A mudança climática está impulsionando mudanças rápidas entre os níveis de água alta e baixa nos Grandes Lagos

A mudança climática está impulsionando mudanças rápidas entre os níveis de água alta e baixa nos Grandes Lagos Ondas no Lago Superior batem contra o Duluth, Minn. Beira-mar de setembro 10, 2014. Randen Pederson, CC BY

Os Grandes Lagos da América do Norte contêm um quinto da superfície de água doce do mundo. Em maio, novos registros de alto nível de água foram estabelecidos em Lakes Erie e Superior, e tem havido inundação generalizada em todo o Lago Ontário para o segunda vez em três anos. Esses eventos coincidem com a persistente precipitação e as severas inundações em grande parte da região central da América do Norte.

Tão recentemente quanto 2013, os níveis de água na maioria dos Grandes Lagos eram muito baixos. Naquela época, alguns especialistas propuseram que a mudança climática, juntamente com outras ações humanas, como a dragagem de canal e os desvios de água, causariam o aumento dos níveis de água. continuar a diminuir. Este cenário gerou uma séria preocupação. Mais de 30 milhões de pessoas vivem dentro da bacia dos Grandes Lagos, e muitos dependem diretamente dos lagos para beber água, uso industrial, transporte comercial e recreação.

Mas desde 2014 a questão tem sido muita água, não muito pouco. O alto nível de água representa o mesmo número de desafios para a região, incluindo erosão da costa, danos à propriedade, deslocamento de famílias e atrasos no plantio de cultivos de primavera. O governador de Nova York, Andrew Cuomo, recentemente declarou estado de emergência em resposta às inundações em torno do Lago Ontário, enquanto pedindo melhores decisões de planejamento à luz da mudança climática.

Como pesquisadores especializados em hidrologia e ciência climáticaAcreditamos que as transições rápidas entre níveis extremos de água altos e baixos nos Grandes Lagos representam a “nova normalidade”. Nossa visão é baseada nas interações entre a variabilidade climática global e os componentes do ciclo hidrológico regional. O aumento da precipitação, a ameaça de períodos recorrentes de alta evaporação e uma combinação de eventos climáticos rotineiros e incomuns - como explosões de ar extremamente frias - estão colocando a região em um território inexplorado.

A mudança climática está impulsionando mudanças rápidas entre os níveis de água alta e baixa nos Grandes Lagos Níveis mensais recentes de água no Lago Superior e no Lago Erie (pontos pretos). Barras azuis são o recorde de alta para cada mês, e as barras pretas são as mínimas recordes. Os níveis de água para maio 2019 são apresentados como uma barra vermelha para maior clareza. Imagem desenvolvida usando o Painel dos Grandes Lagos on-line (https://www.glerl.noaa.gov/data/dashboard/GLD.html) mantido pelo Laboratório de Pesquisa Ambiental dos Grandes Lagos da Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) (GLERL) eo Instituto Cooperativo da Universidade de Michigan para a Pesquisa dos Grandes Lagos (CIGLR), CC BY-ND

Calculando o orçamento de água dos lagos

Os níveis atuais de água nos Grandes Lagos estão estabelecendo recordes. O Lago Superior, o maior lago de água doce da Terra por área, ultrapassou o recorde de pés 602.82 no mês de maio, e deve estabelecer um novo recorde para o mês de junho. O Lago Erie, o nono maior lago do mundo em superfície, superou não apenas seu nível recorde de água no mês de maio, mas também seu recorde mensal de nível de água de 574.28, que ficou desde junho 1986.

Esses extremos resultam de mudanças no Orçamento da Água dos Grandes Lagos - o movimento da água para dentro e para fora dos lagos. Os níveis de água nos lagos flutuam com o tempo, influenciados principalmente por três fatores: chuva e neve sobre os lagos, evaporação sobre os lagos e escoamento que penetra cada lago a partir da terra circundante, através de afluentes e rios. O escoamento é diretamente afetado pela precipitação sobre a terra, cobertura de neve e umidade do solo.

A mudança climática está impulsionando mudanças rápidas entre os níveis de água alta e baixa nos Grandes Lagos O escoamento de neve derretida que se acumula ao redor dos Grandes Lagos a cada inverno, mostrado aqui em março 25, 2019, é um elemento do orçamento de água dos lagos. NASA Earth Observatory

As interações entre esses fatores determinam mudanças na quantidade de água armazenada em cada um dos Grandes Lagos. Por exemplo, no final da 1990s, a temperatura da água superficial nos Lagos Superior e Michigan-Huron subiu cerca de 2 graus C. A água evapora mais rapidamente quando é mais quente, e durante este período as taxas de evaporação foram quase 30% acima dos níveis médios anuais. Os níveis de água no lago Michigan-Huron caíram para o níveis mais baixos já registrados.

