超越完美的干旱:加州真正的水危机

加利福尼亚州在加利福尼亚州的录制干旱主要是低降水的结果。三个因素 - 温度下升,地下水消耗和萎缩的科罗拉多河 - 意味着最多的美国美国国家将面临数十年的水资源短缺,必须适应。

目前的干旱折磨加利福尼亚确实是历史性的,但不是因为降水量低。事实上,就整体降水和春天的积雪而言,过去三年不是过去的日世纪天气数据的记录破坏者。同样,古老气候研究表明,鉴于过去七世纪的降水的自然变化,目前的干旱并不特殊。它不能自信地说,目前的干旱通过增加温室气体驱动的气候变化的明确印记,因为低水平在自然变异性范围内。

奥多威湖
加州北部的奥罗维尔湖水库上个月的发电量不足25%。马克拉斯顿/法新社/盖蒂图片社

综上所述,很明显,这次干旱是异常的,应该被视为历史转折点。事实上,加州正进入一个新的——令人担忧的——领域,原因有三:气温上升,导致蒸发增加;地下水供应的持续枯竭;以及科罗拉多河日益严重的水资源短缺,科罗拉多河是南加州的主要外部水源。

十年前,我第一次写了关于加州和“完美干旱”的文章。现在,除非采取大胆的措施来应对日益严重的水危机,否则加州可能将面临一场完美的干旱。

首先,有热量。虽然目前的降水赤字不能归因于全球气候变化,但2014年的记录突破性高温。这些升高的温度从储层产生增加的蒸发和加剧灌溉需求。常用的帕尔默干旱严重性指数结合温度和降水并在这样做的情况下,表明2014年确实离开了图表。这种低沉淀和高蒸发损失的组合燃料现在面临的危机。

加州目前的干旱可能会被认为是干旱的预兆。

气候模型并没有就21世纪加利福尼亚可能发生的降水变化达成共识。再往前看,年平均降水量很可能没有显著的增加或减少。然而,模型确实同意气温将继续上升。因此,满足蒸发损失的水需求将显著增加。也有一些证据表明,干旱的时间和深度将在21世纪后期增加。至于高温和持续的极端条件,目前的干旱很可能被认为是干旱来临的预兆。

其次,加大对地下水的依赖一直是加州应对过去干旱的一个重要机制。然而,该州的地下水资源显示出明显的不可持续性。在过去的150年里,农业和国内开采导致地下水位深度下降100英尺在某些情况下,和深层含水层水位下降更大深度的圣华金河谷,世界上最富有成效的农业地区之一。在一些地方,地表本身已经下沉了20多英尺。目前的干旱导致圣华金谷(San Joaquin Valley)等地区对地下水的需求增加。2013年,随着干旱的爆发,圣华金谷发放了2400多份钻井许可证。

NASA的Grace Satellite收集的这种趋势和新地下水存储数据的分析LED NASA Hyderical Pain Famiglietti建议圣Joaquin地下水储备的崩溃可能仅仅是几十年。2014年,加利福尼亚州的超过1,400家国内供水问题主要涉及地下水,在圣Joaquin山谷中有超过一半。本世纪前进,圣乔昆山谷预计会经历高度的变暖,这将大大提高该地区的农业需求。通过在这里和其他地方增加地下水利用的剥削救济战略已达到其限制。

第三个问题是科罗拉多河。科罗拉多河是南加州最大的单一水源,但主要来自怀俄明州、犹他州和科罗拉多州等遥远地区的降水。科罗拉多的水缓解了当地干旱的影响。每年,1650万英亩-英尺的科罗拉多河水分配给科罗拉多盆地和墨西哥各州。加州从这条河中分得的水最多,每年约有440万英亩英尺。在2004年之前,加州每年可以声称拥有额外的“过剩”水,总计可以增加100万英亩英尺或更多的水。

