Kekeringan yang sedang berlangsung - dan meningkatnya suhu - telah mengurangi aliran air di Sungai Colorado, dengan pengurangan yang lebih dramatis diharapkan. Peristiwa yang sedang berlangsung dan belum pernah terjadi sebelumnya ini mengancam pasokan air di kota-kota di AS Barat dan beberapa lahan pertanian paling produktif di mana pun di dunia.
Danau Powell, difoto 12 April 2017. 'Cincin bak mandi' putih di dasar tebing menunjukkan seberapa jauh danau mencapai puncaknya, hampir 100 kaki di atas level saat ini. Gambar melalui Patti Weeks.
Oleh Brad Udall, Universitas Negeri Colorado dan Jonathan Overpeck, Universitas Arizona
Dua waduk terbesar di negara itu, Danau Mead di perbatasan Arizona / Nevada dan Danau Powell di perbatasan Arizona / Utah, penuh penuh pada tahun 2000. Empat tahun kemudian, mereka kehilangan cukup air untuk memasok California bagian yang secara resmi dibagi secara luas dari Air Sungai Colorado lebih dari lima tahun. Sekarang, 17 tahun kemudian, mereka masih belum pulih.
Peristiwa yang sedang berlangsung dan belum pernah terjadi sebelumnya ini mengancam pasokan air ke Los Angeles, San Diego, Phoenix, Tucson, Denver, Salt Lake City, Albuquerque dan beberapa lahan pertanian paling produktif di mana pun di dunia. Sangat penting untuk memahami apa yang menyebabkannya sehingga pengelola air dapat membuat penggunaan air dan rencana konservasi yang realistis.
Sementara penggunaan yang berlebihan telah berperan, sebagian besar penurunan reservoir disebabkan oleh kekeringan yang berkelanjutan, yang dimulai pada tahun 2000 dan telah menyebabkan pengurangan substansial dalam aliran sungai. Sebagian besar kekeringan disebabkan oleh kurangnya curah hujan. Namun, penelitian kami yang diterbitkan menunjukkan bahwa sekitar sepertiga dari penurunan aliran kemungkinan karena suhu yang lebih tinggi di Lembah Sungai Colorado, yang merupakan hasil dari perubahan iklim.
Perbedaan ini penting karena perubahan iklim menyebabkan pemanasan jangka panjang yang akan berlanjut selama berabad-abad. Seperti yang ditunjukkan oleh "kekeringan panas" saat ini, pemanasan yang disebabkan oleh perubahan iklim berpotensi membuat semua kekeringan lebih serius, mengubah apa yang seharusnya menjadi kekeringan sederhana menjadi yang parah, dan yang parah menjadi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Sungai Colorado memiliki panjang sekitar 1.400 mil dan mengalir melalui tujuh negara bagian A.S. dan menuju Meksiko. DAS Upper Colorado River memasok sekitar 90 persen air untuk seluruh cekungan. Ini berasal sebagai hujan dan salju di pegunungan Rocky dan Wasatch. Gambar melalui USGS.
Bagaimana perubahan iklim mengurangi aliran sungai
Dalam penelitian kami, kami menemukan periode dari 2000 hingga 2014 adalah kekeringan 15 tahun terburuk sejak 1906, ketika pengukuran aliran resmi dimulai. Selama tahun-tahun ini, arus tahunan di Sungai Colorado rata-rata 19 persen di bawah rata-rata abad ke-20.
Selama kekeringan 15 tahun yang serupa di tahun 1950-an, aliran tahunan menurun sebesar 18 persen. Tetapi selama kekeringan itu, wilayah itu lebih kering: curah hujan turun sekitar 6 persen, dibandingkan dengan 4,5 persen antara tahun 2000 dan 2014. Mengapa, kemudian, kekeringan baru-baru ini paling parah dalam catatan?
Jawabannya sederhana: suhu lebih tinggi. Dari tahun 2000 hingga 2014, suhu di Cekungan Atas, tempat sebagian besar limpasan yang memasok Sungai Colorado diproduksi, adalah 1,6 derajat Fahrenheit lebih tinggi dari rata-rata abad ke-20. Inilah sebabnya kami menyebut acara ini kekeringan panas. Temperatur tinggi berlanjut pada 2015 dan 2016, seperti halnya aliran yang kurang dari rata-rata. Limpasan pada tahun 2017 diperkirakan akan di atas rata-rata, tetapi ini hanya akan sedikit meningkatkan volume reservoir.
Suhu tinggi mempengaruhi ketinggian sungai dalam banyak hal. Ditambah dengan pencairan salju sebelumnya, mereka menyebabkan musim pertumbuhan yang lebih lama, yang berarti lebih banyak hari kebutuhan air dari tanaman. Temperatur yang lebih tinggi juga meningkatkan penggunaan air harian dan penguapan dari badan air dan tanah. Singkatnya, saat panas, atmosfer mengambil lebih banyak air, hingga 4 persen lebih banyak per derajat Fahrenheit dari semua sumber yang tersedia, sehingga lebih sedikit air mengalir ke sungai. Temuan ini juga berlaku untuk semua sungai semi-kering di Amerika Barat Daya, terutama Rio Grande.
Konten gabungan dari dua waduk terbesar di negara ini, Danau Mead dan Danau Powell, sejak isian awal mereka. Penurunan besar sejak 2000 diwarnai cokelat untuk 2000-2014, periode studi 15 tahun kami, dan merah muda untuk kekeringan berkelanjutan pada 2015-2016. Hilangnya secara signifikan dipengaruhi oleh suhu pengaturan rekor, tidak seperti kekeringan 15 tahun yang serupa pada 1950-an yang didorong oleh kurangnya curah hujan. Gambar melalui Bradley Udall.
