Udbredt tørke påvirker det sydlige Californiens vandkilder seks gange i århundredet

Alvorlige tørkeperioder fandt sted samtidigt i de regioner, der leverer vand til det sydlige Californien næsten seks gange pr. århundrede i gennemsnit siden 1500, ifølge ny University of Arizona-ledet forskning.

Undersøgelsen er den første til at dokumentere varigheden og hyppigheden af ​​samtidige tørkeperioder i det sydlige Californiens vigtigste vandkilder - Sacramento River-bassinet, Upper Colorado River Basin og lokale bassiner i det sydlige Californien.

Rapporten fremhæver, hvad en tidligere forsker kaldte "perfekte tørker" - når nedbøren eller strømningen i alle tre vandkilder falder under medianen i to eller flere år. Den seneste perfekte tørke varede fra 2012 til 2015.

Samtidige tørker, der varer flere år i alle tre vandkilder i det sydlige Californien, udgør "den mest alvorlige udfordring for vandforvaltning, " skriver forfatterne i Journal of American Water Resources Association .

Forskerne brugte træernes årlige vækstringe til at rekonstruere klimahistorien for de tre vandkilder tilbage til år 1126. For perioden 1906 til 2017 mængden af ​​årlig nedbør og strømning blev registreret af instrumenter.

"Sådan en rekonstruktion af vandforsyningen til det sydlige Californien er ikke blevet udført før, " sagde førsteforfatter Connie Woodhouse, en professor på Skolen for Geografi og Udvikling.

California Department of Water Resources, eller CADWR, ønskede at kende den tidligere hyppighed og varighed af alvorlig tørke i de største kilder til det sydlige Californiens vandforsyning og finansierede undersøgelsen.

Holdet fandt, at perfekte tørkeperioder ikke var usædvanlige og var jævnt fordelt i tid siden omkring 1400, med omkring fem til seks sådanne tørkeperioder pr. 100 år, sagde Woodhouse. Mere alvorlige og længerevarende tørker fandt sted i det varmere 11. og 12. århundrede.

"California Department of Water Resources har en lang historie som en vandressourceafdeling med at bruge paleodata til at hjælpe sin forståelse af tørke, " sagde medforfatter David Meko, en forskningsprofessor i dendrokronologi i Laboratory of Tree-Ring Research.

Woodhouse og Mekos medforfatter er Erica Bigio, som var medlem af forskerholdet, mens han var på University of Arizona og nu er underviser ved University of Nevada, Reno.

Forskerne testede også, om specifikke oceaniske eller atmosfæriske cirkulationsmønstre kunne forbindes med forekomsten af ​​perfekte tørkeperioder. Det eneste mønster, de fandt, var, at perfekte tørker faldt sammen med højtryk ud for den nordvestlige Stillehavskyst, der skubber stormspor nord for alle tre vandkilder.

Holdets papir, "En lang udsigt over det sydlige Californiens vandforsyning:Perfekt tørke genbesøgt, " er planlagt til offentliggørelse XXXX DATE i Journal of the American Water Resources Association.

Woodhouse og Meko har tidligere undersøgt tørke i Sacramento River Basin og Colorado River Basin for CADWR ved hjælp af træringe til at rekonstruere strømningsmønstre tilbage til det 10. århundrede eller tidligere. Agenturet bad holdet om at udvide tidligere undersøgelser til at omfatte vandkilder i det sydlige Californien.

Hver årlige vækstring af et træ afspejler vækstbetingelserne, herunder temperatur og nedbør, i løbet af det år. Ved at tage enten blyantstynde kerner fra levende træer eller tværsnit af døde træer, videnskabsmænd sammensætter mønstrene af årringe for at afsløre vækstbetingelser, der går århundreder tilbage. Klimaoplysningerne i træringe afspejler også variationer i strømning, gør det muligt at udvikle rekonstruktioner af tidligere strømninger.

Grundvand er en af ​​vandkilderne i det sydlige Californien. Der er ikke nok historiske instrumentelle registreringer af grundvandsregistreringer til at udvikle en genopbygning, der går århundreder tilbage, så holdet brugte nedbør som en proxy for grundvand.

For at bestemme tidligere nedbør for det sydlige Californien, der går 890 år tilbage, Bigio førte holdet med at indsamle yderligere træring-rekorder fra bjergkæder, herunder San Bernardino, San Gabriel og San Jacinto bjergene.

Holdet tjekkede også, om perfekte tørkeperioder faldt sammen med specifikke atmosfæriske eller oceaniske forhold, hvilket var en ny tilgang, sagde Meko.

"Californiens afdeling for vandressourcer ønskede denne langsigtede information til at hjælpe med planlægningen, " sagde han. "Det bredere spørgsmål er, hvad der forårsager disse samtidige tørker i disse forskellige bassiner."

Forskerne fandt, at ingen atmosfærisk eller oceanisk cirkulationsmønster, såsom El Niño, svarede til alvorlig tørke i alle tre bassiner.

Holdet fandt ud af, at der opstod perfekte tørkeperioder i det sydlige Californien, da stormsporene skiftede nordpå. Woodhouse sagde, at flere forskellige atmosfæriske cirkulationsmønstre kan forårsage dette skift.

Længere og mere alvorlige tørkeperioder i alle tre bassiner fandt sted i det 11. og 12. århundrede, en periode, hvor klimaet var varmere, hun sagde.

"Vi havde en ni-årig perfekt tørke og en syv-årig perfekt tørke - og de var stort set vestlige, " sagde Woodhouse.

Forskerne skriver afslutningsvis, at i betragtning af de forventede ændringer i vandtilgængeligheden på grund af opvarmning, "perfekte tørkeperioder som 2012-2015 kan blive mere og mere almindelige, med mulighed for, at der kan ske endnu længere begivenheder."