La méga-sécheresse du bassin du fleuve Colorado est causée par une énorme chute de 86% du ruissellement de la fonte des neiges.

28 juillet 2023 fonctionnalité

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par Hannah Bird, Phys.org

Le bassin du fleuve Colorado fournit de l'eau douce à plus de 40 millions de personnes dans le sud-ouest semi-aride des États-Unis, y compris dans des grandes villes telles que Las Vegas et Los Angeles. Cependant, entre 2000 et 2021, le bassin a connu une mégasécheresse (une sécheresse sévère durant plusieurs décennies) que les chercheurs ont suggéré ne se serait probablement pas produite sans le changement climatique d'origine anthropique. En particulier, en 2020 et 2021, le bassin du fleuve a enregistré la période de 20 mois la plus sèche depuis 1895 et le débit le plus bas depuis 1906. 

Le Dr Benjamin Bass et ses collègues de l'Université de Californie ont cherché à identifier comment les précipitations et l'écoulement dans le bassin ont changé depuis les années 1880, en parallèle avec une augmentation de 1,5°C de la température sur la même période. Une nouvelle étude, publiée dans Water Resources Research, a identifié une baisse de 10,3% de l'écoulement dans le bassin résultant directement du réchauffement d'origine anthropique et des changements de végétation dans le paysage, ce qui signifie que les ressources en eau disponibles pour soutenir la population locale ont diminué de 2,1 km3.

De plus, les scientifiques ont constaté que les régions de neige étaient considérablement impactées par l'aridification, exacerbant la baisse de l'écoulement de deux fois celle des zones voisines. Bien que les régions de neige ne représentent que 30% du bassin de drainage du fleuve Colorado, l'aridification a entraîné une baisse de 86% de l'écoulement (perdant 1,2 km3 d'eau par °C de réchauffement).

Cela risque de s'aggraver en raison de la rétroaction albedo, par laquelle la diminution de la neige réduit la surface enneigée plus claire qui réfléchit la chaleur provenant de l'insolation solaire, exposant ainsi davantage de terres à l'absorption de chaleur et augmentant finalement la température, ce qui provoque une fonte plus importante de la neige, et ainsi de suite.

En utilisant des modèles climatiques mondiaux et des données historiques, les chercheurs ont effectué des simulations pour évaluer les tendances de l'écoulement avec les changements anthropiques, ainsi que pour prédire les scénarios si l'influence humaine était retirée. Ils ont constaté que l'écoulement du bassin de drainage avait diminué de 1,2 km3 depuis 1954, mais ils suggèrent que l'écoulement aurait en réalité augmenté de 0,9 km3 si l'influence du réchauffement climatique global et de la hausse du CO2 n'avait pas eu lieu.

On estime que la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique était de 285 ppm (parties par million) en 1880, contre 313 ppm en 1950 et 416 ppm en 2021. C'est l'influence de l'augmentation du CO2 et du changement climatique qui montre une tendance claire à la baisse de l'écoulement, augmentant depuis les années 1980.

La végétation joue également un rôle important dans le drainage du bassin fluvial en contrebalançant l'écoulement. Les chercheurs décrivent comment les niveaux élevés de CO2 provoquent la fermeture des stomates (pores d'échange gazeux) sur la face inférieure des feuilles, réduisant ainsi la transpiration (libération de vapeur d'eau par les stomates). Cependant, les températures élevées entraînent une augmentation des taux d'évaporation depuis la surface des feuilles, et ce processus l'emporte sur toute efficacité des ressources en eau liée à la transpiration, entraînant une perte nette d'eau pour les plantes. Dans l'ensemble, la végétation contribue à compenser les pertes d'écoulement de 15%, bien que le degré d'efficacité dépende du type et de la couverture végétale dans le bassin.

La mégasécheresse depuis 2000 a connu une augmentation de température de 0,48°C et une réduction de précipitations de 3,1% par rapport à la moyenne climatique, tandis que son aggravation de fin 2021 à début 2022 a coïncidé avec des températures élevées de 0,83°C (8,6% plus élevées que la moyenne climatique), ainsi qu'une diminution des précipitations de 23,9% et de l'écoulement de 38,6% respectivement.

Cela a entraîné une baisse totale de l'écoulement pour la mégasécheresse de 40,1 km3, et de 3 km3 pour l'événement récent de 2020 à 2021, avec l'Arizona, le Nevada et le Mexique étant déclarés en pénurie d'eau en 2021 et leur allocation d'eau douce ayant été réduite de 0,756 km3. En comparaison, cette pénurie d'eau est supérieure à la taille du lac Mead au Nevada, le plus grand réservoir des États-Unis en termes de capacité.

Étant donné que l'écoulement annuel moyen du bassin du fleuve Colorado est de 21,2 km3, la perte d'environ 10% de son volume au cours des 140 dernières années est significative. Comme les niveaux de CO2 et les températures devraient augmenter à l'avenir, le rythme de la perte d'eau pourrait s'accélérer, ce qui pose des conséquences pour les millions de personnes qui dépendent de ses eaux chaque jour.

Journal information: Water Resources Research

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