Environmental ScienceBites (Deutsch)

Jaymes T. StClair

Ein Mangel an Winterniederschlägen in Kalifornien bedroht neben einer zuvor trockenen Umgebung ein Wiederauftreten der Dürrebedingungen der 1970er Jahre und nachfolgende Wasserbeschränkungen. Was verursacht die anhaltende Serie von Dürren? Sagen die jüngsten Dürreereignisse die Zukunft des Wasserversorgungsmanagements in Kalifornien voraus?

Kalifornien hatte schon immer ein Wasser-problem. Das Aquäduktsystem, das für die Stadt Los Angeles entwickelt wurde, war eine Leistung spektakulärer Technik. Ein mäßig großer Prozentsatz des Wassers, das der Staat verwendet, stammt jedoch aus der Schneedecke in der Sierra Nevada., Viele Studien haben Modelle entwickelt, die den Winterniederschlag vorhersagen können, damit Kalifornien die Wasserressourcen für die trockenen Sommermonate richtig zuordnen kann. In einer aktuellen Studie stellt Peter Caldwell die Zuverlässigkeit von zwei prominenten Niederschlagsmodellen in Frage.1 Diese Modelle, nämlich regionale Klimamodelle und allgemeine Zirkulationsmodelle, haben bei der Vorhersage der Niederschlagsmenge, die Kalifornien erhalten wird, schlecht abgeschnitten.,1 Ergebnisse haben gezeigt, dass die regionalen Klima-Modelle, die Sie regelmäßig über vorherzusagen Niederschlag Summen, während Umgekehrt, die meisten Allgemeinen Klimamodelle unterschätzen Niederschlag Summen.1 Lokale Beamte verwenden Niederschlagsmodelle, um zu bestimmen, wie viel Wasser gekauft und in die vielen landwirtschaftlichen Täler des Staates umgeleitet werden muss. Es kann verheerende wirtschaftliche und politische Folgen haben, wenn diese Beamten auf unvorhersehbare Modelle wie regionale Klimamodelle und allgemeine Zirkulationsmodelle zurückgreifen.

Ein Ort, an dem die jüngsten Dürren deutlich zu sehen sind, ist die Wasserscheide des Folsom Lake, die sich in der Nähe der Hänge der Sierra Nevada befindet (Abbildung 3). Der aktuelle Reservoirstand des Sees ist so niedrig, dass der Überrest einer Geisterstadt aus der Goldrauschzeit sichtbar ist.,2 Die Wasserbezirke, die auf Wasser aus dem Folsom Lake angewiesen sind, haben die Verbraucher aufgefordert, den Wasserverbrauch um mindestens zwanzig Prozent zu senken. Eine hydrologische Studie, die von Jianzhong Wang und Konstantin Georgakakos durchgeführt wurde, verwendete Simulationsmodelle, um die Empfindlichkeiten dynamischer Niederschläge während des Winters über der Wasserscheide des Lake Folsom zu untersuchen.3 Die Simulation umfasste fünfunddreißig Jahre und verwendete Daten von zweiundsechzig Winterstürmen., Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Niederschlagsvorhersagemodelle für leichte und mäßige Niederschlagsmengen nicht so genau waren.3 Diese Ungenauigkeit ähnelt den Ungenauigkeiten, die in den zuvor erwähnten Niederschlagsmodellen festgestellt wurden, und kann zu ähnlichen Problemen für lokale Beamte führen, die versuchen, den Wasserverbrauch während der trockenen Sommersaison zu kontrollieren.

Rund um die Sierra Nevada gibt es viele Wasserreservoirs, die auf die Winterschneedecke angewiesen sind. Mehr als 25 Millionen Menschen und die 44,7 Milliarden US-Dollar teure Landwirtschaft Kaliforniens nutzen das Wasser aus Schnee, der vor dem 650-Kilometer-Gebirge schmilzt.,4 Im Januar 2014 betrug die Schneedecke nur zwanzig Prozent des historischen Durchschnitts.2 Der visuelle Beweis aus einem Satellitenbild dieser verminderten Schneedecke ist atemberaubend (Abbildung 4). In einer Studie von Kim et al., zehn bis dreißig Prozent der Niederschläge der kalten Jahreszeit stammen aus atmosphärischen Flusslandungen.5 Mit Hochdrucksystemen, die fast alle Niederschlagsformen nach Norden umleiten, werden Dürren verschärft, da erwartete Niederschläge von der Küste weggeleitet werden.6