Então, em 2014, o Centro-Oeste experimentou um extraordinário surto de ar frio, amplamente apelidado de "vórtice polar." Os lagos congelaram e as taxas de evaporação diminuíram. Como um resultado, níveis de água subiram.

Mais ou menos na mesma época, a precipitação estava aumentando. A inundação do lago 2017 no Ontário seguiu-se a uma primavera de precipitações terrestres extremas nas bacias dos rios Ontário e Saint Lawrence. A inundação 2019 segue o inverno mais úmido dos EUA na história.

O que essas tendências significam para os níveis de água? Além do atual início dos recordes, os níveis de água no Lago Erie foram subindo mais cedo na primavera e declinando no início do outono. Mais precipitação do inverno está caindo, frequentemente como a neve. A neve está derretendo mais cedo em resposta ao aumento das temperaturas e invernos mais curtos. O escoamento resultante é então amplificado em anos como o 2019 com grandes chuvas de primavera. O efeito líquido dessa combinação de eventos hidrológicos é que os níveis atuais de água do Lago Erie são muito mais altos do que o normal para esta época do ano.

O papel da mudança climática

Os níveis de água dos Grandes Lagos variaram no passado, então como sabemos se a mudança climática é um fator nas mudanças que estão ocorrendo agora?

Os aumentos de precipitação no inverno e na primavera são consistentes com o fato de que uma atmosfera aquecida pode transportar mais vapor de água. A conversão de água de vapor em líquido e gelo libera energia. Como resultado, o aumento da umidade atmosférica contribui para mais precipitação durante eventos extremos. Ou seja, quando os padrões climáticos estão molhados, eles estão muito molhados.

Inundações no estado de Nova York ao longo da costa do Lago Ontário, maio 28, 2019.

Mudanças nos ciclos sazonais de derretimento de neve e escoamento alinham-se com o fato de que a primavera está chegando mais cedo em um clima em mudança. Os modelos climáticos projetam que essa tendência continuará. Da mesma forma, a elevação das temperaturas do lago contribui para o aumento da evaporação. Quando os padrões climáticos estão secos, isso produz níveis mais baixos do lago.

Períodos úmidos e secos são influenciados por trilhos de tempestade, que estão relacionados a processos em escala global, como o El Niño. Similarmente, surtos de ar frio estão relacionados com o Oscilação Ártica e mudanças associadas no fluxo de jato polar. Esses padrões globais geralmente efeitos indiretos no clima dos Grandes Lagos. É incerto como essas relações vão mudar conforme o planeta se aquece.

Ferramentas para melhores previsões

Mudanças rápidas nas condições climáticas e de fornecimento de água nos Grandes Lagos e no meio-oeste americano já estão desafiando a política de gestão de recursos hídricos, a infraestrutura de engenharia e o comportamento humano. Estamos, sem dúvida, observando os efeitos de um clima mais quente nos Grandes Lagos, mas muitas questões ainda precisam ser respondidas.

A mudança climática está impulsionando mudanças rápidas entre os níveis de água alta e baixa nos Grandes Lagos Os solos na maioria dos estados dos Grandes Lagos são extremamente úmidos. Por exemplo, nas zonas de percentis 99th, a umidade do solo é maior que 98% de todo o registro histórico. NOAA (https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Soilmst_Monitoring/US/Soilmst/Soilmst.shtml#)

Os Grandes Lagos são, coletivamente, um recurso hídrico crítico. As agências governamentais e os meteorologistas precisam de novas ferramentas para avaliar como as condições climáticas futuras podem afetar o orçamento da água dos Grandes Lagos e os níveis de água, juntamente com melhores previsões de curto prazo que capturem condições em mudança.

Técnicas inovadoras, como a incorporação de informações dos mapas de neve e umidade do solo em previsões sazonais de abastecimento de água, podem ajudar a obter uma visão completa do que está acontecendo com o orçamento da água. O ponto principal é que as condições passadas em torno dos Grandes Lagos não são uma base confiável para a tomada de decisões que levará ao futuro.A Conversação

Sobre o autor

Drew Gronewold, Professor Associado de Meio Ambiente e Sustentabilidade, Universidade de Michigan e Richard B. (Ricky) Rood, Professor de Ciências e Engenharia do Clima e do Espaço, Universidade de Michigan

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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