然而,现在,这一潜在的干旱救济来源面临着一些挑战。最初的1500万英亩-英尺的分配是在20世纪20年代根据估计的每年排放1700万英亩-英尺的基础上设计的。然而,在20世纪,这条河的长期平均流量只有1500万英亩英尺。因此,系统过度分配水资源,2003年加州同意将水资源分配减少到不超过440万英亩英尺。

随着气候变暖,科罗拉多河提供的干旱生命线正在进一步萎缩。

与大多数西南部一样,科罗拉多河流域也在21世纪初经历了一般炎热和干旱的条件。科罗拉多河流的流量下降,储存在其大规模水库系统中的水急剧下降。Mead是美国最大的水库,现在占其最大能力的37%。

美国填海局(Bureau of Reclamation)最近预测,到2017年1月,米德湖的表面海拔将降至低于海平面1075英尺。这将引发一项联邦水资源短缺声明,内华达州和亚利桑那州的水资源拨款将分别减少4.3%和11.4%。尽管拥有优先权利的加州不会削减开支,但可以想象,在优先权利方面,加州将面临政治和公众压力。在米德湖和科罗拉多河管理的历史上,从未有过缺水声明。

垦荒局最近的研究估计,随着21世纪的发展,仅未来气候变暖就会导致米德湖蒸发增加10%。就像加州的地下水一样,科罗拉多河已经超负荷供应,随着气候变暖,这条河提供的干旱生命线正在进一步萎缩。

十年前,我和我的同事将这种情况描述为一场完美的干旱,它会影响南加州当地的降水、来自北加州的区域外供应以及来自科罗拉多河的外部供应,持续时间超过一到两年。我们今天所经历的确实是一场完美的干旱,但它也不止于此。我们把南加州完美的干旱看作是离散的事件。虽然水文干旱确实是离散的事件,当前的干旱迟早会结束,但我们应该关注这样一个事实,即这些干旱发生的背景已经发生了变化。不断上升的温度将逐年增加对水的需求,特别是我们的农业部门,占全州应用水量的80%左右。由于蒸发量的不断增加,未来的每一次干旱都会比前一次造成更严重的影响。

我们将无法取决于地下水或外部水供应,以通过未来的热干旱来看我们。

那么该做什么呢?在家庭层面,我们可以继续从草坪和其他水密集型工厂改变我们的景观美化混合物,以增加利用水啜饮的天然植物。在市级,我们可以扩大使用再生水和海水淡化,这可能会导致水费更高。雨水捕获也将有助于国内和全市的鳞片。

但最大的奖励当然是农业。在许多情况下,已经安装了节水灌溉技术。现在,需要做出艰难的决定,在缺水的环境下种植最好的作物。这些选择带来了严重的经济、农村环境正义和粮食安全问题。一些收益可以通过额外的水捕获、储存和分配基础设施实现。不过,在某些情况下,这些基础设施战略会与重要的环境问题或相互竞争的利益相抵触,比如在萨克拉门托三角洲,圣华金河谷和南加州的用水需求之间的冲突,与当地农民的用水权利和濒危鱼类物种的保护之间的冲突。

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无论我们决定做什么,我们将不能像过去那样,依靠地下水或外部供水来帮助我们度过未来的热干旱。如果米德湖的水位低于胡佛大坝的水轮机进水口和最低出水口,海拔895英尺——正如一些人预测的那样——加州拥有优先用水权的事实将毫无意义。至于地下水,如果圣华金和该州其他地区的蓄水层真的失效,我们将面临一场农业灾难。

我们需要看看今天的情况,因为明天的干旱 - 进入加利福尼亚州和西部的水文未来。毫无疑问,我们将在下个世纪看到类似的气候干旱。问题是:我们是否有能力来了解当前的干旱和将在下次应对基础设施,政策和公共态度的变化的情况下,以便到达任何需要的意志?无论是下冬天还是又一次地下雨,水文时钟是否会变得越来越厉害,越来越艰苦的21世纪。现在解决我们的长期水挑战的时间是现在的。