气候变化如何加剧加州的史诗般的旱灾

气候变化如何加剧加州的史诗般的旱灾

加利福尼亚州正在经历一场创纪录的干旱,这是2012开始的最糟糕的一年 至少1,200年。 从很多方面可以看出:大部分淡水水库正在枯竭,农田正在萎in,地下水 迅速消耗.

无论定义用于抗旱,根据气象,水文,农业和社会经济的引用文件,所有的指标都显示出一种极端的情况,由于特别温暖和干燥的条件。 去年有 最低的日历年降水量 导致严重水资源短缺,地下水超采取代缺失的雨水,严重的低流量和高度的野火风险。

加利福尼亚州和其他西南国家过去经历了多年的干旱,但气候变化如何影响到现在呢? 科学家能否将温室气体浓度上升对当前干旱的影响从其他因素中分离出来? 要回答这些问题,我们需要考虑驱动加州天气的气象力量。

在太平洋的眼睛

加州冬季降水通常来自东行北太平洋的风暴,这是由被称为风河较强的指导 急流。 降水的逐年变化受到多种因素的影响,其中包括 厄尔尼诺 气候变暖太平洋温度以及长期振荡的气候导致了几十年或上百年的自然变化的周期。 此外,在发挥都在正常大气中短期变化和长期气候变化的影响。

太平洋高压持久性高压天气模式,绰号NOAA 当有在执行沉淀太平洋风暴的数量大幅减少,到达西海岸的干旱造成的。 它们是由持续的高气压的区域阻挡,称为上位 (见上图)。 这个高压脊将喷流引向更偏北的轨道。 结果是大多数降水系统错过了加利福尼亚州,其中一些降水系统位于不列颠哥伦比亚省和阿拉斯加州北部。

在2013和2014中,北太平洋的海表温度是 异常高,这为加利福尼亚州持续的高压脊和干旱创造了条件。 此外,北极海冰减少与太平洋地区的地表温度升高有关 减少降雨和降雪 在美国西部从风暴轨迹北移。

持续高压导致空气的下沉运动,被称为塌陷,从而导致缺乏云层覆盖和土地最终气温升高。 并具有较高的表面温度,土壤变干随着更多的水蒸发到空气中。


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高温和降水有所降低 - 有时被称为“温暖的干旱” - 在减少水资源供应方面起着关键作用。就加利福尼亚州而言,由于高温,这个冬天的降水在Sierra山区以降雨而非降雪的形式下降因为它储存水并缓慢释放,较薄的积雪意味着在夏季使用时储存在地上的水较少,所以即使是正常的降雨量,但以雨的形式下降意味着可用的水也较少。

气候指纹?

加州在过去经历了持续的干旱。 例如,在900 1330和AD,广泛和持续的中世纪暖期 特大旱灾发生在北美西部。 使用代表性记录如树木年轮的古气候研究表明,严重的干旱时期发生在较高温度时期。

与过去​​的观测相比,赤字的降水量在今天的干旱转变大气条件的幅度并不那么罕见。 然而,也有非常高的温度的背景现今,显然超过了中世纪变暖时期。

所以这对于水文平衡来说是双重打击:由于暖空气,降水较少,蒸发和蒸腾较多,或植物水分蒸发。

运行数字

因此,目前的干旱至少引发了两个问题:第一,这是创纪录的21世纪干旱与人为气候变化有关,第二,长期变暖是否会改变降水赤字将来会产生极端干旱的可能性?

发现和预测对人为造成的气候变化的影响是不可能的 轻松的任务。 但是,有一些证据表明,改进数值气候模式和记录已经发生的多种不同的气象和水文事件,包括热浪,洪水或干旱。

尽管如此,直接的因果关系几乎是不可能在一个复杂的体系建立,如气候系统,因为相互作用和反馈所有,但抹去什么似乎是因果联系。

但是,过去数据的统计分析可以通过提供发生特定事件的可能性来帮助。 此外,科学家们可以进行气候模式实验,只包括自然变化,然后包括人造因素,如温室气体。 这些工具有助于突出和区分负责特定空气流通特性的主要机制。

这些气候模式模拟显示,本世纪在西海岸造成干旱的极端和持续的环流模式是由于人为的外力而非自然原因造成的。

例如,在高压的永久区域的情况下 - 外号“可笑的弹性凸起“ - 观察到事件的可能性 2012-2013年 是一家以 每420年!

研究表明,气候变化可能会引起一个 新的气候制度,其中低降水年份将伴随温暖的条件,造成上述“温暖的干旱”。

这个预测表明了一个增长 前所未有的干旱风险 在加利福尼亚州,与美国西部在一般情况下,由温暖的温度,减少积雪和春末和夏季土壤水分主要驱动,即使没有显著干燥降水模式。

所有这些意味着西南部分地区维持供水将成为今年以及未来的挑战。

关于作者

凯瑟琳·戈蒂埃凯瑟琳戈蒂埃是地理学教授荣誉退休加州大学圣巴巴拉分校。 研究兴趣包括全球辐射和水,厄尔尼诺,云,气溶胶与气候,全球遥感,地球系统科学教育

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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