Hạn hán đang diễn ra - và nhiệt độ ngày càng tăng - đã làm giảm lưu lượng nước trên sông Colorado, với mức giảm đáng kể hơn dự kiến. Sự kiện đang diễn ra, chưa từng có này đe dọa nguồn cung cấp nước tại các thành phố ở miền Tây Hoa Kỳ và một số vùng đất nông nghiệp năng suất cao nhất ở bất cứ đâu trên thế giới.
Hồ Powell, chụp ảnh ngày 12 tháng 4 năm 2017. Vòng ‘bồn tắm trắng ở đáy vách đá cho thấy hồ đạt đến mức cao nhất bao nhiêu, cao hơn gần 100 feet so với mức hiện tại. Hình ảnh qua Patti Tuần.
Bởi Brad Udall, Đại học bang Colorado và Jonathan Overpeck, Đại học Arizona
Hai hồ chứa lớn nhất của quốc gia, Hồ Mead ở biên giới Arizona / Nevada và Hồ Powell ở biên giới Arizona / Utah, đã đầy ắp vào năm 2000. Bốn năm sau đó, họ đã mất đủ nước để cung cấp cho California một phần hợp pháp Nước sông Colorado trong hơn năm năm. Bây giờ, 17 năm sau, họ vẫn chưa hồi phục.
Sự kiện đang diễn ra, chưa từng có này đe dọa nguồn cung cấp nước cho Los Angeles, San Diego, Phoenix, Tucson, Denver, Salt Lake City, Albuquerque và một số vùng đất nông nghiệp năng suất cao nhất ở bất cứ đâu trên thế giới. Điều quan trọng là phải hiểu những gì gây ra nó để các nhà quản lý nước có thể lập kế hoạch bảo tồn và sử dụng nước thực tế.
Mặc dù lạm dụng đã đóng góp một phần, một phần đáng kể của sự suy giảm hồ chứa là do hạn hán đang diễn ra, bắt đầu từ năm 2000 và đã dẫn đến việc giảm đáng kể dòng chảy của sông. Hầu hết các đợt hạn hán là do thiếu lượng mưa. Tuy nhiên, nghiên cứu được công bố của chúng tôi cho thấy khoảng một phần ba sự suy giảm dòng chảy có thể là do nhiệt độ cao hơn ở lưu vực thượng lưu sông Colorado, do hậu quả của biến đổi khí hậu.
Sự khác biệt này quan trọng bởi vì biến đổi khí hậu đang gây ra sự ấm lên lâu dài sẽ tiếp tục trong nhiều thế kỷ. Như hiện tại hạn hán nóng bỏng hiện nay, sự nóng lên do biến đổi khí hậu có khả năng làm cho tất cả các đợt hạn hán nghiêm trọng hơn, biến những gì hạn hán khiêm tốn thành nghiêm trọng và nghiêm trọng thành chưa từng có.
Sông Colorado là khoảng 1.400 dặm dài và chảy qua tiểu bang Hoa Kỳ bảy đến vào Mexico. Lưu vực thượng lưu sông Colorado cung cấp khoảng 90 phần trăm nước cho toàn bộ lưu vực. Nó bắt nguồn như mưa và tuyết ở vùng núi Rocky và Wasatch. Hình ảnh thông qua USGS.
Làm thế nào thay đổi khí hậu làm giảm dòng chảy sông
Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi thấy giai đoạn từ 2000 đến 2014 là đợt hạn hán kéo dài 15 năm tồi tệ nhất kể từ năm 1906, khi các phép đo dòng chảy chính thức bắt đầu. Trong những năm này, dòng chảy hàng năm trên sông Colorado trung bình thấp hơn 19% so với mức trung bình của thế kỷ 20.
Trong đợt hạn hán kéo dài 15 năm tương tự vào những năm 1950, dòng chảy hàng năm giảm 18%. Nhưng trong đợt hạn hán đó, khu vực này khô hơn: lượng mưa giảm khoảng 6%, so với 4,5% từ năm 2000 đến 2014. Tại sao, sau đó, đợt hạn hán gần đây là nghiêm trọng nhất trong hồ sơ?
