Автор: Глен Макдональд

Источник: Yale Environment 360

Небывалая засуха в Калифорнии не является преимущественно результатом выпадения малого количества атмосферных осадков. Три фактора – повышение температуры, истощение запасов грунтовых вод и сокращение объема реки Колорадо – способствовали тому, что самый населенный штат Америки будет переживать десятилетия дефицита воды, к которому ему нужно будет адаптироваться.

Нынешняя засуха, обрушившаяся на Калифорнию, действительно, является исторической, но не вследствие низкой суммы атмосферных осадков. На деле, если рассматривать общее количество осадков и весенний снежный покров, по метеоданным прошлого века последние три года не являются рекордными. Аналогично, исследования палеоклимата показывают, что текущая засуха не относится к числу исключительных, учитывая природные колебания осадков за последние семь столетий. Также нельзя с уверенностью сказать, что эта засуха имеет явный след изменения климата в результате повышения эмиссии парниковых газов, поскольку низкие величины осадков не выходят за границы природной изменчивости.

Не смотря на все это, также очевидно, что эта засуха исключительна и должна рассматриваться как переломный момент в истории. Действительно, Калифорния вступает на новую, и даже неприятную территории по трем причинам: усиливающаяся жара, вызванная повышением испарения; непрерывное истощение запасов подземных вод; растущий дефицит воды на реке Колорадо, основного внешнего источника воды для Южной Калифорнии.

Десять лет назад я впервые написал о Калифорнии и «идеальной засухе». Теперь, если не будут предприняты решительные действия по преодолению усиливающегося водного кризиса, Калифорния может столкнуться с будущим, в котором идеальные засухи будут непрерывно повторяться.

Во-первых, это жара. Хотя современный дефицит атмосферных осадков не может быть отнесен к глобальному изменению климата, за счет него можно отнести рекордные высокие температуры 2014 года. Эти повышенные температуры ведут к увеличению испарения с поверхности водоемов и усиливают требования на оросительную воду. Широко используемый показатель интенсивности засухи по Палмеру включает в себя как температуру, так и осадки и показывает, что показатели 2014 года были намного выше нормы. Это сочетание малого количества осадков с высокими потерями на испарение еще больше разжигает текущий кризис.

Климатические модели дают противоречивые данные по возможным изменениям атмосферных осадков в Калифорнии в 21 веке. В будущем, вполне может не быть существенного повышения или понижения в среднегодовом количестве осадков. Однако результаты моделей сходятся в том, что температура воздуха будет продолжать повышаться. В результате спрос на воду с учетом потерь на испарение значительно увеличится. Есть также некоторые данные, что продолжительность и интенсивность засухи увеличатся в конце 21 века. Что касается высоких температур и сохранения экстремальных условий, текущую засуху можно вполне считать предвестником засухи в будущем.

Во-вторых, интенсивное использование подземных вод было важным механизмом преодоления засухи в Калифорнии в прошлом. Однако ресурсы подземных вод штата демонстрируют явные признаки нестабильности. За последние 150 лет отвод грунтовых вод для сельскохозяйственных и бытовых целей привел к понижению уровней грунтовых вод, в некоторых случаях на 100 и более футов, а глубоко лежащие подземные водоносные горизонты ушли еще глубже в некоторых частях долины Сан-Хоакин, одного из наиболее продуктивных сельскохозяйственных регионов мира. В некоторых местах произошло оседание земли на более чем 20 футов. Нынешняя засуха приводит к повышению спроса на подземные воды в таких регионах, как долина Сан-Хоакин, где в 2013 году было выдано более 2400 разрешений на бурение скважин.

Анализ этих тенденций и новые данные по запасам подземных вод, собранные спутником НАСА Грейс, позволили гидрологу Джею Фамиглиети предположить, что исчезновение запасов подземных вод в долине Сан-Хоакин может произойти через десятилетия. В 2014 году более 1400 случаев проблем бытового водоснабжения были связаны с подземными водами, как зафиксировано в Калифорнии, причем более половины из них относится к долине Сан-Хоакин. Позже в этом веке прогнозируется, что долина Сан-Хоакин столкнется с высокой степенью потепления и это сильно увеличит требования сельского хозяйства на воду в этом регионе. Стратегия смягчения воздействия засухи через использование подземных вод на территории штата достигла своего предела.

В-третьих, река Колорадо. Эта река является единственным крупным источником воды для Южной Калифорнии, а ее питание осуществляется, главным образом, за счет осадков из отдаленных источников в Вайоминге, Юте и Колорадо. Воды Колорадо позволяют снижать воздействие местной засухи. Ежегодно 16,5 млн. акрофутов^[1] речной воды распределяется между штатами бассейна Колорадо и Мексикой. Калифорния получала самую большую долю водных ресурсов реки, примерно 4,4 млн. акрофутов в год. Кроме того, до 2004 года Калифорния могла выставлять требования на дополнительные «излишки» воды, которые в целом в год могли составлять 1 млн. акрофутов или даже больше.

