مدرنیزه در باغبانی

یک متخصص نگاه دقیق‌تری به این می‌کند که چگونه تغییرات آب و هوایی و منابع محدود منابع آب و کشاورزی این ایالت را در معرض خطر بیشتری قرار می‌دهند.

کالیفرنیا در حال آماده شدن برای سومین سال متوالی خشکسالی است و مقامات در حال تشدید محدودیت‌های مصرف آب به سطوحی هستند که هرگز در اوایل سال آبی مشاهده نشده است. اکثر مخازن آب این ایالت بسیار کمتر از حد متوسط هستند و تعدادی از آنها کمتر از یک سوم ظرفیت خود را دارند. چشم انداز بارش باران و برف در زمستان امسال، زمانی که بیشتر بارندگی سالانه ایالت می‌رسد، امیدوارکننده نیست.

چشم انداز سیرا نوادا، زنجیره کوه‌های طولانی که از بخش شرقی ایالت می‌گذرد، به خصوص نگران کننده است. شهرهای کالیفرنیا و مزارع آن - که بیش از یک سوم سبزیجات این کشور و دو سوم میوه و آجیل آن رشد می‌کنند - برای تامین آب به رواناب‌های برف کوهستانی متکی هستند.

من به عنوان یک مهندس، بیش از 30 سال آب و آب و هوای کالیفرنیا را مطالعه کرده ام. نگاهی دقیق تر به منابع آبی کالیفرنیا نشان می‌دهد که چگونه تغییرات آب و هوایی تامین آب و کشاورزی این ایالت را در معرض خطر بیشتری قرار می‌دهد.

جایی که کالیفرنیا آب خود را تامین می‌کند

در سرتاسر ایالت، کالیفرنیا به طور متوسط حدود دو فوت در سال بارندگی دارد، یعنی حدود دو سوم میانگین جهانی، که به کل ایالت آب و هوایی نیمه خشک می‌دهد.

اکثر باران و برف کالیفرنیا در کوهستان‌ها می‌بارد، عمدتاً در زمستان و بهار. اما کشاورزی و شهرهای ساحلی برای عبور از تابستان‌های خشک به این آب نیاز دارند. برای رساندن آب به خشکی کالیفرنیای جنوبی و کمک به کنترل سیل در شمال، کالیفرنیا در طول قرن گذشته یک سیستم سراسری از مخازن، تونل‌ها و کانال‌هایی ایجاد کرد که آب را از کوه‌ها می‌آورد. بزرگترین این پروژه‌ها، پروژه آب دولتی، آب را از شمال سیرا با بارش بیشتر به نیمه جنوبی ایالت می‌رساند.

برای ردیابی جایی که آب می‌رود، مفید است که حجم آن را بر حسب فوت جریب نگاه کنید. مساحت کالیفرنیا حدود 100 میلیون هکتار است، بنابراین با دو فوت در سال، میانگین بارندگی سالانه آن حدود 200 میلیون جریب فوت است.

از این 200، به طور متوسط تنها حدود 80 میلیون فوت جریب در پایین دست است. بیشتر آب از طریق تبخیر و تعرق توسط گیاهان و درختان جنگل‌های سیرا نوادا یا ساحل شمالی به جو باز می‌گردد. از 80 میلیون آکر فوتی که جاری می‌شود، حدود نیمی از آن در محیط آبی مانند رودخانه‌هایی که به اقیانوس می‌ریزند، باقی می‌مانند. که حدود 41 میلیون هکتار برای استفاده در پایین دست باقی می‌ماند. حدود 80 درصد آن برای کشاورزی و 20 درصد برای مصارف شهری است.

در سال‌های مرطوب، ممکن است بیش از 80 میلیون جریب فوت آب در دسترس باشد، اما در سال‌های خشک، می‌تواند بسیار کمتر باشد.

به عنوان مثال، در سال 2020، بارندگی کالیفرنیا کمتر از دو سوم میانگین بود و پروژه آب ایالتی تنها پنج درصد از مقدار قرارداد را تحویل داد. دیگر سیستم‌های قنات اصلی این ایالت که آب را در سراسر ایالت جابه‌جا می‌کنند نیز منابع خود را به شدت کاهش دادند.

سال آبی 2021 که در 30 سپتامبر به پایان رسید، یکی از سه سال آبی ثبت شده برای سیرا نوادا بود. میزان بارندگی حدود 44 درصد میانگین بود. با بارندگی محدود از دسامبر 2021 و خشکسالی شدید ایالت، پروژه آب دولتی تخصیص اولیه خود را برای آژانس‌های آب به صفر درصد برای سال 2022 کاهش داد، و مقادیر کمی هنوز برای نیازهای بهداشتی و ایمنی جریان دارد.

در حالی که در صورت وقوع طوفان‌های بیشتر در سه ماه آینده شرایط ممکن است بهبود یابد، چشم انداز رسمی سازمان ملی اقیانوسی و جوی نشان می‌دهد که احتمال بارش کمتر از حد نرمال بیشتر از حد نرمال است.

