Como a mudança climática está tornando pior a seca épica da Califórnia

Como a mudança climática está tornando pior a seca épica da Califórnia

A Califórnia está passando por uma seca recorde que começou em 2012, a pior em Pelo menos 1,200 anos. Ele pode ser visto de muitas maneiras: a maioria dos reservatórios de água doce está secando, as colheitas estão murchando nos campos e as águas subterrâneas estão esgotamento rápido.

Qualquer que seja a definição usada para a seca, com base em referências meteorológicos, hidrológicos, agrícolas ou socioeconômicos, todos os indicadores estão mostrando uma situação extrema, devido às condições particularmente quente e seco. No ano passado, tive a menor precipitação de ano-calendário no registro, levando a escassez de água aguda, descoberto de água subterrânea para substituir a falta de chuva, fluxo de fluxo criticamente baixo e alto risco de incêndio.

A Califórnia e outros estados do sudoeste sofreram com secas plurianuais no passado, mas como as mudanças climáticas refletem o que está acontecendo agora? Os cientistas podem separar o efeito do aumento dos níveis de gases do efeito estufa na atual seca de outros fatores? Para responder a essas perguntas, precisamos considerar as forças meteorológicas que impulsionam o clima da Califórnia.

Olho no Pacífico

precipitação de inverno da Califórnia normalmente vem de tempestades do Pacífico Norte-viajando para o leste, que são guiados pela forte rio de vento conhecido como o corrente de jato. As variações ano a ano na precipitação são afetadas por vários fatores, incluindo a El Nino ciclo de aquecimento temperaturas do Oceano Pacífico, bem como oscilações de longo prazo no clima que causam variabilidade natural ao longo de décadas ou centenas de anos. Também em jogo são mudanças de curto prazo normais na atmosfera eo efeito das alterações climáticas a longo prazo.

alta pressão pacíficaUm padrão persistente clima de alta pressão, apelidado de NOAA As secas são causadas quando há uma redução substancial do número de tempestades do Pacífico de transporte de precipitação para chegar à Costa Oeste. Eles são bloqueados por uma região de pressão atmosférica persistentemente elevado, chamado de nível superior cume (veja a figura acima). Essa crista de alta pressão direciona a corrente de jato em direção a uma trilha muito mais setentrional. O resultado é que a maioria dos sistemas de precipitação perde a Califórnia, com alguns indo para o norte como a Colúmbia Britânica e o Alasca.

Em 2013 e 2014, a temperatura da superfície do mar no Pacífico Norte foi invulgarmente elevado, que criou as condições para uma persistente crista de alta pressão e, portanto, secura sobre a Califórnia. Além disso, a redução do gelo marinho do Ártico está associada à temperatura da superfície mais quente no Pacífico e reduzida chuva e queda de neve na parte ocidental dos EUA a partir do deslocamento para o norte na trilha da tempestade.

alta pressão persistente provoca um movimento descendente de ar, conhecido como subsidência, o que leva a uma falta de cobertura de nuvens e, eventualmente, temperaturas mais quentes em terra. E com as temperaturas da superfície superior, como solos secos mais água se evapora no ar.

Temperaturas mais altas combinadas com precipitações um pouco reduzidas - às vezes chamadas de “secas quentes” - desempenham um papel crítico na redução da disponibilidade de água.No caso da Califórnia, a precipitação neste inverno caiu em forma de chuva em vez de neve nas montanhas da Sierra devido às altas temperaturas O Snowpack é crítico porque armazena água e libera-o lentamente.Um pouco mais de neve significa menos água armazenada no solo para uso no Verão. Portanto, mesmo uma precipitação normal, mas caída na forma de chuva, significa que há menos água disponível.

Impressão digital climática?

Califórnia tem experimentado secas sustentadas no passado. Por exemplo, durante o período de aquecimento medieval entre 900 e 1330 AD, extensa e persistente mega-secas ocorreu na América do Norte ocidental. Estudos paleoclimáticos usando registros proxy, como anéis de árvores, indicam que períodos severos de seca ocorreram durante períodos de temperaturas mais altas.

A magnitude do déficit na precipitação a partir de mudanças de condições atmosféricas na seca de hoje não é tão incomum em comparação com as observações anteriores. No entanto, existe também um fundo de temperatura invulgarmente elevada hoje em dia, excedendo claramente que o período de aquecimento medievais.

Portanto, este é um duplo golpe para o equilíbrio hidrológico: menos precipitação e mais evaporação e transpiração, ou evaporação da água através das plantas, devido ao ar quente.

Executando os números

Assim, a seca atual levanta pelo menos duas questões: primeiro, esta seca recordista do século 21 está relacionada à mudança climática antropogênica e, segundo, o aquecimento de longo prazo alterou a probabilidade de que os déficits de precipitação produzam secas extremas no futuro?

Detectar e atribuir impactos observados ou projetados à mudança climática causada pelo homem não é tarefa fácil. Mas há algumas evidências que apoiam a melhoria dos modelos climáticos numéricos e o registro de diversos eventos meteorológicos e hidrológicos já ocorrendo, incluindo ondas de calor, inundações ou secas.

No entanto, a relação causal direta é quase impossível de se estabelecer em um sistema complexo como o sistema climático porque as interações e feedbacks todos, mas apagar o que parecem ser ligações causais.

Ainda assim, a análise estatística de dados passados ​​pode ajudar, fornecendo a probabilidade de ocorrência de eventos específicos. Além disso, os cientistas podem realizar experimentos com modelos climáticos que incluem apenas a variabilidade natural e, em seguida, incluem fatores produzidos pelo homem, como gases de efeito estufa. Essas ferramentas servem para destacar e distinguir os mecanismos dominantes responsáveis ​​por características específicas da circulação de ar.

Essas simulações do modelo climático mostram que os padrões de circulação extremos e persistentes que causaram secas na Costa Oeste neste século são devidos a forças externas antropogênicas, e não a causas naturais.

Por exemplo, no caso de a região de alta pressão persistente - apelidado de "cume ridiculamente resistente“- a probabilidade de um evento como observado em 2012-2013 é um em todos os anos 420!

Estudos sugerem que a mudança climática pode dar origem a uma novo regime climático, em que os anos de baixa precipitação serão acompanhados por condições quentes, criando a já mencionada “seca quente”.

Essa previsão sugere um crescimento risco de seca sem precedentes na Califórnia, e do oeste dos Estados Unidos em geral, impulsionado principalmente pela temperatura mais quente, snowpack reduzida e o final da primavera e umidade do solo verão, mesmo sem padrões de precipitação significativamente mais secas.

Tudo isso significa que sustentar o abastecimento de água em partes do sudoeste será um desafio este ano - e no futuro.

Sobre o autor

Gautier CatherineCatherine Gautier é professora emérita de Geografia na Universidade da Califórnia, Santa Barbara. Interesses de pesquisa incluem o Global Radiation and Water, El Niño, nuvens, aerossóis e Clima, a Global Sensoriamento Remoto, Sistema Terra Educação Ciência

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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