Samhällen nära Oroville Dam fick precis en föga avundsvärd plats på första raden till vad som händer när klimatkrafter och konstgjord infrastruktur kolliderar. Det var också en förhandsvisning av vad som kan hända när Kaliforniens klimat fortsätter att förändras.

Den 11 februari dränkande vinterregn fick sjön Oroville att svämma över på en ofodrad, nödutsläpp. Erosion som skadade huvudspillet och oro över det försämrade tillståndet i ett nödutsläpp tvingade fram den snabba evakueringen 188, 000 personer från städer nedströms. Besättningarna arbetade rasande för att stoppa vatten som forsade på 100, 000 kubikfot per sekund – dubbelt så mycket som normal hastighet. Prislappen för att reparera skadan uppskattas till 200 miljoner dollar.

Saker och ting kunde ha varit mycket värre. En fullständig kollaps av utloppet skulle ha skickat en 30-fots vägg av vatten mot Sacramento, tjänstemän varnade.

Förra helgen var första gången nödspillet användes sedan dammen stod färdig 1968, men det blir nog inte den sista. Området rustar för ytterligare en omgång av atmosfäriska floddrivna stormar i vad som redan har blivit en historiskt regnig våtperiod.

Krisen kan också vara ett förebud om Kaliforniens långsiktiga klimatframtid, enligt UCLA -professor Alex Hall, som höll en föreläsning i ämnet till ett fullsatt hus på Fowler Museum i torsdags. Hans nuvarande forskning förutspår att temperaturen i Sierra Nevada kommer att stiga upp till 10 grader i slutet av århundradet om inget görs för att stoppa koldioxidutsläppen. Mer nederbörd kommer att falla när regn och snö kommer att smälta tidigare – förändringar som Kaliforniens åldrande infrastruktur är dåligt förberedd att hantera.

"Förändringar i Sierra -vattenresurser kan utgöra det mest formidabla - kanske existentia l - hotet" av alla klimatförändringseffekter i staten, sa Hall. "Statens vattensystem är grunden för det samtida livet i Kalifornien."

Snowpack i Sierras fungerar för närvarande som en naturlig reservoar, släpper ut vatten långsamt när det smälter. Ett utarbetat system av dammar byggdes för att samla upp avrinning, som för närvarande levererar 60 procent av statens vatten.

"Vattentransportsystemet byggdes på måfå i ett pågående försök att tillgodose snabbt växande mänskliga krav och komma runt naturliga gränser för vattentillgången, "Sa Hall." Det är redan övertecknat även om klimatet inte förändras. Ny, strängare naturliga system växer fram, och systemet kan uppenbarligen inte fortsätta att fungera som man tänkt sig."

Årets regnperiod testar nätverkets gränser, och förtroendevalda och vatten- och beredskapsföretag ägnar stor uppmärksamhet. På tisdag, 14 februari, Los Angeles County Board of Supervisors beordrade inspektioner av alla county dammar eftersom vad som kan vara årets starkaste storm går ner på Southland.

Sandsäckar och snabbfix kan räcka på kort sikt, men massiva vetenskaps- och ingenjörsprestationer behövs för att förbereda staten för en framtid med global och regional uppvärmning.

Halls forskning syftar till att informera dessa insatser. Han och hans forskarkollegor har banat väg för innovationer inom ett område av klimatmodellering som kallas nedskalning, använda storskalig information för att göra förutsägelser på lokal nivå. Globala klimatmodeller förutsäger vårt framtida klimat med numeriska datorsimuleringar, men de är inte förfinade nog för att visa hur komplexa lokala miljöer kommer att reagera. Med hjälp av Hoffman-klustret, en UCLA superdator, Halls team körde nedskalningssimuleringar under flera månader för att göra prognoser och förstå hur olika klimatförändringsscenarier kan utvecklas i Sierra Nevada.

Förutom att förbereda sig för det värsta, människor bör bekämpa effekterna av klimatförändringarna genom att gå med i globala ansträngningar för att minska koldioxidutsläppen, sa Hall. Enligt ett "reducerande" scenario som följer klimatavtalet från Paris, uppvärmning förväntas fortfarande för Sierras, men är mycket mindre allvarlig.

Dock, vissa klimatförändringseffekter märks redan. Hall undersökte Sierra snowpack från 2012 till 2015 – toppen av Kaliforniens senaste svåra torka. Utan koldioxidutsläpp och en uppvärmningsperiod som sträcker sig tillbaka till början av den industriella revolutionen, det skulle ha varit mer snö på marken.

Hall varnade att om vi fortsätter med verksamheten som vanligt, "Sierra Nevada och det globala klimatet kommer att vara oigenkännligt annorlunda." Hur väl vi kan anpassa oss till ett förändrat klimat "beror på hur mycket klimatförändringar som faktiskt sker, och det kommer att bero på hur mycket fossilt bränsle som slutligen grävs upp och förbränns."

Ur ett globalt perspektiv, det är lätt att förbise de drastiska lokala effekterna av klimatförändringarna. Heidi Cress, en Oroville bosatt i 47 år, fick en skrämmande tjuvtitt på vad som kan vara på gång om människor misslyckas med att anpassa sig.

"Min mun var torr, och mina händer var våta av svettiga handflator, ", sa Cress. "I timmar fick vi höra "Oroa dig inte." Och så tittade någon på sluttningen och sa:'Åh, Jag antar att det är dags att oroa sig."

Cress erbjöd en påminnelse om hur höga insatserna kan vara.

"De överreagerade inte genom att evakuera. Vi skulle ha ett väldigt ensidigt samtal annars. Lik pratar inte så mycket."

Den här historien publiceras på webbplatsen för UCLA Institute of the Environment and Sustainability.