خشکسالی و آب و هوای گرم

دوره‌های خشک چند ساله، زمانی که میزان بارش سالانه کمتر از حد متوسط است، یکی از ویژگی‌های آب و هوای کالیفرنیا است، اما افزایش دمای کره زمین نیز بر آن تأثیر دارد.

در طول 1100 سال گذشته، حداقل یک دوره خشکی وجود داشته است که در هر قرن چهار سال یا بیشتر طول کشیده است. در 35 سال گذشته دو مورد وجود داشته است - 1987-92 و 2012-15. آب و هوای گرم‌تر تأثیر این دوره‌های خشک را تشدید می‌کند، زیرا خاک خشک‌تر و هوای خشک‌تر بر پوشش گیاهی طبیعی و محصولات زراعی تأثیر می‌گذارد.

افزایش دمای جهانی بر روان آب‌های سیرا نوادا تأثیر می‌گذارد که بیش از 60 درصد از منابع آب توسعه یافته کالیفرنیا را تأمین می‌کند.

بیش از 80 درصد رواناب در مرکز و جنوب سیرا نوادا از منطقه برفی می‌آید. در سیرا شمالی مرطوب تر اما کم ارتفاع تر، بارندگی بیش از یک سوم رواناب سالانه را تشکیل می‌دهد.

میانگین خط برف، ارتفاعی که بیشتر از آن برف است، از ارتفاع حدود 5000 فوت در شمال به 7000 فوت در جنوب می‌رسد. به طور متوسط، هر 1.8 درجه فارنهایت (1 سانتیگراد) گرم شدن می‌تواند خط برف را 500 فوت دیگر بالاتر ببرد و کل برف را کاهش دهد.

جابجایی از برف به باران و رواناب زودتر نیز به این معنی است که ظرفیت بیشتری در پشت سدهای موجود به کنترل سیل اختصاص داده می‌شود و ظرفیت ذخیره‌سازی فصلی آب را کاهش می‌دهد.

تحقیقات زیادی نشان داده است که اگر انتشار گازهای گلخانه‌ای کاهش نیابد، سیرا نوادا می‌تواند سال‌ها زمستان‌های کم تا بدون برف را برای سال‌ها در اواخر دهه 2040 شاهد باشد.

گرمایش همچنین تقاضای آب را از جنگل‌ها افزایش می‌دهد زیرا فصول رشد طولانی‌تر می‌شود و استرس خشکسالی منجر به مرگ و میر درختان و افزایش خطر آتش‌سوزی‌های شدید جنگلی می‌شود.

پایداری در آب و هوای گرم

ذخیره آب در امنیت آب کالیفرنیا نقش اساسی دارد.

جوامع و مزارع می‌توانند آب زیرزمینی بیشتری را هنگامی که ذخایر کم است پمپاژ کنند، اما ایالت بیش از آن چیزی است که در سال‌های مرطوب دوباره پر می‌شود، آب پمپاژ می‌کند. بخش‌هایی از ایالت متکی به آب رودخانه کلرادو است که سدهای آن چندین سال ذخیره آب را فراهم می‌کنند، اما حوضه فاقد رواناب برای پر کردن سدها است.

مخالفت عمومی ساخت سدهای جدید را دشوار کرده است، بنابراین استفاده بهتر از آب‌های زیرزمینی برای ذخیره سازی فصلی و چند ساله بسیار مهم است.

قانون مدیریت پایدار آب‌های زیرزمینی ایالت، سازمان‌های محلی را ملزم به توسعه طرح‌های پایداری می‌کند. این امیدواری ایجاد می‌کند که پمپاژ و دوباره پر کردن آب‌های زیرزمینی می‌تواند به تعادل برسد، به احتمال زیاد با رها کردن برخی از زمین‌های زراعی بدون کاشت. تغذیه آبخوان مدیریت شده در جنوب دلتای ساکرامنتو-سن خواکین به تدریج در حال گسترش است و کارهای بیشتری می‌توان انجام داد.

اگر دولت اقدامات بیشتری انجام ندهد، از جمله تاکتیک‌هایی مانند استفاده از فناوری نمک زدایی برای قابل استفاده کردن آب شور، مناطق شهری می‌توانند انتظار داشته باشند که کاهش 25 درصدی مصرف آب که در طول خشکسالی 2012-2015 اعمال شد، رایج تر و بالقوه حتی عمیق تر باشد.

منابع آب کالیفرنیا می‌تواند محیط زیست سالم، اقتصاد قوی و استفاده کشاورزی پایدار را فراهم کند. دستیابی به این امر مستلزم ارتقاء زیرساخت‌های طبیعی - جنگل‌های سرچشمه، دشت‌های سیلابی و تغذیه آب‌های زیرزمینی در مناطق کشاورزی - و زیرساخت‌های ساخته شده مانند کانال‌ها، سرریزها و سیلاب‌ها است. اطلاعات موجود است؛ مقامات اکنون باید پیگیری کنند. گفتگو

راجر بیلز استاد برجسته مهندسی و یکی از اعضای هیئت علمی مؤسس در UC Merced است و بیش از 30 سال است که در تحقیقات مرتبط با آب و اقلیم فعال بوده است.