Ríos aéreos: elementos fundamentales pero subestimados de la sostenibilidad

A través de la atmósfera fluyen grandes cantidades de agua formando ríos en el aire que conectan los bosques de la Amazonía con las otras grandes cuencas de Suramérica. El futuro de la seguridad hídrica en el continente está estrechamente ligado al futuro de la Amazonía.

Río Cauca, Santa Fe De Antioquia, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez

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Los ríos superficiales son familiares para la mayoría de las personas. Incluso es normal que la gente tenga recuerdos asociados con los ríos superficiales; un “paseo de olla a un charco” por ejemplo. Y sabemos que los ríos superficiales son muy importantes para la sociedad por muchas razones, incluyendo que de ellos depende la disponibilidad de agua para numerosas actividades humanas y la salud de los ecosistemas. También sabemos que el caudal (o sea el volumen de agua que un río transporta durante algún periodo de tiempo, por ejemplo metros cúbicos por segundo o m3/s) de los ríos superficiales no es constante sino que cambia con el tiempo, y esos cambios también son muy importantes para la sociedad y el ambiente. Por ejemplo, aumentos o reducciones en los caudales de los ríos superficiales pueden causar inundaciones o sequías. En Colombia hemos experimentado la severidad de estos eventos extremos con acontecimientos como el racionamiento (o “apagón”) ocurrido en 1992 por escasez de agua en embalses y acueductos, y las graves inundaciones causadas por las crecientes de los ríos entre 2010 y 2011 (Hoyos et al., 2013). En ambos casos las causas de fondo fueron alteraciones en la atmósfera provocadas por los fenómenos de El Niño (1991-1992) y la Niña (2010-2011). No tenemos dudas de que los ríos superficiales son muy importantes para la sociedad.

Una característica de todos los ríos superficiales del mundo es que fluyen hacia el mar. Esto es una consecuencia de la gravedad de la Tierra que atrae al agua “hacia abajo”. Esto implica que hay un flujo continuo de agua desde los continentes hacia los océanos que es enorme. Aproximadamente, los ríos del mundo llevan al mar 40.000 km3 de agua al año (Trenberth et al., 2007). El Amazonas, que es el río más caudaloso del mundo, lleva al océano Atlántico cerca de 200.000 m3/s en promedio. Si este caudal fuera constante y estuviera disponible para todo el mundo, alcanzaría para satisfacer las necesidades básicas de una población 22 veces mayor que la población mundial actual . De hecho, el caudal promedio del río Magdalena cerca a su desembocadura (7.200 m3/s aproximadamente) alcanzaría para la dotación de agua de una población 124 veces mayor que la de Colombia, o sea cerca del 80% de la población mundial . Estas cifras dejan claras dos ideas. La primera es que en un país como Colombia (y muchos otros) la inseguridad hídrica debida a la falta de acceso al agua de la población se debe muchísimo más a factores sociales que a condiciones naturales: por el momento hay agua suficiente en los ríos pero no existen las condiciones para que la gente acceda a ella con seguridad. La segunda es que los ríos superficiales llevan al mar una cantidad enorme de agua cada segundo.

Río Cauca, Santa Fe De Antioquia, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez

Si ese flujo continuo de los ríos superficiales al mar no fuera compensado por otro flujo igual de grande pero en sentido contrario, es decir dirigido hacia el interior de los continentes, entonces los continentes perderían eventualmente su agua, se secarían. Hay un único camino por donde se da ese flujo compensatorio: la atmósfera. Cada año la atmósfera devuelve a los continentes una cantidad de agua cercana a la que los ríos llevan al mar, o sea alrededor de 40.000 km3 (Trenberth et al., 2007). Existe un balance delicado entre la cantidad de agua que entra y sale de los continentes cada año (Salazar et al., 2018). Si ese balance cambiase entonces cambiaría la disponibilidad de agua en los continentes y con ella la sostenibilidad de todos los sistemas naturales y sociales que dependen del agua, o sea casi todos. Por ejemplo, si los ríos de un continente llevasen más agua al mar que la que retorna a ese mismo continente por la atmósfera, entonces dicho continente tendería a secarse, perdería progresivamente su disponibilidad de agua, dejaría de ser sostenible en cuanto a su seguridad hídrica.

Sospecho que para la mayoría de las personas son tan conocidos y valorados los ríos superficiales como desconocidos y subestimados los ríos aéreos. Existen ríos aéreos que son corrientes de viento que transportan grandes cantidades de agua, principalmente en forma de vapor. Aunque en la ciencia se usan diversos nombres para esos flujos dependiendo de sus características, acá voy a usar el término río aéreo para referirme en general a los grandes flujos de agua que viajan por la atmósfera y pueden conectar los océanos con el interior de los continentes. Por ejemplo, mientras el río Amazonas fluye desde la cordillera de los Andes hacia el océano Atlántico, un río aéreo igual de grande fluye por la atmósfera en sentido contrario; se llama el Chorro de Bajo Nivel de Suramérica (SALLJ por sus siglas en Inglés, Vera et al., 2006). Sin ese gran río aéreo no existiría el gran río superficial del Amazonas. En la costa Pacífica de Colombia existe uno de los lugares más lluviosos del mundo (el municipio de Lloró en el departamento del Chocó) debido a un gran flujo atmosférico de humedad conocido como el Chorro de Bajo Nivel del Chocó (Poveda & Mesa, 2000).

