|
|
|
| Een atmosferische rivier (AR) is een smalle gang of gloeidraad van geconcentreerd vocht in de atmosfeer. Andere namen voor dit fenomeen zijn tropische pluim, tropische verbinding, vochtpluim, waterdampstoot en wolkenband. |
 |
| Een uitleg van de National Weather Service over atmosferische rivieren |
|
|
 |
Samengestelde satellietfoto's van een atmosferische rivier die Azië
met Noord-Amerika verbindt in oktober 2017 |
|
| |
Atmosferische rivieren bestaan uit smalle banden met verbeterd waterdamptransport, meestal langs de grenzen tussen grote gebieden met uiteenlopende oppervlakteluchtstromen, waaronder enkele frontale zones in combinatie met extratropische cyclonen die zich boven de oceanen vormen. 6] Pineapple Express-stormen zijn het meest voorkomende en erkende type atmosferische rivieren; De naam is te danken aan de warme waterdamppluimen die hun oorsprong vinden in de Hawaiiaanse tropen en die verschillende paden volgen richting het westen van Noord-Amerika,
en aankomen op breedtegraden van Californië en de Pacific Northwest tot British Columbia en zelfs het zuidoosten van Alaska. |
| |
In sommige delen van de wereld wordt verwacht dat veranderingen in de luchtvochtigheid en hitte als gevolg van klimaatverandering de intensiteit
en frequentie van extreme weersomstandigheden en overstromingen veroorzaakt door atmosferische rivieren zullen vergroten. Dit zal naar verwachting vooral prominent zijn in het westen van de Verenigde Staten en Canada. |
| |
| De term werd oorspronkelijk begin jaren negentig bedacht door onderzoekers Reginald Newell en Yong Zhu van het Massachusetts Institute of Technology om de beperktheid van de betrokken vochtpluimen weer te geven. |
| |
Atmosferische rivieren zijn doorgaans enkele duizenden kilometers lang en slechts een paar honderd kilometer breed, en één enkele rivier kan een grotere waterstroom transporteren dan de grootste rivier op aarde, de Amazone. Er zijn doorgaans op een bepaald moment
drie tot vijf van deze smalle pluimen aanwezig op een halfrond. Deze zijn de afgelopen eeuw in intensiteit licht toegenomen. |
| |
1: Gelaagde beelden van neerslagwater van bijzonder sterke atmosferische rivieren op
5 december 2015. De eerste, veroorzaakt door Storm Desmond, strekte zich uit van het
Caribisch gebied tot het Verenigd Koninkrijk; de tweede was afkomstig uit de Filippijnen
en stak de Stille Oceaan over en strekte zich uit tot de westkust van Noord-Amerika. |
|
|
 |
| Afbeelding-1 |
|
| |
| In het huidige onderzoeksgebied van atmosferische rivieren worden de hierboven beschreven lengte- en breedtefactoren in combinatie met een geïntegreerde waterdampdiepte van meer dan 2,0 cm gebruikt als standaarden om atmosferische riviergebeurtenissen te categoriseren. |
| |
| Een artikel uit januari 2019 in Geophysical Research Letters beschreef ze als een lange, kronkelende waterdamppluimen die vaak hun oorsprong vinden boven de tropische oceanen en die aanhoudende, zware neerslag naar de westkust van Noord-Amerika en Noord-Europa brengen. |
| |
| Naarmate de technieken voor datamodellering vorderen, wordt geïntegreerd waterdamptransport (IVT) een steeds gebruikelijker datatype dat wordt gebruikt om atmosferische rivieren te interpreteren. De kracht ervan ligt in het vermogen om het transport van waterdamp over meerdere tijdstappen weer te geven in plaats van een stagnerende meting van de waterdampdiepte in een specifieke luchtkolom (geïntegreerde waterdamp – IWV). Bovendien wordt IVT directer toegeschreven aan orografische neerslag, een sleutelfactor bij de productie van intense regenval en daaropvolgende overstromingen. |
| |
| Schaal |
