Мегазасуха на юго-западе США может стать постоянной из-за антропогенных климатических изменений

Введение

Американский Юго-Запад борется с беспрецедентным экологическим кризисом: мегазасуха, которая длится уже более двух десятилетий, делая этот период самым сухим за последние 1200 лет. Город Керни, штат Аризона, столкнувшись с 85-процентным сокращением водоснабжения из реки Хила, является примером критической ситуации. Поскольку запасы воды в городе иссякают, жители, такие как владелец продуктового магазина Норм Уоррен, сталкиваются с потенциальным крахом своей жизнедеятельности. Однако этот кризис может выходить за рамки естественного цикла влажных и сухих лет, поскольку новые исследования предполагают более зловещую, антропогенную причину.

Ключевые детали

• Текущая мегазасуха на юго-западе США длится 27 лет, что делает этот период самым сухим с 800 года нашей эры.
• Повышение глобальных температур, вызванное деятельностью человека, создает «жаждущую атмосферу», которая усугубляет засуху.
• Спорное исследование предполагает, что выбросы парниковых газов нарушили Тихоокеанскую декадную осцилляцию (ТДО), естественный климатический цикл, влияющий на погоду на Юго-Западе.
• Естественный переход ТДО в фазу охлаждения, исторически приносившую засуху, мог быть неестественно продлен парниковыми газами и аэрозолями.
• Даже если ТДО вернется в теплую фазу, моделирование предполагает, что Юго-Запад не вернется к более влажным условиям конца 20-го века.
• Сообществам настоятельно рекомендуется внедрять надежные меры по сохранению воды и улучшению инфраструктуры в ожидании постоянно более засушливого климата.

Предыстория

Десятилетиями ученые объясняли усиливающуюся засуху на Юго-Западе сочетанием повышения температуры и снижения количества осадков. Изменение климата, вызванное деятельностью человека, нагревает атмосферу, увеличивая ее способность удерживать влагу и, следовательно, более эффективно высушивая землю. Это явление, количественно определенное уравнением Клаузиуса-Клапейрона, означает, что при каждом градусе по Цельсию потепления воздух может удерживать на 7% больше воды. Эта «теплая засуха» отличается от исторических засушливых периодов. Исследователи, такие как Кевин Анчукайтис из Лаборатории исследований годичных колец Университета Аризоны, анализируют древние годичные кольца деревьев, которые служат тысячелетней летописью климатических условий. Эти записи показывают, что, хотя мегазасухи случались и раньше, нынешняя является исключительно суровой и характеризуется более высокими температурами.

Река Колорадо, жизненно важная артерия для 40 миллионов человек, с 2000 года испытывает снижение стока примерно на 20%. Водохранилища, такие как Пауэлл и Мид, достигли исторических минимумов, что побудило федеральные власти ввести значительные ограничения на водопотребление для Аризоны, Калифорнии и Невады, с возможностью дальнейшего сокращения, если условия не улучшатся. Ожидается, что сельское хозяйство понесет основную тяжесть этих сокращений, но городское население может столкнуться с ростом счетов за воду.

Анализ воздействия

Последствия этой продолжительной аридизации глубоки. Борьба города Керни за воду является микрокосмом проблем, с которыми сталкивается весь регион. Из-за сильного истощения основного источника воды, реки Хила, в результате низкого уровня снежного покрова, город сталкивается с критической нехваткой воды. Потенциальное закрытие таких предприятий, как продуктовый магазин Норма Уоррена, который полагается на постоянное водоснабжение для холодильных установок, подчеркивает экономическое опустошение, которое может сопровождать дефицит воды. Помимо немедленного выживания, под угрозой находится долгосрочная экономическая жизнеспособность сельского хозяйства и других водоемких отраслей.

Сокращение выделения воды федеральным правительством подчеркивает серьезность ситуации. Планируемое сокращение на 20% в течение следующих двух лет, с возможным увеличением до 40%, сигнализирует о фундаментальном сдвиге в управлении водными ресурсами Юго-Запада. Эти сокращения затронут все сообщества, влияя на все, от производства продуктов питания до городского развития. Переход от термина «засуха» к «аридизации» отражает растущий научный консенсус о том, что это не временная засуха, а потенциально постоянное изменение климата региона.

