miniaturadeimagen|350px|Imagen de vapor de agua obtenida por el satélite GOES 11 sobre el océano Pacífico nororiental. La banda de humedad corresponde a un río atmosférico que alcanzó la costa de California en diciembre de 2010.
Un río atmosférico es una alargada, estrecha y transitoria banda en la que se concentra un intenso transporte horizontal de vapor de agua a través de la atmósfera. Suele desarrollarse dentro de la circulación de un ciclón extratropical y, con frecuencia, se encuentra asociado a una corriente en chorro de bajo nivel situada por delante de un frente frío. La humedad transportada puede proceder de fuentes tropicales, subtropicales o extratropicales.
Cuando un río atmosférico alcanza un continente, el ascenso del aire húmedo sobre una cordillera o a lo largo de un sistema frontal puede transformar una parte considerable del vapor transportado en lluvia o nieve. Estos fenómenos aportan una fracción importante de los recursos hídricos y de la acumulación nival de numerosas regiones, pero los eventos más intensos o persistentes también pueden producir precipitaciones extremas, inundaciones, deslizamientos de tierra y episodios de lluvia sobre nieve.
Historia del concepto
El término fue introducido en la literatura meteorológica moderna a comienzos de la década de 1990 por Reginald Newell, Yong Zhu y sus colaboradores. Estos investigadores observaron que una proporción elevada del transporte meridional de vapor de agua se concentraba en unas pocas estructuras largas y estrechas, a las que denominaron inicialmente «ríos troposféricos». Los trabajos posteriores de Zhu y Newell consolidaron la expresión inglesa atmospheric river y propusieron los primeros métodos para detectar estas estructuras mediante el flujo integrado de humedad.
El estudio de los ríos atmosféricos se amplió con el desarrollo de los sensores satelitales de microondas, los reanálisis atmosféricos globales y los modelos numéricos de mayor resolución. Recién en 2017, el glosario de la American Meteorological Society incorporó una definición formal basada principalmente en el transporte horizontal de vapor de agua.
Características y formación
miniaturadeimagen|Imagen satelital compuesta de un río atmosférico que se extendía sobre el océano Pacífico entre Asia y América del Norte en octubre de 2017.
Los ríos atmosféricos suelen medir varios miles de kilómetros de longitud y algunos cientos de kilómetros de ancho. La mayor parte del transporte se concentra en baja altitud, en la tropósfera baja, y depende tanto de la cantidad de vapor de agua disponible como de la velocidad del viento. En los casos más intensos, el flujo de vapor puede ser comparable o superior al caudal medio de algunos de los mayores ríos terrestres.
Estas estructuras se forman habitualmente dentro de la circulación asociada a los ciclones extratropicales. La convergencia de aire húmedo, la advección producida por vientos intensos y la reorganización de la humedad en torno a los sistemas frontales contribuyen a crear y mantener el corredor o la banda de transporte. El vapor puede incorporarse mediante la evaporación local sobre el océano o proceder de masas de aire tropicales, subtropicales y extratropicales que convergen a lo largo de la trayectoria.
La cantidad y distribución de la precipitación dependen de la intensidad y duración del transporte de humedad, además de la estructura inicial del sistema frontal, entre otras características dinámicas de la atmósfera en general. Cuando el flujo húmedo incide de manera aproximadamente perpendicular sobre una cordillera, el ascenso orográfico puede intensificar considerablemente la precipitación en la vertiente de barlovento y producir una marcada sombra pluviométrica, es decir una escasez de agua precipitada, a sotavento.
Identificación y clasificación
Las bandas nubosas asociadas a los ríos atmosféricos pueden distinguirse en las imágenes satelitales, aunque su identificación objetiva se realiza principalmente mediante estimaciones satelitales de humedad, radiosondas, observaciones realizadas desde aeronaves, y técnicas de la meteorología moderna como los reanálisis y los modelos numéricos. Estas fuentes permiten reconstruir el transporte de vapor sobre los océanos, donde las observaciones meteorológicas convencionales son menos numerosas.
Entre las variables utilizadas se encuentra el vapor de agua integrado verticalmente (IWV, por sus siglas en inglés), que representa la masa de vapor contenida en una columna atmosférica. Sin embargo, los algoritmos actuales utilizan con mayor frecuencia el transporte integrado de vapor de agua (IVT), que combina la humedad específica con las componentes horizontales del viento e integra ambas magnitudes en la vertical. El IVT, expresado generalmente en kg m−1 s−1, permite distinguir una columna simplemente húmeda de otra que transporta activamente grandes cantidades de vapor, puesto que se le incorpora la dirección y el desplazamiento como una componente activa.
No existe un criterio único para delimitar todos los ríos atmosféricos. Los distintos métodos combinan umbrales absolutos o relativos de IVT con requisitos de longitud, ancho, relación de aspecto, dirección del flujo o duración.
Escala de intensidad
En 2019, investigadores de Estados Unidos configuraron una escala de cinco categorías para representar conjuntamente la intensidad y la duración de un río atmosférico en un lugar determinado. La categoría preliminar se obtiene a partir del máximo de IVT promediado durante tres horas.
