El satélite SWOT detecta por primera vez olas fluviales a gran escala

Por primera vez se han utilizado datos satelitales para medir la altura y la velocidad de olas de inundación potencialmente peligrosas que descienden por ríos estadounidenses.

Las tres olas rastreadas por científicos de la NASA Y Virginia Tech probablemente fueron causadas por lluvias extremas y por el desprendimiento de un bloque de hielo.

Si bien actualmente no existe una base de datos que recopile datos satelitales sobre olas de inundación fluvial, el nuevo estudio destaca el potencial de las observaciones espaciales para ayudar a hidrólogos e ingenieros, especialmente a quienes trabajan en comunidades a lo largo de redes fluviales con estructuras limitadas de control de inundaciones, como diques y compuertas.

A diferencia de las olas oceánicas, que normalmente son impulsadas por el viento y las mareas, y llegan a la costa a un ritmo constante, las olas fluviales (también llamadas olas de inundación o de flujo) son marejadas temporales que se extienden de decenas a cientos de kilómetros. Generalmente causadas por la lluvia o el deshielo estacional, son esenciales para el transporte de nutrientes y organismos río abajo. Sin embargo, también pueden representar peligros: las olas fluviales extremas, provocadas por un aguacero prolongado o la rotura de una presa, pueden producir inundaciones.

"Las olas del océano son bien conocidas por el surf y la navegación, pero los ríos son las arterias del planeta. Queremos comprender su dinámica", afirmó en un comunicado Cedric David, hidrólogo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y coautor de un nuevo estudio publicado el 14 de mayo en Geophysical Research Letters.

Para buscar olas fluviales en su investigación doctoral, la autora principal, Hana Thurman, de Virginia Tech, recurrió a una nave espacial lanzada en 2022. El satélite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) es una colaboración entre la NASA y la agencia espacial francesa CNES (Centro Nacional de Estudios Espaciales). Está estudiando la altura de casi todas las aguas superficiales de la Tierra, tanto dulces como saladas, utilizando su sensible Interferómetro de Radar de Banda Ka (KaRIn). El instrumento cartografia la elevación y la anchura de las masas de agua mediante el rebote de microondas en la superficie y el cronometraje del retorno de la señal.

"Además de monitorear el almacenamiento total de agua en lagos y ríos, nos enfocamos en la dinámica y los impactos del movimiento y el cambio del agua", dijo Nadya Vinogradova Shiffer, científica del programa SWOT en la sede de la NASA en Washington.

Thurman sabía que SWOT ha ayudado a los científicos a rastrear el aumento del nivel del mar cerca de la costa, detectar olas de tsunami y cartografiar el lecho marino, pero ¿podría identificar anomalías en la altura del río en los datos que indiquen una ola en movimiento?

Descubrió que la misión había captado tres ejemplos claros de olas fluviales, incluyendo una que surgió abruptamente en el río Yellowstone, en Montana, en abril de 2023. Al pasar el satélite, observó una cresta de 2,8 metros de altura que fluía hacia el río Misuri, en Dakota del Norte. Se dividió en un espectacular pico de 11 kilómetros de longitud, seguido de una cola más alargada.

Investigando las imágenes ópticas del Sentinel-2 de la zona, determinó que la ola probablemente se debió a la ruptura de un bloque de hielo río arriba, liberando agua retenida.

Las otras dos olas fluviales que Thurman y su equipo encontraron fueron provocadas por la escorrentía pluvial. Una, detectada por SWOT a partir del 25 de enero de 2024 en el río Colorado, al sur de Austin, Texas, se asoció con la mayor inundación del año en esa sección del río. Con más de 9 metros de altura y 267 kilómetros de longitud, se desplazó a una velocidad de aproximadamente 1,07 metros por segundo durante más de 400 kilómetros antes de desembocar en la bahía de Matagorda.

La otra ola se originó en el río Ocmulgee, cerca de Macon, Georgia, en marzo de 2024. Con más de 6 metros de altura y una extensión de más de 165 kilómetros, viajó aproximadamente 0,33 metros por segundo durante más de 200 kilómetros.