Более широкий контекст

Значительным прорывом в понимании этого кризиса стало исследование Тихоокеанской декадной осцилляции (ТДО). ТДО — это естественный климатический паттерн, характеризующийся сменой температуры поверхности воды в Тихом океане, которая влияет на погоду в Северной Америке на протяжении десятилетий. Исторически теплая фаза ТДО приносила более влажные условия на Юго-Запад, в то время как ее холодная фаза вызывала засуху. Юго-Запад пережил продолжительный влажный период с 1977 по 1998 год, совпадавший с теплой фазой ТДО.

Однако спорная гипотеза, подкрепленная исследованиями, опубликованными в таких журналах, как Nature и AGU Advances, предполагает, что человеческая деятельность, в частности выбросы парниковых газов и аэрозолей, нарушила естественный цикл ТДО. Исследователи, такие как Джереми Клаванс из Университета Майами, проанализировали сотни симуляций климатических моделей и обнаружили, что повышение уровня парниковых газов в сочетании со снижением выбросов аэрозолей из-за законодательства о чистом воздухе могло неестественно продлить холодную фазу ТДО, обрекая Юго-Запад на засушливые условия с 1999 года. Это означает, что текущая мегазасуха является не просто естественным колебанием, а следствием антропогенного изменения климата, вмешивающегося в фундаментальный климатический регулятор.

«Даже если текущее Эль-Ниньо будет достаточно сильным, чтобы перевести ТДО в теплую фазу, никто не должен ожидать, что мегазасуха скоро закончится. Мы говорим о том, что происходит уже несколько десятилетий. Даже одна очень влажная зима будет недостаточной, чтобы восстановить водохранилища реки Колорадо до желаемого уровня».

Будущий прогноз

Перспективы для американского Юго-Запада остаются сложными даже при оптимистичных сценариях. Климатологи, такие как Брэд Аудалл из Университета штата Колорадо, предупреждают, что даже если выбросы парниковых газов прекратятся сегодня, накопленный в атмосфере углекислый газ может удерживать ТДО в холодной фазе на десятилетия, увековечивая аридизацию. Исследования, моделирующие будущие климатические сценарии, такие как опубликованные в npj Climate and Atmospheric Science, показывают, что даже если ТДО перейдет в теплую фазу, Юго-Запад вряд ли вернется к исторически влажным условиям 1980-х и 1990-х годов. Вместо этого регион столкнется с постоянно более засушливым климатом.

Эта прогнозируемая аридизация представляет серьезные проблемы для региона с быстрорастущим населением. Такие штаты, как Юта, Техас, Невада, Колорадо и Аризона, входят в число самых быстрорастущих в США. Растущий спрос на воду в сочетании с уменьшающимся предложением требует срочных адаптационных стратегий. Улучшение сохранения воды, эффективная инфраструктура и, возможно, переосмысление моделей развития будут иметь решающее значение для устойчивости региона.

Заключение

Мегазасуха, охватившая американский Юго-Запад, — это больше, чем просто суровое погодное явление; она может представлять собой фундаментальный, вызванный человеком сдвиг в климате региона. Гипотеза о том, что антропогенные выбросы нарушили Тихоокеанскую декадную осцилляцию, предполагает, что текущий засушливый период может продлиться неопределенно долго, превратив Юго-Запад в постоянно засушливый ландшафт. Хотя естественная изменчивость играет роль, подавляющие доказательства указывают на деятельность человека как на основную причину этого нарастающего кризиса. Такие сообщества, как Керни, находятся на передовой, сталкиваясь с экзистенциальными угрозами своему водоснабжению и образу жизни. Подготовка к более засушливому будущему посредством агрессивного сохранения ресурсов и адаптивной инфраструктуры — это уже не вариант, а необходимость для выживания и процветания американского Юго-Запада.