Studien zu den möglichen Auswirkungen schwerer und anhaltender Dürren in Kalifornien sind zahlreich, da das Bringen von Wasser in die vielen Täler des Bundesstaates komplex und kostspielig ist. Kalifornien steht vor der anhaltenden Herausforderung hoher Verdunstung gepaart mit geringen Niederschlägen., In einer historischen Studie, die ein mittelalterliches Klima untersuchte, entdeckte Glen MacDonald eine Anomalie, die aus längeren Episoden trockener Bedingungen und schweren Dürren bestand, die sich über fünfhundert Jahre erstreckten.7 Diese Bedingungen hängen mit der Aufgabe der betroffenen Gebiete durch einheimische Stämme und mit zunehmender Gewalt zwischen den Stämmen über kostbare fruchtbare Länder zusammen.7 MacDonald schlägt vor, dass ein ähnliches Ereignis in der Zukunft aufgrund natürlicher oder anthropogener Ursachen auftreten könnte.7 MacDonald untersuchte auch die Auswirkungen einer „perfekten“ Dürre auf Südkalifornien., Die „perfekte“ Dürre besteht aus einer anhaltenden Dürre in Südkalifornien gepaart mit gleichzeitigen ähnlichen Bedingungen im Sacramento River Basin und Upper Colorado River Basin.8 Es gibt Hinweise darauf, dass all diese Bedingungen während dieser Klimaanomalie im 11.und 12.8 Daher glauben die Wissenschaftler, dass Kalifornien längere Dürreperioden durch den Klimawandel erlebt.

Kalifornien erlebt derzeit eine Reihe von Dürren, die möglicherweise mit den schweren Dürren der 1970er Jahre mithalten könnten., Die aktuelle Dürre wird durch einen beispiellosen Hochdruckkamm verursacht, der direkt vor der Westküste liegt. Dieser Hochdruckrücken blockiert alle Winterstürme, die benötigt werden, um die notwendigen Niederschläge für die trockenen Sommermonate bereitzustellen, und leitet die Wettersysteme in den letzten dreizehn Monaten (Stand Januar 2014) nach Norden um. Dies ist eine abnormale Zeitspanne für ein System wie dieses, um ununterbrochen zu bleiben. Klimatologen sagen, je länger das System anhält, desto unwahrscheinlicher wird es, dass sich Winterstürme nähern.,4

Wissenschaftler, die mit der American Meteorological Society zusammenarbeiten, führen eine Studie durch, um festzustellen, ob dieses extreme Wetterereignis durch natürliche Variabilität oder durch Menschen verursachten Klimawandel verursacht wird. Eine Studie aus dem Jahr 2012 ergab, dass eine Dürre aus demselben Jahr hauptsächlich auf natürliche Schwankungen zurückzuführen war. Die Studie zeigte jedoch auch, dass der Klimawandel ein Faktor für die Hitzewellen in den Frühlings-und Sommermonaten war.9 Wissenschaftler sind sich nicht sicher, ob sie die Dürre auf natürliche Variation, Klimawandel oder eine Kombination aus beidem für dieses Wetterereignis zurückführen sollen., Langfristige Niederschlagsänderungen sind besonders schwer vorherzusagen, insbesondere für Länder mittlerer Breite wie die Vereinigten Staaten. Ein nicht zu übersehender Faktor ist der Verlust der Ozonschicht im vergangenen Jahrhundert. Eine weitere Studie untersuchte die Waldsterblichkeit unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Ozonbelastung.10 Die Studie ergab eine Korrelation zwischen der abnehmenden Ozonschicht und steigenden globalen Temperaturen und stellte fest, dass Regionen, die hohen Ozonwerten ausgesetzt waren, als anfällig für erhöhte Dürren und Brände angesehen wurden.,10 Diese Ergebnisse sollten ein großes Anliegen für kalifornische Beamte und für die Wälder im Staat sein.

Kalifornische Beamte nutzen die Lehren aus der Dürre der 1970er Jahre, um zu verstehen, wie die öffentliche Wasserversorgung erhalten werden kann. Eine Lektion, die Staatsbeamte gelernt haben, ist, dass die breite Öffentlichkeit bei den Naturschutzbemühungen helfen kann., Die Küstengemeinde Goleta wurde mit Low-Flow-Duschköpfen und anderen Wasserspargeräten ausgestattet und senkte den Wasserverbrauch um dreißig Prozent, was doppelt so hoch war wie erwartet.11 Die Gesamtbevölkerung Kaliforniens ist seit der Dürreperiode der 1970er Jahre um 18 Millionen gestiegen, und viele Naturschutzprogramme aus dieser Zeit müssen aktualisiert werden, um die Wasserversorgung ordnungsgemäß zu verwalten.12 Die derzeitige Denkweise, Bürger dafür zu bestrafen, dass sie kein Wasser sparen, sollte geändert werden, um stattdessen die Bürger für die Erhaltung von Wasser zu belohnen. Dies wird die Bemühungen um den Wasserschutz erfolgreicher machen.