La California sta attraversando una siccità da record che è iniziata in 2012, la peggiore almeno 1,200 anni. Può essere visto in molti modi: la maggior parte dei bacini d'acqua dolce si stanno prosciugando, le colture si stanno esaurendo nei campi e le acque sotterranee sono esaurimento rapido.

Qualunque sia la definizione utilizzata per la siccità, basata su riferimenti meteorologici, idrologici, agricoli o socioeconomici, tutti gli indicatori mostrano una situazione estrema a causa di condizioni particolarmente calde e secche. L'anno scorso ha avuto il le precipitazioni più basse dell'anno civile in pratica, portando a gravi carenze idriche, scoperti di acque sotterranee per sostituire la pioggia mancante, un flusso di corrente estremamente basso e un alto rischio di incendi.

La California e altri stati del sud-ovest hanno sofferto di siccità pluriennali in passato, ma in che modo i cambiamenti climatici si trasformano in ciò che sta accadendo ora? Gli scienziati possono separare l'effetto dell'innalzamento dei livelli di gas serra sull'attuale siccità da altri fattori? Per rispondere a queste domande, dobbiamo considerare le forze meteorologiche che guidano il clima della California.

Occhio al Pacifico

Le precipitazioni invernali della California provengono normalmente dalle tempeste del Pacifico settentrionale che viaggiano verso est, che sono guidate dal forte fiume del vento noto come corrente a getto. Le variazioni da un anno all'altro delle precipitazioni sono influenzate da una serie di fattori, tra cui il El Niño ciclo di riscaldamento delle temperature dell'Oceano Pacifico e oscillazioni a lungo termine del clima che causano variabilità naturale nel corso di decenni o centinaia di anni. Inoltre sono in gioco i normali cambiamenti a breve termine dell'atmosfera e l'effetto dei cambiamenti climatici a lungo termine.

Un modello meteorologico persistente ad alta pressione, soprannominato NOAA La siccità è causata da una sostanziale riduzione del numero di tempeste del Pacifico che portano precipitazioni per raggiungere la costa occidentale. Sono bloccati da una regione di pressione atmosferica persistentemente alta, chiamata livello superiore cresta (vedi figura sopra). Questa cresta di alta pressione dirige il flusso del getto verso una pista molto più a nord. Il risultato è che alla maggior parte dei sistemi di precipitazione manca la California, alcuni dei quali vanno fino al nord della British Columbia e dell'Alaska.

In 2013 e 2014, la temperatura della superficie del mare nel Nord Pacifico era insolitamente alto, che ha creato le condizioni per una cresta persistente ad alta pressione e quindi la secchezza sulla California. Inoltre, la riduzione del ghiaccio marino artico è associata a una temperatura superficiale più calda nel Pacifico e pioggia e nevicate ridotte nella parte occidentale degli Stati Uniti dallo spostamento verso nord nella pista della tempesta.

L'alta pressione persistente provoca un movimento discendente dell'aria, noto come subsidenza, che porta alla mancanza di copertura nuvolosa e alla fine a temperature più calde sulla terra. E con temperature superficiali più elevate, i suoli si asciugano quando più acqua evapora nell'aria.

Le temperature più elevate combinate con precipitazioni un po 'ridotte - a volte chiamate "siccità calde" - svolgono un ruolo fondamentale nel ridurre la disponibilità di acqua. Nel caso della California, le precipitazioni di questo inverno sono cadute sotto forma di pioggia anziché neve nelle montagne della Sierra a causa delle alte temperature Il manto nevoso è fondamentale perché immagazzina acqua e la rilascia lentamente Il manto nevoso più sottile significa meno acqua immagazzinata sul terreno per l'uso in estate, quindi anche una normale quantità di precipitazione ma caduta sotto forma di pioggia significa che è disponibile meno acqua.

Impronta digitale climatica?

La California ha sperimentato siccità sostenute in passato. Ad esempio, durante il periodo di riscaldamento medievale tra 900 e 1330 d.C., esteso e persistente mega-siccità si sono verificate nel Nord America occidentale. Studi paleoclimatici che utilizzano registri proxy come gli anelli degli alberi indicano che si sono verificati gravi periodi di siccità durante periodi di temperature più elevate.

L'entità del deficit delle precipitazioni derivante dal mutare delle condizioni atmosferiche nella siccità di oggi non è così insolito rispetto alle osservazioni passate. Tuttavia, al giorno d'oggi c'è anche uno sfondo di temperature insolitamente alte, che superano chiaramente quella del periodo di riscaldamento medievale.

Quindi questo è un doppio colpo per l'equilibrio idrologico: meno precipitazioni e più evaporazione e traspirazione, o evaporazione dell'acqua attraverso le piante, a causa dell'aria calda.

Esecuzione dei numeri

Quindi l'attuale siccità solleva almeno due domande: in primo luogo, questa siccità da record del X secolo X secolo è collegata al cambiamento climatico antropogenico, e in secondo luogo, il riscaldamento a lungo termine ha alterato la probabilità che i deficit delle precipitazioni produrranno siccità estrema in futuro?

Non è possibile rilevare e attribuire impatti osservati o previsti ai cambiamenti climatici causati dall'uomo compito facile. Ma ci sono alcune prove a sostegno del miglioramento dei modelli climatici numerici e della registrazione di diversi eventi meteorologici e idrologici già diversi, tra cui ondate di calore, inondazioni o siccità.

Tuttavia, la relazione causale diretta è quasi impossibile da stabilire in un sistema complesso come il sistema climatico perché le interazioni e le risposte quasi cancellano quelli che sembrano essere collegamenti causali.

Tuttavia, l'analisi statistica dei dati passati può aiutare fornendo la probabilità che si verifichino eventi particolari. Inoltre, gli scienziati possono eseguire esperimenti sul modello climatico che includono solo la variabilità naturale e quindi includono fattori artificiali, come i gas serra. Questi strumenti servono per evidenziare e distinguere i meccanismi dominanti responsabili di particolari caratteristiche della circolazione dell'aria.

Queste simulazioni del modello climatico mostrano che gli schemi di circolazione estremi e persistenti che hanno causato siccità sulla costa occidentale in questo secolo sono dovuti a forze esterne antropogeniche, non a cause naturali.

Ad esempio, nel caso della regione persistente di alta pressione - soprannominato il "cresta ridicolmente resistente“- la probabilità di un evento osservata in 2012-2013 è uno in ogni anno 420!

Gli studi suggeriscono che i cambiamenti climatici potrebbero dare origine a nuovo regime climatico, uno in cui gli anni di basse precipitazioni saranno accompagnati da condizioni di caldo, creando la summenzionata "siccità calda".

Questa previsione suggerisce una crescita rischio di siccità senza precedenti in California e negli Stati Uniti occidentali in generale, spinti principalmente da temperature più calde, riduzione del manto nevoso e umidità del suolo tardiva primaverile ed estiva, anche senza modelli di precipitazione significativamente più asciutti.

Tutto ciò significa che sostenere l'approvvigionamento idrico in alcune parti del sud-ovest rappresenterà una sfida quest'anno e in futuro.

Circa l'autore

Catherine Gautier è professoressa emerita di geografia all'Università della California, a Santa Barbara. Gli interessi di ricerca includono radiazioni globali e acqua, El Niño, nuvole, aerosol e clima, telerilevamento globale, educazione scientifica del sistema terrestre

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.