Это плохие новости для хранения воды и риска наводнения.
В 1964 году плотина Оровилль в Северной Калифорнии во время строительства подверглась сильному наводнению. В 2017 году это же сооружение было повреждено сильными ливнями, что вызвало массовую эвакуацию. Департамент водных ресурсов Калифорнии
В «Голден Стэйт» была суровая зима. В период с 1 октября по 3 марта большинство калифорнийских метеостанций по всему штату сообщали о большем, чем обычно, количестве осадков. А снежный покров в штате стал пятым по величине за 40 лет, в некоторых местах до 25 футов порошка.
Влага нужна после шестилетней засухи с 2011 по 2017 год и прошлогодней сухой зимы. Снежный покров и резервуары зарыблены прямо сейчас. Но непрекращающиеся дожди затопили многие районы, в том числе города вдоль реки Русская в Северной Калифорнии. В Герневиле жители гребли после того, как река поднялась до 45 футов в высоту. Дожди, наводнения и оползни также разрушили дома и дороги в районах по всему штату.
Резкий переход от сухой к влажной этой зимой намекает на то, что нас ждет впереди. Ученые предсказывают, что общее количество осадков в Калифорнии в будущем останется близким к постоянному, но они выпадут в более короткий промежуток времени, и большая их часть будет в виде дождя. Штат также будет испытывать большую изменчивость - больше очень влажных и больше очень засушливых лет. Эти результаты подчеркивают необходимость сбора осадков и улучшения стареющей инфраструктуры.
Вот чего ожидать от сезонов дождей в Калифорнии сейчас и в будущем:
Уже переменчивый климат
Когда дело доходит до дождя и снега, в Калифорнии действует принцип «все или ничего». «У нас самый изменчивый климат в континентальной части США», - говорит Хизер Кули, директор по исследованиям Тихоокеанского института, аналитического центра водной политики. «У нас бывают очень-очень влажные годы и очень-очень засушливые годы».
Время выпадения осадков в Калифорнии тоже уникально. В штате средиземноморский климат, что означает влажную мягкую зиму и теплое сухое лето. Но Калифорния использует большую часть воды летом, в основном для выращивания орошаемых культур. (Большая часть фруктов, овощей и орехов в Соединенных Штатах выращивается в Центральной долине Калифорнии.) Чтобы улучшить водоснабжение летом, фермы и города в равной степени полагаются на воду, талую из снежного покрова Сьерра-Невады. Калифорнийцы также хранят излишки воды в резервуарах и подземных водоносных горизонтах.
Большая часть дождя и снега в штате выпадает из атмосферных рек, «длинных эфемерных коридоров интенсивного переноса влаги» в небе, говорит Александр Гершунов, метеоролог-исследователь из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Питаемые влагой океана, эти реки текут с ветрами, удерживая свою влагу до тех пор, пока она каким-то образом не будет выдавлена наружу. В Калифорнии это происходит, когда атмосферные реки врезаются в горы Сьерра-Невада, из-за чего в западных Сьеррах идет дождь и снег, а восточная часть штата остается относительно сухой.
«Мы видели большое количество более холодных [атмосферных рек]» этой зимой, - говорит Дэниел Суэйн, климатолог из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Атмосферные реки обычно ассоциируются с теплыми штормами, но в этом году в Калифорнии были и теплые, и холодные штормы. Суэйн связывает эти холодные бури с распадом стратосферного полярного вихря, который привел к тому, что масса полярного воздуха находилась над Канадой, иногда перемещаясь на юг. Кроме того, разрушение полярного вихря этой зимой привело к волнообразному струйному течению, изгиб которого находится на западном побережье. Из-за положения струйного течения «у нас есть этот постоянный регион, который способствует усилению шторма», - говорит Суэйн..
Засухи и наводнения в будущем
Хотя климат Калифорнии всегда был изменчивым, резкие скачки от влажного к засушливому в этом столетии предвещают общий сдвиг климата в будущем к еще более драматическому.
Поскольку полюса планеты прогреваются быстрее, чем тропики, разница температур между этими двумя климатическими зонами становится меньше. Это приводит к расширению субтропического засушливого региона. Эта субтропическая зона приближается к средиземноморскому климату, в том числе в Чили, Южной Африке, Австралии и Средиземноморском бассейне, что приводит к уменьшению общего количества осадков в этих местах.
