Spatiotemporal analyses of Extreme Precipitation and Flooding in Tennessee

El agua es una compañera constante de la vida, pero cuando llega con demasiada fuerza o en el lugar equivocado, se convierte en una fuerza destructiva capaz de remodelar paisajes y devastar comunidades. En los Estados Unidos, dos tipos distintos de desastres hídricos dominan los titulares: las inundaciones, que son la inundación lenta y creciente de tierras secas por el desbordamiento de ríos y arroyos, y las inundaciones repentinas (flash floods), que son oleadas súbitas y violentas que pueden formarse en cuestión de minutos tras una lluvia intensa. Si bien los científicos han sabido durante mucho tiempo que los eventos climáticos extremos son cada vez más frecuentes, comprender exactamente dónde y cómo están cambiando estos peligros requiere observar el pasado a través de un lente específico. Los investigadores deben examinar no solo cuántas tormentas ocurren, sino dónde suceden, con qué frecuencia golpean los mismos lugares y si el daño que causan está empeorando con el tiempo. Este tipo de investigación ayuda a las comunidades a prepararse para un futuro donde las reglas del agua y el clima pueden estar cambiando.

Un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de East Tennessee aplicó recientemente este tipo de investigación profunda y centrada en el tiempo al estado de Tennessee. Construyeron un modelo digital que les permitió observar cómo se desarrollaba treinta y dos años de historia meteorológica, condado por condado, para ver cómo se han comportado las lluvias intensas, las inundaciones fluviales y las inundaciones repentinas en todo el estado. Su objetivo era ir más allá de los simples recuentos de tormentas y, en su lugar, mapear la evolución de los patrones de peligro. Encontraron que, mientras que el número de eventos de inundación ha aumentado en algunas áreas y ha disminido en otras, la historia de los daños cuenta un relato diferente y más urgente. En la parte central del estado, la frecuencia de las lluvias intensas está aumentando, y el costo financiero de los desastres por inundación está subiendo drásticamente, incluso en lugares donde el número de inundaciones no necesariamente ha aumentado.

Para comprender estos cambios, los investigadores trataron al estado como una línea de tiempo viva. Recopilaron registros de cada evento de lluvia intensa, cada inundación fluvial y cada inundación repentina registrada entre 1991 y 2022. Para la lluvia, analizaron tormentas que se esperarían una vez al año, una vez cada dos años y una vez cada cinco años. Para las inundaciones, rastrearon tanto la frecuencia con la que ocurrían como cuánto dinero costaban en daños a la propiedad. Luego, introdujeron esta enorme cantidad de datos en un sistema informático que organizó la información en una cuadrícula tridimensional. En esta cuadrícula, las capas horizontales representaban la geografía de los noventa y cinco condados de Tennessee, mientras que el eje vertical representaba el tiempo, extendiéndose desde principios de la década de 1990 hasta el presente. Esto permitió al equipo ver no solo dónde ocurrían los eventos, sino cómo esos patrones se movían e intensificaban a lo largo de las décadas.

Los resultados revelaron un estado en transición. En todo Tennessee, el número de condados que experimentan un aumento en las lluvias intensas es mucho mayor que el número que observa una disminución. Esta tendencia es particularmente fuerte en el centro del estado, donde un grupo de condados se ha convertido en un punto crítico constante de lluvias intensas. En algunos de estos condados centrales, el número de eventos de lluvia intensa se ha duplicado o triplicado en años recientes en comparación con el inicio del periodo de estudio. Los investigadores identificaron áreas específicas, como la Cuenca de Nashville y los bordes de la Meseta de Cumberland, donde estas lluvias intensas se están convirtiendo en una característica local regular e intensificante.

Cuando el equipo centró su atención en las inundaciones repentinas, el panorama se volvió más complejo. En la parte occidental del estado, específicamente en los condados de Shelby y Tipton, el número de eventos de inundación repentina está claramente aumentando. Sin embargo, en muchas otras partes del estado, el número de inundaciones repentinas ha disminido o se ha mantenido igual. Esto podría sugerir que el peligro está desapareciendo en algunos lugares, pero los datos sobre daños materiales cuentan una historia diferente. En las partes central y oriental del estado, el dinero perdido por inundaciones repentinas está subiendo de forma constante. Esto significa que, aunque pueda haber menos inundaciones repentinas en algunas áreas, las que ocurren causan daños más severos. Es un poco como una tormenta que golpea con menos frecuencia pero trae un golpe más pesado cuando llega.

Los investigadores también observaron las inundaciones fluviales tradicionales, que tienden a subir más lentamente que las inundaciones repentinas. Aquí, la tendencia es claramente ascendente en las secciones media y oriental del estado. Los condados en el centro de Tennessee están viendo inundaciones fluviales más frecuentes, y el costo financiero de estos eventos está aumentando en el este. Curiosamente, el estudio encontró que el número de eventos de inundación y la cantidad de dinero perdido no siempre se mueven en la misma dirección. En algunos condados, el número de inundaciones está bajando, pero los daños están subiendo. Esto sugiere que las inundaciones que ocurren se están volviendo más intensas, o que las comunidades que golpean se están volviendo más vulnerables debido a cambios en la tierra, como más edificios y carreteras que impiden que el agua se absorba en el suelo.

Uno de los hallazgos más impactantes surgió al observar la geografía y la historia del estado. Los investigadores señalaron que un evento de lluvia sin precedentes en 2021 en un condado central, que dejó caer más de veinte pulgadas de lluvia en un solo día, causó una inundación repentina que mató a veintidós personas y causó más de cien millones de dólares en daños. Este único evento, que fue mucho más intenso que cualquier otro visto en las décadas anteriores, ayudó a cambiar las tendencias a largo plazo para esa región. El estudio también destacó cómo la forma del estado y sus fronteras pueden ocultar estos patrones. Cuando los investigadores analizaron el estado en su totalidad, algunos de los áreas peligrosas quedaron enmascaradas por el volumen de eventos en el centro. Pero cuando analizaron las regiones oriental, central y occidental por separado, surgieron nuevos puntos críticos, particularmente en el este, donde se revelaron peligros previamente ocultos.

El estudio concluye que las herramientas utilizadas para mapear estos cambios son valiosas para cualquiera que intente proteger a las comunidades de los desastres hídricos. Al visualizar cómo los peligros se mueven a través del tiempo y el espacio, los planificadores pueden ver qué áreas se están volviendo más peligrosas y por qué. La investigación muestra que la amenaza no es uniforme; está concentrada en bolsas específicas del estado, con la región central enfrentando el aumento más significativo tanto en lluvias intensas como en daños por inundaciones. Los hallazgos sugieren que prepararse para el futuro requiere más que solo contar tormentas; requiere comprender cómo la intensidad de esas tormentas y la vulnerabilidad de la tierra están cambiando juntas. A medida que el clima continúa cambiando, estos mapas detallados del pasado ofrecen una guía crucial para construir un futuro más seguro.