Agua en el aire sobre las montañas de Alejandría, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez

Así como los ríos superficiales pueden transportar grandes cantidades de agua hacia el mar, los ríos aéreos pueden transportar grandes cantidades de agua hacia el interior de los continentes, incluidas las partes altas de las montañas. Mientras que en los ríos superficiales decimos “aguas abajo” para indicar la dirección hacia donde fluye el río, en los ríos aéreos decimos “viento abajo” para indicar la dirección hacia donde fluye el aire húmedo. Así como los ríos superficiales son cruciales para la disponibilidad de agua aguas abajo, los ríos aéreos son cruciales para la disponibilidad de agua viento abajo (Molina et al., 2019; Weng et al., 2018). Si a una región llega muy poca o ninguna agua por la atmósfera entonces en esa región llueve poco o nada. Eso pasa en los desiertos del mundo en los que la lluvia es muy escasa a pesar de que algunos están al lado la gran fuente de agua que es el mar. Por ejemplo, el Sahara limita con el océano Atlántico y los mares Mediterráneo y Rojo, el Atacama es vecino del océano Pacífico, y el desierto de la Guajira está rodeado por el mar Caribe. Sobre estos desiertos la atmósfera casi no produce lluvia.

Playas de Mapayo, La Guajira, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez.

La gestión del agua se ha concentrado mucho en los ríos superficiales y muy poco (o nada) en los ríos aéreos; no se considera con suficiente atención el viaje del agua por la atmósfera. Existen muchos ejemplos de planes gestión del agua que se concentran en cuencas hidrográficas de ríos superficiales, pero no así planes que consideren los ríos aéreos como un elemento esencial de la sostenibilidad. Llenar ese vacío es un reto urgente y necesario (Salazar et al., 2018; Weng et al., 2019). Lo que pasa en un río superficial aguas arriba (por ejemplo en las montañas) es muy relevante para quienes dependen de ese río aguas abajo (por ejemplo en los valles y cerca a su desembocadura). Lo que pasa en la atmósfera viento arriba (la región de donde viene el viento) es muy importante para las lluvia y disponibilidad de agua viento abajo (la región hacia donde sopla el viento). Uno de los impactos más grandes que podría llegar a tener el cambio climático y la deforestación consiste en alterar el viaje del agua por la atmósfera. Alteraciones de esta naturaleza podrían transformar radicalmente grandes regiones del mundo (Duque-Villegas et al., 2019).

Cuencas hidrográficas, Antioquia, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez.

El agua no se “produce” en las montañas ni en ninguna otra parte sino que fluye continuamente por un “sistema de circulación” natural en el que los caminos de la atmósfera son esenciales. En Suramérica, ese sistema de circulación depende considerablemente de las grandes extensiones de bosques tropicales que aún subsisten en la Amazonía. Estos bosques tienen una gran capacidad de transferir agua del suelo a la atmósfera, lo que implica también una gran capacidad de recargar de agua al viento que les pasa por encima formando ríos aéreos. Al contrario de los ríos superficiales, los ríos aéreos pierden agua con la lluvia y la ganan con la evaporación y transpiración desde la superficie. La transpiración es un flujo de agua mediante el cual la vegetación a través de sus hojas transfiere agua del suelo a la atmósfera. La transpiración desde los bosques de la Amazonía es fuente de agua para grandes cantidades de lluvia que caen viento abajo (Molina et al., 2019; Staal et al., 2018). De hecho, entre el 30 y 50% de la lluvia que cae sobre la Amazonía es precipitación reciclada, es decir proviene de agua que ha sido transferida hacia la atmósfera desde la misma región (Staal et al., 2018; Salati & Bose, 1984).

Los flujos de humedad por la atmósfera que a veces forman ríos aéreos, la gran capacidad de los bosques tropicales para alimentar esos flujos vía la transpiración, y el reciclaje de precipitación, son fenómenos que conectan a la Amazonía con el resto de Suramérica. Algunas de las estimaciones recientes indican que más del 20% de la lluvia que alimenta al río de La Plata en el sur del continente (Martínez & Domínguez, 2014), así como la parte alta y media de la cuenca del río Magdalena en Colombia (Weng et al., 2018), proviene de los bosques de la Amazonía. Siendo así, la pérdida de esos bosques representa una amenaza para la seguridad hídrica del continente.