Het Center for Western Weather and Water Extremes heeft in februari 2019 een schaal van vijf niveaus vrijgegeven om atmosferische rivieren te categoriseren, variërend van zwak tot‘uitzonderlijk in sterkte, of gunstig tot‘gevaarlijk. De schaal houdt rekening met zowel de hoeveelheid getransporteerde waterdamp als de duur van de gebeurtenis. Atmosferische rivieren krijgen een voorlopige rangschikking volgens het
3-uurgemiddelde maximale verticaal geïntegreerde waterdamptransport. Degenen die minder dan 24 uur duren, worden met één rang gedegradeerd, terwijl degenen die langer dan 48 uur duren met één rang worden verhoogd. |
| |
| Voorbeelden van verschillende atmosferische riviercategorieën zijn de volgende historische stormen: |
| |
| - 2 februari 2017; duurde 24 uur |
| - 19–20 november 2016; duurde 42 uur |
- 14–15 oktober 2016; duurde 36 uur en produceerde
5-10 centimeter regen |
| - 8–9 januari 2017; duurde 36 uur en produceerde 14 centimeter regen |
- 29 december 1996 - 2 januari 1997; duurde 100 uur en veroorzaakte
meer dan $ 1 miljard aan schade |
|
|
| Cat |
Sterkte |
Impact |
Max. IVT |
Duur |
| 1 |
Zwak |
Voornamelijk
gunstig |
≥500–750 |
<24 uur |
| ≥250–500 |
24-48 uur |
| 2 |
Matig |
Meestal gunstig,
ook gevaarlijk |
≥750–1000 |
<24 uu |
| ≥500–750 |
24-48 uur |
| ≥250–500 |
>48 uur |
| 3 |
Sterk |
Sterke balans
tussen heilzaam
en gevaarlijk |
≥1000–1250 |
<24 uur |
| ≥750–1000 |
24-48 uur |
| ≥500–750 |
>48 uur |
| 4 |
Extreem |
Extreem Meestal
gevaarlijk, ook
nuttig |
≥1250 |
<24 uur |
| ≥1000–1250 |
24-48 uur |
| ≥750–1000 |
>48 uur |
| 5 |
Uitzonderlijk |
Uitzonderlijk
Voornamelijk
gevaarlijk |
≥1250 |
24-48 uur |
| ≥1000 |
>48 uur |
|
|
| |
| Impacts |
| |
| Atmosferische rivieren spelen een centrale rol in de mondiale watercyclus. Op een willekeurige dag zijn atmosferische rivieren verantwoordelijk voor meer dan 90% van het mondiale meridionale noord-zuid waterdamptransport, maar toch bestrijken ze minder dan 10% van een bepaalde extratropische breedtegraad. Het is ook bekend dat atmosferische rivieren bijdragen aan ongeveer 22% van de totale mondiale afvoer. |
| |
| Ze zijn ook de belangrijkste oorzaak van extreme neerslaggebeurtenissen die ernstige overstromingen veroorzaken in veel westelijke kustgebieden op de middelste breedtegraad van de wereld, waaronder de westkust van Noord-Amerika, West-Europa, de westkust van Noord-Afrika, het Iberisch schiereiland, Iran en Nieuw-Zeeland. Op dezelfde manier is de afwezigheid van atmosferische rivieren in verband gebracht met het optreden van droogtes in verschillende delen van de wereld, waaronder Zuid-Afrika, Spanje en Portugal. |
| |
| United States |
| De inconsistentie van de regenval in Californië is te wijten aan de variabiliteit in sterkte en kwantiteit van deze stormen, die zware gevolgen kunnen hebben voor het waterbudget in Californië. De betekenis die atmosferische rivieren hebben voor de beheersing van de kustwaterbudgetten, in combinatie met het veroorzaken van schadelijke overstromingen, kan worden geconstrueerd en bestudeerd door naar Californië en het omliggende kustgebied van het westen van de Verenigde Staten te kijken. Volgens een onderzoek uit 2013 hebben atmosferische rivieren in deze regio 30 tot 50% van de totale jaarlijkse neerslag bijgedragen. Deze aan land komende atmosferische rivieren "worden in verband gebracht met ernstige overstromingen in Californië en andere westelijke staten. |
| |
Atmosferische rivieren veroorzaken gigantische transportbanden van water in de lucht, de vochtrijke Pineapple Express-stormsystemen die verschillende keren uit de Stille Oceaan komen. jaarlijks en is goed voor ongeveer 50 procent van de jaarlijkse neerslag in Californië.