Câu trả lời rất đơn giản: nhiệt độ cao hơn. Từ năm 2000 đến 2014, nhiệt độ ở Thượng lưu vực, nơi phần lớn dòng chảy chảy qua sông Colorado được sản xuất, cao hơn 1,6 độ F so với mức trung bình của thế kỷ 20. Đây là lý do tại sao chúng tôi gọi sự kiện này là một đợt hạn hán nóng. Nhiệt độ cao tiếp tục trong năm 2015 và 2016, cũng như các dòng chảy thấp hơn mức trung bình. Dòng chảy trong năm 2017 dự kiến sẽ ở trên mức trung bình, nhưng điều này sẽ chỉ cải thiện một cách khiêm tốn khối lượng hồ chứa.
Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến mực nước sông theo nhiều cách. Cùng với sự tan chảy tuyết sớm hơn, chúng dẫn đến một mùa sinh trưởng dài hơn, có nghĩa là nhu cầu nước từ cây trồng nhiều ngày hơn. Nhiệt độ cao hơn cũng làm tăng việc sử dụng nước hàng ngày và bốc hơi từ các vùng nước và đất. Tóm lại, khi trời ấm lên, bầu khí quyển hút nhiều nước hơn, tăng thêm 4% mỗi độ Fahrenheit từ tất cả các nguồn có sẵn, do đó ít nước chảy vào sông. Những phát hiện này cũng áp dụng cho tất cả các dòng sông bán khô cằn ở Tây Nam nước Mỹ, đặc biệt là Rio Grande.
Các nội dung kết hợp của quốc gia có hai hồ chứa lớn nhất, Hồ Mead và Hồ Powell, kể từ khi trám ban đầu. Sự suy giảm lớn kể từ năm 2000 có màu nâu trong 2000-2014, thời gian nghiên cứu 15 năm của chúng tôi và màu hồng cho đợt hạn hán tiếp tục trong năm 2015-2016. Sự mất mát bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ thiết lập kỷ lục, không giống như đợt hạn hán kéo dài 15 năm tương tự vào những năm 1950, do thiếu mưa. Hình ảnh qua Bradley Udall.
Một tương lai nóng hơn, khô hơn
Biết được mối quan hệ giữa sự nóng lên và dòng chảy của sông, chúng ta có thể dự đoán Colorado sẽ bị ảnh hưởng như thế nào bởi biến đổi khí hậu trong tương lai. Dự báo nhiệt độ từ các mô hình khí hậu là những phát hiện khoa học mạnh mẽ dựa trên vật lý được thử nghiệm tốt. Ở lưu vực sông Colorado, nhiệt độ được dự đoán sẽ ấm lên 5 ° F, so với mức trung bình của thế kỷ 20, do trung bình trong các kịch bản giả định là phát thải khí nhà kính khiêm tốn hoặc cao. Vào cuối thế kỷ này, khu vực này sẽ ấm hơn 9,5 ° F nếu lượng khí thải nhà kính toàn cầu không giảm.
Sử dụng các mối quan hệ đơn giản nhưng mạnh mẽ bắt nguồn từ các mô hình thủy văn, được quan sát bằng các quan sát, chúng tôi và các đồng nghiệp đã tính toán làm thế nào dòng chảy của sông bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao hơn. Chúng tôi thấy rằng dòng chảy của sông Colorado giảm khoảng 4% mỗi độ tăng Fahrenheit, gần bằng với khả năng giữ hơi nước trong khí quyển tăng ở trên. Do đó, sự ấm lên có thể làm giảm lưu lượng nước ở Colorado từ 20% trở lên dưới mức trung bình của thế kỷ 20 vào giữa năm và đến 40% vào cuối thế kỷ. Giảm phát thải có thể làm giảm cường độ nóng lên vào năm 2100 từ 9,5 ° F đến 6,5 ° F, điều này sẽ làm giảm lưu lượng dòng sông khoảng 25%.