Agua en el aire sobre los bosques de la Amazonía, Putumayo, Colombia. Créditos: Pablo Velásquez.

En los países de Suramérica es urgente cambiar la visión de que la Amazonía solo es importante para quienes la habitan y es poco o nada importante para quienes viven en las grandes ciudades o territorios “lejos” de ella. En Suramérica no hay nada que quede realmente “lejos” ni esté completamente desconectado de la Amazonía, la atmósfera y los ríos aéreos conectan estos bosques con el resto del continente.

Muchas veces se ha dicho que la Amazonía es un pulmón por su papel en el ciclo de gases como el dióxido de carbono. Hay que decir además que la Amazonía es un corazón por su papel en el sistema circulatorio de agua del continente, por su papel en el ciclo hidrológico. Proteger los bosques de la Amazonía es proteger el corazón del continente.

Agradecimientos

Con financiación del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Colombia (MINCIENCIAS), un equipo de investigadores de la Universidad de Antioquia, la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, y la Universidad CES, estamos iniciando un programa de investigación en el que investigaremos la conexión entre la cuenca del Magdalena y los bosques del Amazonas, y las implicaciones sobre la sostenibilidad de los sistemas ecológicos y sociales en Colombia. El programa se llama “SOSTENIBILIDAD DE SISTEMAS ECOLÓGICOS Y SOCIALES EN LA CUENCA MAGDALENA-CAUCA BAJO ESCENARIOS DE CAMBIO CLIMÁTICO Y PÉRDIDA DE BOSQUES” (Código: 1115-852-70719) y está financiado con fondos del «PATRIMONIO AUTÓNOMO FONDO NACIONAL DE FINANCIAMIENTO PARA LA CIENCIA, LA TECNOLOGÍA Y LA INNOVACIÓN FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS». JFS agradece a este programa por la financiación para investigar sobre estos asuntos, y a Territorios Sostenibles por la oportunidad de contar esta historia.

Referencias

Duque-Villegas, M., Salazar, J. F., & Rendón, A. M. (2019). Tipping the ENSO into a permanent El Niño can trigger state transitions in global terrestrial ecosystems. Earth System Dynamics, 10(4).

Hoyos, N., Escobar, J., Restrepo, J. C., Arango, A. M., & Ortiz, J. C. (2013). Impact of the 2010–2011 La Niña phenomenon in Colombia, South America: the human toll of an extreme weather event. Applied Geography, 39, 16-25.

Howard, G., Bartram, J., Water, S., & World Health Organization. (2003). Domestic water quantity, service level and health (No. WHO/SDE/WSH/03.02). World Health Organization.

Martinez, J. A., & Dominguez, F. (2014). Sources of atmospheric moisture for the La Plata River basin. Journal of Climate, 27(17), 6737-6753.

Molina, R. D., Salazar, J. F., Martínez, J. A., Villegas, J. C., & Arias, P. A. (2019). Forest‐induced exponential growth of precipitation along climatological wind streamlines over the Amazon. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(5), 2589-2599.

Poveda, G., & Mesa, O. J. (2000). On the existence of Lloró (the rainiest locality on Earth): Enhanced ocean‐land‐atmosphere interaction by a low‐level jet. Geophysical research letters, 27(11), 1675-1678.

Salati, E., & Vose, P. B. (1984). Amazon basin: a system in equilibrium. Science, 225(4658), 129-138.

Salazar, J. F., Villegas, J. C., Rendón, A. M., & Rodríguez, E. (2018). Scaling properties reveal regulation of river flows in the Amazon through a “forest reservoir”. Hydrology and Earth System Sciences, 22(3), 1735-1748.

Staal, A., Tuinenburg, O. A., Bosmans, J. H., Holmgren, M., van Nes, E. H., Scheffer, M., … & Dekker, S. C. (2018). Forest-rainfall cascades buffer against drought across the Amazon. Nature Climate Change, 8(6), 539.

Trenberth, K. E., Smith, L., Qian, T., Dai, A., & Fasullo, J. (2007). Estimates of the global water budget and its annual cycle using observational and model data. Journal of Hydrometeorology, 8(4), 758-769.

Vera, C., Baez, J., Douglas, M., Emmanuel, C. B., Marengo, J., Meitin, J., … & Salio, P. (2006). The South American low-level jet experiment. Bulletin of the American Meteorological Society, 87(1), 63-78.

Weng, W., Luedeke, M. K., Zemp, D. C., & Lakes, T. (2018). Aerial and surface rivers: downwind impacts on water availability from land use changes in Amazonia. Hydrology and Earth System Sciences, 22(1), 911-927.

Weng, W., Costa, L., Lüdeke, M. K., & Zemp, D. C. (2019). Aerial river management by smart cross-border reforestation. Land use policy, 84, 105-113.

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