaar. Washington ontvangt ongeveer elke twee jaar extreem atmosferische rivieren, de Bay Area ongeveer om de drie jaar en Los Angeles om de 10 jaar. De atmosferische rivier 1996-1997 die de grootste schade veroorzaakt door overstromingen in Californië sinds 1950 zou worden gecategoriseerd als een "uitzonderlijke" AR-storm. De sterkste atmosferische rivierstormen die jaarlijks de kust van Zuid-Californië treffen, vallen meestal in het bereik van "matig" tot "sterk" (AR Cat 2-3).

Wanneer atmosferische rivierstormen langs de westkust worden voorspeld, de schaalrangschikkingen worden bijgewerkt en gecommuniceerd via de CW3E-website en Twitter-handle. Deze nieuwe schaal zal gegevens toevoegen, seizoensvooruitzichten en neerslagvoorspellingen verstrekt door het centrum als hulpmiddel voor waterbeheerders, weersvoorspellers, hulpdiensten, beleidsmakers, en anderen.

De onderzoekers zeiden dat de atmosferische rivierschaal bedoeld is als een hulpmiddel om het situationeel bewustzijn voorafgaand aan een grote storm te vergroten op een manier die de omstandigheden in een regio van ongeveer 50 km groot weerspiegelt. Het is niet bedoeld om gedetailleerde omstandigheden op kleinere ruimtelijke schalen weer te geven waar variabele topografie, soorten landoppervlakken, en kwetsbaarheden variëren sterk en moduleren dus stormeffecten.

"Deze schaal zorgt voor een beter bewustzijn van het potentiële voordeel versus het gevaar van een voorspelde AR, "Zei co-auteur Michael Anderson van het California Department of Water Resources. "Het kan dienen als een centraal punt voor discussie tussen waterbeheerders, noodhulppersoneel en de onderzoeksgemeenschap, aangezien deze belangrijke watervoorziening en overstromingsinducerende stormen zich blijven ontwikkelen in een veranderend klimaat."

"Voorspellers in het westen van de VS gebruiken het concept van AR's al een paar jaar in hun prognoses, en velen hebben gezocht naar een manier om gunstige van gevaarlijke AR-stormen te onderscheiden, " zei Rutz. "De weegschaal is mede ontworpen om aan deze behoefte te voldoen, en naar verwachting zal het op grote schaal worden gebruikt."