Калифорния бросает вызов этой тенденции - согласно исследованию Гершунова, проведенному в 2017 году, ожидается, что среднегодовое количество осадков останется примерно таким же. Но ожидается, что интенсивность дождя увеличится, а это означает, что за меньшее время выпадет больше осадков. Это благодаря атмосферным рекам. По мере повышения температуры атмосфера удерживает больше воды. Таким образом, в то время как общий сухой сезон в Калифорнии удлинится из-за расширения субтропиков и повышения температуры, ее зимние атмосферные реки будут сбрасывать больше воды, чем раньше.
В исследовании 2018 года команда Суэйн оценила количество экстремальных штормов и засух, ожидаемых по мере потепления климата, и прогнозирует, что к концу этого века количество экстремальных дождей увеличится на 100-200 процентов. Экстремально засушливые годы, подобные засушливым годам 2013-2014 годов, станут более частыми к 2050 году, особенно в Южной Калифорнии. «Всплеск осадков», или немедленный переход от засухи к зиме с наводнениями, повысится примерно на 50 процентов. Это устранит так называемый «сезон плеч», который обычно служит буфером между экстремальными погодными условиями. Когда идет дождь, зимой он будет в более коротком окне. «Мы делаем и без того узкий сезон более концентрированным за счет межсезонья», - говорит Суэйн.
Эти изменения могут иметь катастрофические последствия. В своем исследовании Суэйн рассмотрел риск наводнений, подобных Великому наводнению 1862 года, которое унесло жизни тысяч людей и образовало внутреннее море длиной 300 миль. Он обнаружил, что вероятность того, что к 2060 году снова произойдет другое событие такого же масштаба, составляет примерно 50 на 50. «Это фактически затопило бы землю, на которой сейчас живут миллионы людей», - говорит Суэйн.
Возможности адаптации
Сильные дожди могут привести к катастрофе, если они разрушат стареющие дамбы штата. В недавнем отчете Инженерного корпуса армии говорится, что редкий сильный шторм может привести к прорыву плотины Уиттьер-Нарроуз недалеко от Лос-Анджелеса, что угрожает жизням людей, живущих ниже по течению.
Будущие засухи также станут испытанием запасов воды в Калифорнии. И они будут усугублены тем фактом, что температура повысится, а ландшафты высохнут. По словам Кули из Тихоокеанского института, одной дождливой зимы, подобной той, что была в Калифорнии, недостаточно для восстановления водоносных горизонтов штата. Подземные воды играют ключевую роль в преодолении засухи, когда снежный покров и поверхностные воды становятся все менее и менее доступными. И большая часть воды, падающей сейчас на Золотой штат, направляется прямо в океан благодаря мощеным поверхностям и каналам.
Хорошая новость заключается в том, что штат может многое сделать или уже делает для адаптации к влажному и сухому более теплому будущему. «Я думаю, что у нас есть огромные возможности переосмыслить то, как мы управляем водой и землепользованием», - говорит Кули.
Официальные лица в Калифорнии ищут ряд способов улучшить подпитку, включая бассейны для инфильтрации и прямую закачку воды в землю. По словам Кули, требование к промышленным и коммерческим разработкам для проектирования проницаемых поверхностей и добавления таких функций, как биосвалки, также может помочь в хранении ливневых вод.
Согласно отчету Тихоокеанского института за 2014 год, Южная Калифорния и район залива Сан-Франциско могут хранить дополнительно от 420 000 до 630 000 акров-футов воды в год за счет улавливания ливневых вод, что близко к количеству воды Лос-Анджелеса. Анджелес использует ежегодно.
Суэйн говорит, что объездная дорога Йоло, расположенная за пределами Сакраменто, также является отличным примером борьбы с наводнениями. Чиновники направляют избыточные стоки из реки Сакраменто в эту пойму, где вода насыщает рисовые фермы и создает среду обитания водно-болотных угодий. Это победа для фермеров, дикой природы и предотвращения наводнений. По словам Суэйна, это дешевле и менее рискованно, чем строительство большего количества плотин. «Конечно, кажется, что есть возможность использовать одну крайность, чтобы снизить риск другой».