En översvämmad South Yuba River i Nevada City, Kalifornien. Kredit:Kelly M. Grow/California Department of Water Resources
På 2070-talet, global uppvärmning kommer att öka extrema nederbörd och minska snöfallet i Sierra Nevada, levererar ett dubbelslag som sannolikt kommer att överväldiga Kaliforniens reservoarer och öka risken för översvämningar i stora delar av staten, enligt en ny studie från UCLA:s klimatforskare.
Varmare temperaturer kommer att öka nederbörden under kraftig vinternederbörd och minska snöpackningen som vanligtvis smälter under våren och sommaren. Detta innebär att bergsreservoarer som för närvarande fångar upp detta avrinning kan bli överväldigade på vintern och torra på sommaren, sa Xingying Huang, som ledde studien som postdoktor vid Center for Climate Science i UCLA Institute of the Environment and Sustainability. Forskningen publiceras i Geofysiska forskningsbrev .
"När de tunga snöhändelserna från det förflutna blir kraftiga regnhändelser i framtiden - och de är ännu större än tidigare - samhällen nedströms står inför en större risk för översvämningar, sa Huang, som nu fortsätter sitt postdoktorala arbete vid UC Santa Barbara.
Studien projekterar att genomsnittlig nederbörd under extrema framtida atmosfäriska floder, långa korridorer av fukt i atmosfären som kan bära mer vatten än Amazonfloden, kommer att öka med cirka 25 %, och att en mycket lägre andel av den nederbörden kommer att falla som snö. Som ett resultat, ökningen av avrinning kommer att bli dramatisk – nästan 50 %, enligt studien.
En satellitbild av en atmosfärisk flod som bildas över Stilla havet. Kredit:National Oceanic and Atmospheric Administration
Det fenomenet kommer, bland annat, öka bördan för Kaliforniens vattenförvaltare, som redan står inför den tunga utmaningen att samla precis tillräckligt med vatten för att hålla under sommaren samtidigt som de lämnar tillräckligt med utrymme i reservoarerna för att fånga upp extra avrinning från vinterstormar och förhindra översvämningar – en balans som kommer att bli ännu svårare att upprätthålla när klimatförändringarna fortsätter, sa Huang.
Kaliforniens reservoarer levererar vatten till statens 39 miljoner invånare och över 5 miljoner hektar bevattnad jordbruksmark. De dämpar översvämningar genom att fånga upp överskottsvatten från tunga ytflöden till följd av stora atmosfäriska floder. UCLA-forskningen fann att klimatförändringarna kommer att öka storleken på dessa floder, anstränger kapaciteten hos Kaliforniens reservoarer för att fånga upp all den resulterande ytavrinningen.
Atmosfäriska floder bildas när havsvatten avdunstar och kondenserar till fuktbelastade plymer; de dumpar fukt som regn och snö vid kontakt med land.
Alex Hall, en UCLA-professor och klimatforskare, sade klimatförändringarna redan ökar mängden fukt i atmosfäriska floder, som skapar extrema regn och översvämningar, ofta genom överväldigande känsliga vattendelar.
En infografik som visar vid vilka höjder översvämningar kan öka mest om klimatförändringarna utlöser mer extrema stormar i Kalifornien. Kredit:UCLA Institute of the Environment and Sustainability
"Ju varmare luften blir, ju mer fukt kan den hålla, ", sa Hall. "Framtida atmosfäriska floder kommer att laddas upp med mer vatten. När de sedan slog Kalifornien, de kommer att dumpa det där extra vattnet på oss."
Genom att använda högupplöst klimatmodellering, forskarna simulerade hur extrema atmosfäriska flodhändelser kommer att förändras om uppvärmningen fortsätter på sin nuvarande bana. De beräknade att på 2070-talet, atmosfäriska floder kommer att bli ännu mer intensiva, och kunde leverera till reservoarer två till fem gånger mer vatten per atmosfärisk flodhändelse, i vissa fall. Det skulle skapa en allvarlig risk för översvämning, speciellt på höjder runt 2, 000 till 2, 500 meter (ungefär 6, 500 till 8, 200 fot) över havet som förväntas få stora minskningar av snöfall och den resulterande betydande ökningen av regn.
"Vissa lokala områden inom vattendelar visar spektakulära avrinningsökningar - nära en femdubbling av avrinning, " sa Huang.
Studien är den första som erbjuder prognoser av framtida extrema atmosfäriska floder som är tillräckligt detaljerade för att informera om planering av vattenresurser, vilket kommer att vara avgörande för Kalifornien. Den extra nederbörden måste fångas upp och lagras, men Hall sa att bygga fler reservoarer inte är lösningen.
"Fler reservoarer är inte svaret på grund av deras kostnader, deras miljöpåverkan och det faktum att alla bra reservoarplatser redan har reservoarer på sig, ", sa Hall. "En mer lovande metod är att infiltrera det extra vattnet i marken."