+ Escala para eventos con una duración de entre 24 y 48 horas Categoría Intensidad IVT máximo medio en tres horas(kg m−1 s−1) Balance general de los efectos 1 Débil 250-500 Principalmente beneficiosos 2 Moderada 500-750 Mayormente beneficiosos, aunque también pueden ser peligrosos 3 Fuerte 750-1000 Equilibrio entre los efectos beneficiosos y los peligrosos 4 Extrema 1000-1250 Mayormente peligrosos, aunque también pueden aportar recursos hídricos 5 Excepcional Más de 1250 Principalmente peligrosos
Cuando el evento dura menos de 24 horas, su categoría se reduce en un nivel; cuando persiste durante más de 48 horas, aumenta en uno. La escala fue desarrollada a partir de las condiciones e impactos observados principalmente en el oeste de América del Norte. Los efectos de un mismo valor de IVT pueden variar según la topografía, la altitud de la isoterma de 0 °C, la humedad previa del suelo, la presencia de nieve, el estado de las cuencas y la exposición de la población y de la infraestructura.
Papel en el ciclo hidrológico e impactos
Los cálculos que dieron origen al concepto estimaron que, en un momento determinado, los ríos atmosféricos podían concentrar más del 90 % del transporte meridional de vapor de agua en las latitudes extratropicales, pese a ocupar menos del 10 % de la circunferencia correspondiente. Una evaluación posterior atribuyó a estos fenómenos alrededor del 22 % de la escorrentía continental global, aunque su contribución varía considerablemente entre regiones.
En las zonas de clima mediterráneo o con estaciones secas prolongadas, unos pocos eventos pueden representar una parte sustancial de la precipitación anual y contribuir al término de periodos de sequía. En las regiones montañosas frías, también participan y suelen tener especial relevancia en la formación del manto de nieve y en el almacenamiento estacional de agua.
Los eventos que transportan aire relativamente cálido pueden aumentar la altura de la isoterma de 0 °C y hacer que la precipitación caiga en forma de lluvia sobre áreas que normalmente reciben nieve. La combinación de lluvia intensa, fusión nival y suelos previamente saturados puede elevar rápidamente el caudal de los ríos. También puede favorecer los deslizamientos de tierra y aludes. Sin embargo, no todos los ríos atmosféricos causan daños ni todos los episodios de precipitación extrema están asociados a ellos. Sus efectos abarcan desde lluvias moderadas y beneficiosas hasta inundaciones de gran magnitud, de acuerdo con las características del evento y de la cuenca afectada.
Distribución e impactos regionales
Los ríos atmosféricos se observan en todos los principales océanos y en ambos hemisferios. Son especialmente relevantes en las costas occidentales de las latitudes medias, donde el flujo dominante desde el océano puede incidir directamente sobre cordilleras costeras o continentales.
Chile y el sur de América del Sur
miniaturadeimagen|500px|Transporte integrado de vapor de agua (representado mediante los colores y las flechas) y presión a nivel del mar (representada mediante isobaras en hPa) sobre el Pacífico Sur el 16 de julio de 2026 durante el Temporal de Chile de 2026, según el reanálisis ERA5. El principal corredor de transporte de humedad se extiende desde el Pacífico subtropical hasta Chile central y centro-sur, para en los días posteriores afectar Chile centro-norte.
La costa pacífica extratropical de América del Sur presenta una elevada frecuencia de llegada de ríos atmosféricos. Un análisis del periodo 2001-2016 encontró la mayor frecuencia entre aproximadamente los 38° y 50° S (entre las regiones de La Araucania y Aysén), con unos 35 a 40 días anuales bajo la influencia de estos fenómenos. En varias estaciones de la costa y de la vertiente occidental de los Andes situadas entre Chile centro-sur y la Patagonia, los ríos atmosféricos aportaron entre el 42 y el 56 % de la precipitación anual; lo que en la zona subtropical llegaba al 62 %. Su contribución disminuye rápidamente hacia el este debido a la sombra pluviométrica de los Andes.
Algunos eventos invernales transportan aire cálido y húmedo, elevan la isoterma de 0 °C y aumentan la superficie de las cuencas andinas que recibe lluvia en lugar de nieve. Esta situación puede incrementar la escorrentía inmediata y reducir la cantidad de agua que queda almacenada temporalmente en el manto nival. No obstante, en los Andes comprendidos aproximadamente entre los 26,5° y 37,5° S, los ríos atmosféricos producen alrededor de la mitad de la acumulación nival anual y sus nevadas son, en promedio, más intensas que las asociadas a otros sistemas meteorológicos.
Los estudios del centro-sur de Chile distinguen dos configuraciones frecuentes. Los ríos atmosféricos inclinados se orientan generalmente de noroeste a sureste y suelen acompañar a frentes fríos móviles y ciclones extratropicales. Los ríos atmosféricos zonales se extienden de oeste a este dentro de un flujo persistente sobre el Pacífico Sur y pueden incidir casi perpendicularmente sobre los Andes.
La orientación zonal favorece un ascenso orográfico intenso y puede mantener el transporte de humedad hacia una misma región durante un periodo prolongado. Los análisis del balance de humedad indican que la convergencia de masas de aire tropicales y subtropicales contribuye a mantener el corredor sobre el océano, mientras que la advección domina el transporte en las proximidades de la costa del sur de Sudamérica.
La frecuencia y la intensidad de los eventos que alcanzan Chile central también varían en relación con el fenómeno de El Niño-Oscilación del Sur. Durante la fase cálida de El Niño puede intensificarse el transporte de humedad desde el Pacífico subtropical y aumentar la frecuencia, la duración y el contenido de vapor de los corredores que alcanzan la región, en especial hacia más al norte del país.
América del Norte
Los ríos atmosféricos constituyen una fuente fundamental de lluvia y nieve para los estados del oeste de Estados Unidos. En California, aportan aproximadamente entre el 30 y el 50 % de la precipitación anual y una parte importante de la acumulación nival de la Sierra Nevada.En especial, los eventos más intensos y persistentes están asociados a buena parte de las inundaciones fluviales y de los daños económicos causados por crecidas.