Van oktober 2018 tot het voorjaar van 2019 waren er bijvoorbeeld 47 atmosferische rivieren, waarvan er 12 als sterk of extreem werden beoordeeld, in Washington, Oregon en Californië. De zeldzame atmosferische rivieren van mei 2019, geclassificeerd als Categorie 1 en Categorie 2, zijn nuttig in termen van het voorkomen van seizoensbranden, maar de ‘schommelingen tussen zware regenval en woedende bosbranden’ roepen vragen op over de overgang van ‘begrijpen dat het klimaat verandert naar begrijpen wat er iets aan te doen. Atmosferische rivieren hebben jaarlijks gemiddeld 1,1 miljard dollar aan schade veroorzaakt. |
| |
| Canada |
| In november 2021 werden enorme overstromingen in het Fraser River Basin bij Vancouver toegeschreven aan een reeks atmosferische rivieren en waren deze ongeveer een tiende van een vergelijkbare gemiddelde gebeurtenis van ongeveer 100 jaar geleden. |
| |
| Iran |
| Hoewel een grote hoeveelheid onderzoek de impact van de atmosferische rivieren op weersgerelateerde natuurrampen in het westen van de VS en Europa heeft aangetoond, is er weinig bekend over hun mechanismen en bijdrage aan overstromingen in het Midden-Oosten. Er werd echter vastgesteld dat een zeldzame atmosferische rivier verantwoordelijk was voor de recordoverstromingen van maart 2019 in Iran, waarbij een derde van de infrastructuur van het land werd beschadigd en 76 mensen om het leven kwamen. |
| |
| Die AR werd Dena genoemd, naar de top van het Zagrosgebergte, die een cruciale rol speelde bij de neerslagvorming. AR Dena begon zijn lange reis van 9000 km vanaf de Atlantische Oceaan en reisde door Noord-Afrika voordat hij uiteindelijk aan land kwam in het Zagros-gebergte. Specifieke synoptische weersomstandigheden, waaronder tropisch-extratropische interacties van de atmosferische jets, en abnormaal warme zeeoppervlaktetemperaturen in alle omliggende bekkens, leverden de noodzakelijke ingrediënten voor de vorming van deze AR. Het watertransport door AR Dena was gelijk aan meer dan 150 keer de totale stroom van de vier grote rivieren in de regio Tigris, Eufraat, Karun en Karkheh. |
| |
| De intense regenval maakte het regenseizoen 2018-2019 tot het natste van de afgelopen halve eeuw, een scherp contrast met het voorgaande jaar, dat het droogste was in dezelfde periode. Deze gebeurtenis is dus een overtuigend voorbeeld van snelle droog-naar-nat-overgangen en intensivering van extremen. |
| |
| Australië |
In Australië worden noordwestelijke wolkenbanden soms geassocieerd met atmosferische rivieren die hun oorsprong vinden in de Indische Oceaan
en zware regenval veroorzaken in de noordwestelijke, centrale en zuidoostelijke delen van het land. Ze komen vaker voor wanneer de temperaturen in de oostelijke Indische Oceaan nabij Australië warmer zijn dan die in de westelijke Indische Oceaan. Atmosferische rivieren ontstaan ook in de wateren ten oosten en zuiden van Australië en komen het meest voor tijdens de warmere maanden. |
| |
| Europa |
| Volgens een artikel in Geophysical Research Letters van Lavers en Villarini zijn acht van de tien hoogste dagelijkse neerslagregistraties in de periode 1979-2011 in verband gebracht met atmosferische riviergebeurtenissen in gebieden van Groot-Brittannië, Frankrijk en Noorwegen. |
| |
| Satellieten en sensoren |
| |
| In 1998 was de spatiotemporele dekking van waterdampgegevens over oceanen enorm verbeterd door het gebruik van microgolf-teledetectie van satellieten in een polaire baan. Dit leidde tot een sterk toegenomen aandacht voor de prevalentie en rol van atmosferische rivieren. Vóór het gebruik van deze satellieten en sensoren waren wetenschappers vooral afhankelijk van weerballonnen en andere gerelateerde technologieën die de oceanen niet voldoende bedekten. microgolf-teledetectie en soortgelijke technologieën zorgen voor "frequente mondiale metingen van geïntegreerde waterdamp boven de oceanen van de aarde". |
| |
|
|
|
|
|
|