Lượng mưa tăng lớn có thể chống lại sự suy giảm mà những sự gia tăng nhiệt độ trong tương lai nhưng chắc chắn này sẽ gây ra. Nhưng để điều đó xảy ra, lượng mưa sẽ phải tăng trung bình 8% ở mức trung bình và 15% vào năm 2100.
Kênh đào Mỹ mang nước từ sông Colorado đến các trang trại ở Thung lũng Hoàng gia California California. Hình ảnh qua Adam Dubrowa, Fema / Wikipedia.
Trên cơ sở hàng năm, hàng năm, những mức tăng lớn này sẽ là đáng kể. Sự gia tăng lớn nhất trong thập kỷ về lượng mưa trong thế kỷ 20 là 8%. Khi sự gia tăng như vậy xảy ra trong hơn 10 năm tại lưu vực Colorado vào những năm 1980, nó đã gây ra lũ lụt quy mô lớn đe dọa sự ổn định cấu trúc của đập Glen Canyon, do sự cố tràn không giống như sự sụp đổ gần đây tại đập California Oro Oroville.
Vì nhiều lý do, chúng tôi nghĩ rằng những sự gia tăng lượng mưa lớn này sẽ không xảy ra. Lưu vực sông Colorado và các khu vực khác trên toàn cầu về cơ bản có cùng vĩ độ, như khu vực Địa Trung Hải và các khu vực của Chile, Nam Phi và Úc, đặc biệt có nguy cơ bị khô vì chúng nằm ngay lập tức trên các sa mạc lớn của hành tinh. Những sa mạc này được dự kiến sẽ kéo dài các cảnh sát khi khí hậu ấm lên. Trong lưu vực sông Colorado, các khu vực khô hạn ở phía nam dự kiến sẽ lấn chiếm một số khu vực lưu vực tuyết và năng suất cao nhất.
Hơn nữa, các mô hình khí hậu không đồng ý về việc lượng mưa trong tương lai ở Lưu vực Colorado sẽ tăng hay giảm, chứ chưa nói bao nhiêu. Các phép đo của máy đo mưa cho thấy rằng không có bất kỳ thay đổi dài hạn đáng kể nào về lượng mưa ở Thượng lưu vực Colorado kể từ năm 1896, điều này làm cho sự gia tăng đáng kể trong tương lai thậm chí còn đáng ngờ hơn.
Megadroughts, tồn tại ở bất cứ đâu từ 20 đến 50 năm hoặc lâu hơn, cung cấp một lý do khác để tránh đặt quá nhiều niềm tin vào lượng mưa tăng. Chúng tôi biết từ các nghiên cứu về vòng cây có từ năm 800 sau Công nguyên rằng các đợt siêu bão đã xảy ra trước đây trong lưu vực.
Một số nghiên cứu mới chỉ ra rằng với nhiệt độ ấm hơn, khả năng xảy ra các vụ nổ trên bầu trời trong thế kỷ 21, đến mức mà tỷ lệ xảy ra là hơn 80%. Vì vậy, trong khi chúng ta có thể có những khoảng thời gian có lượng mưa trung bình hoặc trên trung bình, có vẻ như chúng ta sẽ có nhiều thập kỷ với lưu lượng ít hơn bình thường.
Hình ảnh qua USEPA.
Lập kế hoạch cho dòng chảy thấp hơn
Tháng 3 năm 2017 là tháng ba ấm nhất trong lịch sử Colorado, với nhiệt độ cao hơn 8,8 ° F so với bình thường. Snowpack và dòng chảy dự kiến đã giảm đáng kể khi đối mặt với sự ấm áp kỷ lục này. Rõ ràng, biến đổi khí hậu trong lưu vực sông Colorado là ở đây, nó là nghiêm trọng và nó đòi hỏi nhiều phản ứng.
Brad Udall, Nhà khoa học nghiên cứu cao cấp, Viện nước Colorado, Đại học bang Colorado và Jonathan Overpeck, Viện trưởng, Viện Môi trường, Giáo sư Khoa học, và Regents, Giáo sư Khoa học Địa chất, Thủy văn và Khoa học Khí quyển, Đại học Arizona
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers. Đọc bài viết gốc.