Изменение климата приведет к сокращению стока в верхнем бассейне реки Колорадо из-за падения уровня грунтовых вод, говорится в исследовании

Важные новости

Изменение климата приведет к сокращению речного стока в Исследование показало, что верхний бассейн реки Колорадо по мере падения уровня грунтовых вод » /></p>
<p> На иллюстрации показаны исторические потери воды в атмосфере и окружающей среде и ее вклад. Фото: Кэролл и др. </p>
<p>Река Колорадо делает возможной жизнь во многих западных городах и поддерживает сельское хозяйство, которое поддерживает население по всей стране. Большая часть воды в реке возникает в результате таяния снегов в горных водоразделах Колорадо, Юты и Вайоминга, и потепление климата резко сократит эти потоки, как показывают новые исследования.</p>
<p>Исследователи из Института исследования пустынь (DRI), Геологическая служба США и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли объединились для нового исследования, опубликованного 23 мая в журнале <i>Nature Water</i>.</p>
<p>Применив потепление к историческим условиям Ист-Ривер в Колорадо и используя компьютерное моделирование для наблюдения за влиянием на речной сток и уровень грунтовых вод, ученые обнаружили, что запасы подземных вод упадут до самых низких известных уровней после первого чрезвычайно засушливого года и не смогут восстановиться даже после нескольких влажных периодов. Когда уровень грунтовых вод падает, потоки рек втягиваются в грунтовые воды вместо того, чтобы способствовать стоку реки Колорадо.</p>
<p>«Мы обнаружили, что грунтовые воды имеют большое значение», — говорит Розмари Кэрролл, доктор философии, профессор гидрологии DRI и ведущий автор исследования. «Даже с учетом исторически наблюдаемых в модели влажных периодов грунтовые воды не могут вернуться после одного засушливого года в условиях потепления в конце века».</p>
<p>Река Колорадо уже давно находится в состоянии засухи. десятилетия, создавая напряженность вокруг прав на воду на всем Юго-Западе. Ученые были озадачены падением уровня реки даже в относительно влажные годы — в 2021 году в бассейне реки Верхний Колорадо достигло 80 % нормального снежного покрова, но в реку поступало только 30 % среднего стока.</p>
<p>Авторы исследования хотели изучить, как потепление в горных бассейнах может способствовать этому явлению. Повышение температуры меняет баланс между снегопадами и доступностью воды разными способами, включая увеличение испарения снега (известное как сублимация), увеличение количества осадков, выпадающих в виде дождя, а не снега, и более частое таяние снега в течение зимы.</p>
<p> Предыдущие исследования в значительной степени упускали из виду роль грунтовых вод и то, как они могут смягчать или усиливать потери речного стока в результате изменения климата.</p>
<p>«Меня очень интересует взаимосвязь вклада подземных вод в речной сток – это уже долгое время является основной темой моих исследований», – говорит Кэрролл. «Многие исследования показывают, что в краткосрочной перспективе поступление грунтовых вод в речной сток поможет смягчить последствия засухи, но до этого исследования у нас не было никаких знаний о том, что это будет означать в долгосрочной перспективе».</p>
<p> < р><img decoding=

На графике показано, как снижение уровня грунтовых вод в условиях изменения климата приведет к уменьшению речных стоков. Фото: Джереми Снайдер, Carroll et al. <р>Авторы исследования использовали Ист-Ривер в качестве объекта исследования, поскольку она является репрезентативной для истоков реки Колорадо, а также имеет значительную доступную инфраструктуру для мониторинга погоды и воды. Наземные наблюдения и аэрофотосъемка измеряют глубину и плотность снежного покрова, речной поток, растительный покров и уровень грунтовых вод, а также многие другие измерения по всему водоразделу.

Для создания компьютерной модели были использованы исторические данные за период с 1987 по 2022 год. Затем исследовательская группа применила потепление на 4 градуса Цельсия к этому периоду времени двумя способами: в одной модели потепление применялось постоянно во времени, а в последующих моделях потепление применялось к каждому сезону независимо.

Такой подход позволил ученым изучить различные последствия потепления в зависимости от сезона. Четыре градуса Цельсия являются репрезентативными для прогнозируемого климата на конец века, основанного на наблюдаемом потеплении примерно на 0,4 градуса Цельсия за десятилетие в водоразделе. Моделирование не учитывает вероятные изменения растительности за тот же период времени.

Исследование показало, что постоянно более высокие температуры привели к резкому снижению уровня грунтовых вод, которые не смогли восстановиться до среднего исторического уровня во влажные периоды. Сезонная изоляция потепления продемонстрировала сильное влияние более теплого лета на снижение уровня грунтовых вод, поскольку атмосфера увеличивает скорость испарения, растения увеличивают поглощение воды, а почвы высыхают. Наибольшее снижение уровня грунтовых вод происходит в субальпийских лесах, где хвойные леса наиболее густы.

«Поскольку уровень грунтовых вод падает, вы теряете больше стока в грунтовые воды», — говорит Кэрролл. «Когда осадков мало, Ист-Ривер перестает течь на часть лета. Конечно, это будет иметь драматические последствия для экологического здоровья и сельскохозяйственного орошения».

Включив в анализ снижение уровня грунтовых вод, исследование показало, что сокращение стока почти вдвое по сравнению с моделированием, в котором изучались последствия изменения климата в регионе без учета снижения уровня грунтовых вод. Это связано с множественными воздействиями, происходящими одновременно: меньше воды поступает в ручьи из водоносных горизонтов, в то время как больше речной воды стекает в почву.

Исследование демонстрирует необходимость совместного управления лесными и подземными водами в Верхнем Колорадо. Речной бассейн, а также учитывает обмен поверхностных и подземных вод в горных бассейнах, чтобы минимизировать снижение стока при изменении климата, — говорит Кэрролл.

«Я считаю подземные воды своим сберегательным счетом», — добавляет она. «Снежный покров похож на ваш текущий счет; он меняется из года в год. Грунтовые воды — это долгосрочная инвестиция, она может сгладить действительно влажные и засушливые годы. Но если вы начнете последовательно сокращать количество грунтовых вод год за годом, вы не сможете дольше модулировать эти крайности.»

Дополнительная информация: Ожидается, что сокращение запасов подземных вод приведет к усилению сокращения горного стока в более теплом мире, Природная вода (2024). www.nature.com/articles/s44221-024-00239-0

Информация журнала: Природная вода

Предоставлено Институтом исследования пустынь

Новости сегодня

Последние новости