Вчені з’ясували, чому річка Колорадо пересихає

Суха весняна погода змушує рослини використовувати більше талого снігу, зменшуючи стік річки Колорадо. Це пояснює, чому з 2000 року прогнози щодо стоку не відповідають дійсності, підкреслюючи необхідність покращення прогнозів шляхом врахування весняних опадів.

Річка Колорадо та її притоки постачають воду для гідроенергетики, зрошення та пиття до семи штатів США та Мексики. Значна частина цієї води походить із снігового покриву, який накопичується взимку і тане навесні. Щороку, зазвичай на початку квітня, менеджери з водопостачання оцінюють сніговий покрив, щоб спрогнозувати, скільки води буде доступно на наступний рік.

Однак, починаючи з 2000 року, ці прогнози неодноразово переоцінюють фактичний стік. Незважаючи на те, що рівень снігового покриву здається достатнім, отриманий потік води постійно не відповідає прогнозам. Ця постійна розбіжність змусила дослідників і менеджерів водних ресурсів спантеличити: де втрачена вода?

Згідно з новими дослідженнями Вашингтонського університету, основною причиною невідповідності є відсутність весняних опадів. Дослідження показало, що теплі та сухі весняні умови в останні роки спричиняють майже 70% розриву між прогнозованим і фактичним потоком. З меншою кількістю опадів рослинність більше залежить від танення снігу для отримання вологи, зменшуючи кількість води, яка досягає річок і струмків. Крім того, більш сухі умови означають чистіше небо, що сприяє як посиленню росту рослин, так і більшому випаровуванню води з ґрунту.

Ці висновки були нещодавно опубліковані в журналі Geophysical Research Letters.

З’являється довгострокова модель

«Той період часу, коли ми задавалися питанням: «О ні, куди йде наша вода?» почалося приблизно в той самий час, коли ми спостерігали зменшення весняних опадів — початок «посухи тисячоліття», яка почалася у 2000 році і триває до цього дня», — сказав провідний автор Даніель Хоган, докторант UW на факультеті цивільної та екологічної інженерії. «Ми хотіли зосередитися на каскадних наслідках цього. Менше весняних дощів означає, що у вас, швидше за все, буде менше хмар. І якщо буде сонячно, рослини скажуть: «О, я такий щасливий. Сніг щойно розтанув, і у мене є тонна води, тому я буду рости, як гангстери». Це дослідження справді підкреслює важливість вивчення всього снігового сезону, а не лише коли сніговий покрив найглибший».

Хоган і старший автор Джессіка Лундквіст, професор цивільної та екологічної інженерії з Університету Вашингтона, досліджували це явище в рамках більшого проекту, щоб вирішити велику «одиницю» того, куди йде вода. Спочатку дослідники задавалися питанням, чи сніговий покрив зменшується через те, що сніг просто перетворюється на водяну пару — процес, який називається сублімацією. Але нещодавно команда виявила, що лише 10% відсутньої води було втрачено через сублімацію, тобто щось інше було головним винуватцем.

«Є дуже багато можливих винуватців, тому я почав порівнювати речі, які можуть бути важливими», — сказав Хоган. «І ми побачили, що весняні зміни набагато перебільшені, ніж в інші пори року. Це справді драматична зміна, коли ви переходите від снігового покриву до польових квітів, які розквітають за дуже короткий проміжок часу, умовно кажучи. А без весняних дощів рослини — від польових квітів до дерев — схожі на гігантські соломинки, усі малюючи сніговий покрив».

Відстеження води у верхніх басейнах

Дослідники спостерігали за весняними змінами у 26 басейнах верхів’їв на різних висотах у Верхньому басейні річки Колорадо. Щоб намалювати картину того, що відбувалося в кожному басейні з плином часу, команда використала різноманітні набори даних, у тому числі вимірювання потоку й опадів, починаючи з 1964 року. Потім дослідники змоделювали, скільки води споживатимуть рослини в кожному басейні.

«Ми робимо важливе припущення в документі», — сказав Хоган. «Ми припускаємо, що рослини мають необмежену кількість води, навіть якщо опадів менше, ніж у середньому, тому що вони мають доступ до танення снігу».

Усі басейни, які вивчила команда, показали зменшення потоку без весняних дощів. Але басейни на нижчих висотах мали ще більш виражений дефіцит потоку. Це пояснюється тим, що сніг у цих басейнах, швидше за все, тане раніше в сезон, даючи рослинам більше часу для росту та споживання талого снігу, кажуть дослідники.

Тепер, коли весняний дощ визначено як головний винуватець, дослідники працюють над подальшим уточненням свого розуміння того, що відбувається протягом цього сезону. Наприклад, один проект досліджує, чи діють залишки снігу як міні-резервуари, які можуть забезпечити постійний потік води для найближчих рослин.

Незважаючи на це, чим довше триватиме посуха Міленіуму, тим більше ці результати впливатимуть на розрахунки води, які відбуваються кожного квітня.

«У квітні всі хочуть знати, скільки води щороку в сніговому покриві», — сказав Лундквіст. «Але проблема з виконанням цих розрахунків у квітні полягає в тому, що, очевидно, весна ще не настала. Тепер, коли ми знаємо, що весняний дощ насправді важливіший, ніж дощ будь-якої іншої пори року, нам доведеться краще передбачати, що станеться за дощем, щоб зробити квітневі прогнози точнішими».