California gjennomgår en rekord-setting tørke som begynte i 2012, det verste i minst 1,200 år. Det kan ses på mange måter: De fleste ferskvannsreservoarene tørker opp, avlinger er visner i markene og grunnvannet er raskt depleterer.

Uansett hvilken definisjon som brukes for tørke, basert på meteorologiske, hydrologiske, landbruks- eller sosioøkonomiske referanser, viser alle indikatorene en ekstrem situasjon på grunn av spesielt varme og tørre forhold. I fjor hadde laveste nedbør i kalenderåret på rekord, som fører til akutt vannmangel, overtrengning av grunnvann for å erstatte det manglende regn, kritisk lav strømningstrøm og høy risiko for brannfare.

California og andre sørvestlige stater har lidd gjennom flerårige tørke i det siste, men hvordan regner klimaendringene med hva som skjer nå? Kan forskere skille effekten av stigende drivhusgassnivåer på den nåværende tørken fra andre faktorer? For å svare på disse spørsmålene må vi vurdere de meteorologiske kreftene som kjører Californias vær.

Øye på Stillehavet

Kaliforniens vinternedbør kommer vanligvis fra østreiser Nord-Stillehavet stormer, som styres av den sterke floden av vinden kjent som jet stream. År-til-år variasjoner i nedbør påvirkes av en rekke faktorer, inkludert El Niño syklus av oppvarming Stillehavet temperaturer samt langsiktige svingninger i klima som forårsaker naturlig variasjon i flere tiår eller hundrevis av år. Også på spill er normale kortsiktige endringer i atmosfæren og effekten av langsiktige klimaendringer.

Et vedvarende høytrykksmønster, med kallenavnet NOAA Tørke er forårsaket når det er en betydelig reduksjon i antall nedbørstrygende Stillehavet stormer for å nå vestkysten. De er blokkert av en region med vedvarende høyt atmosfærisk trykk, kalt et øvre nivå møne (se figur ovenfor). Denne høytrykshøyden styrer strålestrømmen mot et langt nordlig spor. Resultatet er at de fleste nedbørssystemer savner California, med noen av dem går så langt nord som British Columbia og Alaska.

I 2013 og 2014 var sjøoverflatetemperaturen i Nord-Stillehavet uvanlig høyt, som skapte betingelsene for en vedvarende høytrykksrygg og dermed tørrhet over California. I tillegg er redusert arktisk sjøis forbundet med varmere overflatetemperatur i Stillehavet og redusert regn og snøfall i den vestlige delen av USA fra nordoverskiftet i stormsporet.

Vedvarende høyt trykk forårsaker en nedstigende bevegelse av luft, kjent som tilbakeslag, noe som fører til mangel på skydekke og til slutt varmere temperaturer på land. Og med høyere overflatetemperaturer, tørker jordene da mer vann fordampes i luften.

Høyere temperaturer kombinert med noe redusert nedbør - noen ganger kalt "varme tørker" - spiller en avgjørende rolle for å redusere vanntilgjengelighet. I California faller nedbør i vinter i form av regn i stedet for snø i Sierra-fjellene på grunn av høye temperaturer Snøplagg er kritisk fordi det lagrer vann og gir det sakte. Tynnere snøpakk betyr mindre vann lagret på bakken for bruk om sommeren. Så selv en vanlig nedbørsmengde men fallet i form av regn betyr at mindre vann er tilgjengelig.

Klima fingeravtrykk?

California har opplevd vedvarende tørke i det siste. For eksempel, i den middelaldrende oppvarmingsperioden mellom 900 og 1330 AD, omfattende og vedvarende megatørking skjedde i vestlige Nord-Amerika. Paleoklimatiske studier som bruker proxy-poster som treringer, indikerer at alvorlige tørkeperioder skjedde i perioder med høyere temperaturer.

Størrelsen på underskuddet i nedbør fra skiftende atmosfæriske forhold i dagens tørke er ikke så uvanlig i forhold til tidligere observasjoner. Det er imidlertid også en bakgrunn av uvanlig høy temperatur i dag, som klart overskrider den middelalderlige oppvarmingsperioden.

Så dette er en dobbelt whammy for den hydrologiske balansen: mindre nedbør og mer fordampning og transpirasjon, eller fordampning av vann gjennom planter, på grunn av den varme luften.

Kjører tallene

Så den nåværende tørken reiser opp i det minste to spørsmål: For det første er denne tøylen fra 1900-tallet knyttet til menneskeskapte klimaendringer, og for det andre har langvarig oppvarming endret sannsynligheten for at nedbørsmangel vil gi ekstrem tørke i fremtiden?

Detektering og tilskrivning av observerte eller forventede effekter på menneskeskapte klimaendringer er ikke en enkel oppgave. Men det er noen støttende bevis fra forbedring av numeriske klimamodeller og rekorden av flere ulike meteorologiske og hydrologiske hendelser som allerede skjer, inkludert varmebølger, flom eller tørke.

Ikke desto mindre er direkte årsakssammenheng nesten umulig å etablere i et komplekst system som klimasystemet fordi samhandlinger og tilbakemeldinger ikke bare sletter det som ser ut til å være årsakssammenheng.

Likevel kan statistisk analyse av tidligere data hjelpe ved å gi sannsynligheten for forekomst av bestemte hendelser. Forskere kan også kjøre klimamodelleksperimenter som bare inkluderer naturlig variabilitet, og inkluderer også menneskeskapte faktorer, som drivhusgasser. Disse verktøyene tjener til å markere og skille mellom de dominerende mekanismene som er ansvarlige for bestemte luftcirkulasjonsegenskaper.

Disse simuleringene av klimamodeller viser at de ekstreme og vedvarende sirkulasjonsmønstrene som har forårsaket tørke på vestkysten i dette århundret skyldes menneskeskapte eksterne krefter, ikke naturlige årsaker.

For eksempel, i tilfelle av den vedvarende regionen med høyt trykk - kalt navnet "latterlig fjærende åsen"- sannsynligheten for en hendelse som observert i 2012-2013 er en i hvert 420 år!

Studier tyder på at klimaendringer kan gi opphav til a nytt klima regime, en der årene med lav nedbør vil bli ledsaget av varme forhold, skape den ovennevnte "varme tørke".

Denne prognosen antyder en økning risiko for enestående tørke i California, og vestlige USA generelt, drevet hovedsakelig av varmere temperatur, redusert snøpakk og sen vår og sommer jordfuktighet, selv uten betydelig tørrere nedbørsmønstre.

Alt dette betyr at opprettholde vannforsyninger i deler av sørvest blir en utfordring i år - og i fremtiden.

Om forfatteren

Catherine Gautier er professor Emerita of Geography ved University of California, Santa Barbara. Forskningsinteresser inkluderer Global Radiation and Water, El Niño, Clouds, Aerosol and Climate, Global Remote Sensing, Earth Systems Science Education

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.