Masa depan yang lebih panas dan lebih kering
Mengetahui hubungan antara pemanasan dan aliran sungai, kita dapat memproyeksikan bagaimana Colorado akan dipengaruhi oleh perubahan iklim di masa depan. Proyeksi suhu dari model iklim adalah temuan ilmiah yang kuat berdasarkan fisika yang telah teruji. Di Lembah Sungai Colorado, suhu diproyeksikan memanas sebesar 5 ° F, dibandingkan dengan rata-rata abad ke-20, pada pertengahan abad dalam skenario yang mengasumsikan baik emisi gas rumah kaca sederhana atau tinggi. Pada akhir abad ini, wilayah tersebut akan menjadi lebih hangat 9,5 ° F jika emisi gas rumah kaca global tidak berkurang.
Menggunakan hubungan sederhana namun kuat yang berasal dari model hidrologi, yang didukung oleh pengamatan, kami dan rekan kami menghitung bagaimana aliran sungai dipengaruhi oleh suhu yang lebih tinggi. Kami menemukan bahwa aliran Sungai Colorado menurun sekitar 4 persen per derajat kenaikan Fahrenheit, yang kira-kira jumlahnya sama dengan peningkatan kapasitas penampung uap air atmosfer yang dibahas di atas. Dengan demikian, pemanasan dapat mengurangi aliran air di Colorado sebesar 20 persen atau lebih di bawah rata-rata abad ke-20 pada pertengahan abad, dan sebanyak 40 persen pada akhir abad ini. Pengurangan emisi dapat meringankan besarnya pemanasan pada tahun 2100 dari 9,5 ° F menjadi 6,5 ° F, yang akan mengurangi aliran sungai sekitar 25 persen.
Peningkatan curah hujan yang besar dapat menangkal penurunan yang akan menyebabkan kenaikan suhu di masa depan yang pasti ini. Tetapi agar itu terjadi, curah hujan harus meningkat rata-rata 8 persen pada pertengahan abad dan 15 persen pada 2100.
Kanal Amerika membawa air dari Sungai Colorado ke pertanian di Imperial Valley California. Gambar melalui Adam Dubrowa, FEMA / Wikipedia.
Pada basis tahun-ke-tahun, kenaikan besar-besaran ini akan sangat besar. Peningkatan curah hujan selama dekade terbesar di abad ke-20 adalah 8 persen. Ketika peningkatan seperti itu terjadi selama 10 tahun di Cekungan Colorado pada 1980-an, itu menyebabkan banjir berskala besar yang mengancam stabilitas struktural Bendungan Glen Canyon, karena kegagalan saluran pelimpah, tidak seperti keruntuhan baru-baru ini di Bendungan Oroville California.
Karena beberapa alasan, kami pikir peningkatan curah hujan yang besar ini tidak akan terjadi. Lembah Sungai Colorado dan daerah lain di seluruh dunia pada garis lintang yang pada dasarnya sama, seperti wilayah Mediterania dan daerah Chili, Afrika Selatan, dan Australia, sangat beresiko untuk mengeringkan karena mereka terletak tepat di atas gurun pasir utama planet ini. Gurun ini diproyeksikan untuk meregangkan papan saat iklim menghangat. Di lembah Sungai Colorado, daerah kering di selatan diperkirakan akan merambah beberapa daerah aliran salju dan limpasan yang paling produktif.
Selain itu, model iklim tidak setuju apakah curah hujan di masa mendatang di Lembah Colorado akan meningkat atau menurun, apalagi seberapa banyak. Pengukuran alat pengukur hujan menunjukkan bahwa belum ada perubahan jangka panjang yang signifikan dalam presipitasi di Cekungan Atas Colorado sejak 1896, yang membuat peningkatan substansial di masa depan bahkan lebih diragukan.
Megadroughts, yang bertahan antara 20 hingga 50 tahun atau lebih, memberikan alasan lain untuk menghindari terlalu banyak percaya pada peningkatan curah hujan. Kita tahu dari studi pohon-cincin kembali ke 800 M. bahwa megadroughts telah terjadi sebelumnya di cekungan.
Beberapa studi baru menunjukkan bahwa dengan suhu yang lebih hangat, kemungkinan megadroughts meroket di abad ke-21, ke titik di mana kemungkinan terjadinya satu lebih baik dari 80 persen. Jadi, sementara kita mungkin memiliki periode dengan curah hujan rata-rata atau di atas rata-rata, sepertinya kita juga akan memiliki beberapa dekade dengan aliran yang lebih sedikit dari biasanya.
Gambar melalui USEPA.
Merencanakan aliran yang lebih rendah
Maret 2017 adalah Maret terhangat dalam sejarah Colorado, dengan suhu 8,8 ° F di atas normal. Snowpack dan limpasan yang diharapkan menurun secara substansial dalam menghadapi kehangatan rekor ini. Jelas, perubahan iklim di Lembah Sungai Colorado ada di sini, ini serius dan membutuhkan banyak tanggapan.
Brad Udall, Ilmuwan Riset Senior, Institut Air Colorado, Universitas Negeri Colorado dan Jonathan Overpeck, Direktur, Institut Lingkungan Hidup, Profesor Ilmu Pengetahuan yang Terhormat, dan Profesor Geosains, Hidrologi dan Ilmu Atmosfer Bupati, Universitas Arizona
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation. Baca artikel aslinya.