Однако теперь с этим потенциальным источником уменьшения последствий засухи связано несколько проблем. Исходное вододеление 15 млн. акрофутов было составлено в 20-е годы прошлого века на основе оценки ежегодного стока воды в 17 млн. акрофутов. Однако по истечении 20 века среднемноголетний сток река составил только 15 млн. акрофутов. Таким образом, имеет место систематическое излишнее распределение воды, а в 2003 году Калифорния согласилась на снижение своей доли вододеления до не более чем 4,4 млн. акрофутов.

Как и большая часть юго-запада, в начале 21 века бассейн реки Колорадо также сталкивается с жаркими и засушливыми условиями. Сток реки Колорадо уменьшился, а запасы воды в ее массивной системе водохранилищ резко сократились. Озеро Мид – крупнейшее водохранилище США – теперь имеет 37% от своей максимальной емкости.

Бюро мелиорации США недавно сделало прогноз, что к январю 2017 года уровень поверхности в озере Мид упадет ниже 1 075 футов н.у.м. Это приведет к объявлению дефицита воды на федеральном уровне и уменьшению доли вододеления для Невады на 4,3%, а для Аризоны на 11,4%. Хотя доля Калифорнии не будет урезана с учетом ее преимущественных прав, возможно, будет иметь место политическое и общественное давление на Калифорнию в связи с этими ее правами. За всю историю озера Мид и управления рекой Колорадо дефицит воды никогда не объявлялся.

По оценкам недавнего исследования, проведенного Бюро мелиорации, одно только будущее потепление климата приведет к 10% увеличению испарения с поверхности озера Мид в 21 веке. Так же, как и в случае с подземными водами Калифорнии, река Колорадо уже чрезмерно зарегулирована и ее возможности для смягчения последствий засухи будут снижаться по мере потепления климата.

Десять лет назад я и мои коллеги описали эту ситуацию как «идеальную засуху», которая воздействует на локальные атмосферные осадки в Южной Калифорнии, дополнительный приток воды из Северной Калифорнии и приток извне из реки Колорадо на периоды времени, превышающие один-два года. То, с чем мы сталкиваемся сегодня, действительно является идеальной засухой, но есть еще кое-что, что стоит за этим. Мы рассматривали явления идеальной засухи в Южной Калифорнии как дискретные события. Хотя явления гидрологической засухи действительно являются дискретными событиями и нынешняя засуха рано или поздно закончится, это засуха должна обратить наше внимание на тот факт, что условия, в которых эти явления засухи возникают, изменились. Повышающаяся температура из года в год будет увеличивать спрос на воду, особенно в сельском хозяйстве, которое потребляет около 80% воды, поступающей в штат. Из-за постоянно растущей интенсивности испарения, каждая будущая засуха будет иметь более глубокое воздействие, чем предыдущая.

Так что следует делать? На бытовом уровне мы можем продолжать менять наше землепользование с переходом от влаголюбивых растений к повышенному использованию менее влаголюбивых местных растений. На муниципальном уровне мы можем расширять использование оборотных вод и опреснения, что, вероятно, приведет к более высокой стоимости воды. Сбор ливневых вод также поможет на бытовом и городском уровне.

Однако большая часть мер относится к сельскому хозяйству. Во многих случаях экономные технологии полива уже внедрены. Теперь необходимо принять тяжелое решение о том, какие культуры лучше выращивать в условиях дефицита воды. Эти варианты поднимают серьезные вопросы экономической и экологической справедливости в сельских районах и продовольственной безопасности. Можно выиграть от дополнительной инфраструктуры для перехвата, хранения и распределения воды. Однако в некоторых случаях эти инфраструктурные стратегии появляются на фоне серьезных экологических соображений или конкурирующих интересов, например, как конфликт в дельте Сакраменто между требованиями на воду долины Сан-Хоакин и Южной Калифорнии против прав на воду местных фермеров и охраны исчезающих видов рыб.

Неважно, что мы решим делать. Мы больше не сможем, как в прошлом, полагаться на подземные воды или подачу воды из внешних источников. Если уровень озера Мид упадет ниже турбинного водозабора и самых нижних водовыпусков плотины Гувера на отметке 895 футов – как прогнозируют некоторые – тот факт, что у Калифорнии есть преимущественные права на воду, уже не будет иметь никакого значения. В отношении подземных вод мы столкнемся с сельскохозяйственной катастрофой, если в действительности произойдет истощение запасов воды в подземных водоносных горизонтах Сан-Хоакина и других частей штата.

Необходимо взглянуть на ситуацию сегодня с позиции засухи завтрашнего дня – заглянуть в гидрологическое будущее Калифорнии и Запада. Несомненно, мы будем свидетелями аналогичных явлений климатологической засухи на протяжении следующего столетия. Вопрос состоит в том, будем ли мы дальновидны, чтобы извлечь уроки из текущей засухи, и иметь желание осуществить изменения в инфраструктуре, политики и общественном отношении, которые будут необходимы для преодоления подобной ситуации в будущем? Будет ли следующая зима вновь засушливой или будут идти сильные ливни, гидрологические часы идут вперед во все более сложном 21-м веке. Пришло время незамедлительно заняться решением наших долговременных водных вызовов.

^[1] Один акрофут равен 43 560 куб. футам (приблизительно 1233,482 м³).