気候変動により、五大湖の高位水位と低位水位の間で急激な変化が生じています

気候変動により、五大湖の高位水位と低位水位の間で急激な変化が生じています ミネソタ州ダルースへのスペリオル湖での波浪9月10、2014。 ランデンペダーソン, CC BY

北米五大湖には約が含まれています 世界の表面淡水の5分の1。 5月には、エリー湖とスーペリア湖で新しい最高水位記録が設定されました。 オンタリオ湖に広がる洪水 のために 3年ぶり。 これらの出来事は、北米中部の大部分にわたる持続的な降水量と激しい洪水と同時に起こります。

最近の2013と同様に、ほとんどの五大湖の水位は非常に低かった。 当時、何人かの専門家は、気候変動が、チャネルの浚渫や水の迂回などの他の人間の行動とともに、水位を 衰退し続ける。 このシナリオは深刻な懸念を引き起こしました。 30百万人以上 五大湖流域内に住み、その多くは飲料水、産業用、商業用輸送、レクリエーションのために湖に直接依存しています。

しかし、2014以降、この問題は少なすぎず、水が多すぎたのです。 水位の高さは、海岸線の侵食、物的損害、家族の移動、春の作物の植え付けの遅れなど、この地域にも同様に多くの課題を投げかけています。 ニューヨーク州知事Andrew Cuomo 緊急事態を宣言した を求めながらオンタリオ湖周辺の洪水に対応して 気候変動を考慮したより良い計画決定.

専門の研究者として 水文学 及び 気候科学我々は、五大湖における極端な最高水位と最低水位との間の急速な移行が「新たな常態」であると信じる。我々の見解は、地球規模の気候変動と地域的水循環の要素との相互作用に基づいている。 降水量の増加、高蒸発の繰り返し期間の脅威、および極端な寒気の吹出しなど、日常的なおよび異常な気候イベントの両方の組み合わせにより、この地域は未知の領域に置かれています。

気候変動により、五大湖の高位水位と低位水位の間で急激な変化が生じています スペリオル湖とエリー湖の最近の毎月の水位(黒い点)。 青いバーは各暦月の最高記録で、黒いバーは最低記録です。 明瞭さのため、5月の水位2019は赤いバーで表示されています。 画像は、国立海洋大気庁(NOAA)の五大湖環境研究所(GLERL)によって管理されているオンライン五大湖ダッシュボード(https://www.glerl.noaa.gov/data/dashboard/GLD.html)とミシガン大学五大湖研究協力研究所(CIGLR), BY-ND CC

湖の水収支を計算する

五大湖の現在の水位は記録を打ち立てています。 表面積で世界最大の淡水湖であるスペリオル湖は、5月に602.82フィートという記録を超え、6月に​​は新たな記録を樹立する準備が整いました。 表面積で世界で9番目に大きい湖であるエリー湖は、5月のその記録的な水位だけでなく、574.28フィートのその史上最高の毎月の水位記録を超えました、 6月以来立っている1986.

これらの極値は、 五大湖の水収支 - 湖の内外への水の移動。 湖の水位は、主に3つの要因の影響を受けて、時間の経過とともに変動します。湖の上の雨と降雪、湖の上の蒸発、および支流と川を通って周囲の土地から各湖に入る流出。 流出は、陸地への降雨、積雪および土壌水分の影響を直接受けます。

気候変動により、五大湖の高位水位と低位水位の間で急激な変化が生じています 25、2019、3月にここに示されている、毎年冬に五大湖周辺に蓄積する融雪からの流出は、湖の水収支の1つの要素です。 NASAの地球観測

これらの要因間の相互作用は、五大湖のそれぞれに貯留されている水の量を変化させます。 例えば、晩年の1990sでは、Lakes SuperiorとMichigan-Huronの地表水温 およそ2°C上昇した。 水は暖かくなるとより急速に蒸発し、この間の蒸発速度は年間の平均レベルの30%近くでした。 ミシガン湖 - ヒューロン湖の水位は 史上最低レベル.

それから2014で中西部は広くと呼ばれる異常な冷気の大発生を経験しました 「極渦」 湖は凍り、蒸発速度は低下した。 結果として、 水位が急上昇.

ほぼ同時に、降水量が増加していました。 2017オンタリオ湖の洪水は、オンタリオ湖とセントローレンス川流域での春の極端な陸地降雨に続きました。 2019洪水が続きます 歴史上最も湿った米国の冬.

これらの傾向は水位にとって何を意味するのでしょうか。 現在の記録的な高値の始まりに加えて、エリー湖の水位は 春の初めに上昇し、秋の初めに減少する。 もっと雪が降ることも多い。 雪は、気温の上昇と短い冬に対応して早く溶けています。 結果として生じる流出はそれから大きな春の雨で2019のように年に増幅されます。 この組み合わせの水文学的事象の正味の影響は、エリー湖の現在の水位がこの時期の通常の水位よりはるかに高いということです。

気候変動の役割

五大湖の水位は過去に変化してきました、それでは、気候変動が現在起こっている変化の要因であるかどうかをどうやって知るのですか?

冬と春の降水量の増加は、温暖化雰囲気がより多くの水蒸気を輸送できるという事実と一致しています。 水を蒸気から液体や氷に変換するとエネルギーが放出されます。 その結果、大気中の水分が増加すると、極端な場合には降水量が増加します。 つまり、天気パターンが濡れているとき、それらは非常に濡れています。

ニューヨーク州オンタリオ湖の湖岸沿いの洪水、5月28、2019。

融雪と流出の季節サイクルの変化は、春が気候変動の早い時期に来ているという事実と一致しています。 気候モデルは、この傾向が続くことを予測しています。 同様に、湖の温度が上がると蒸発量が増加します。 気象パターンが乾燥しているとき、これはより低い湖のレベルを作り出す。

乾湿期間は、エルニーニョなどの地球規模のプロセスに関連する暴風雨の影響を受けます。 同様に 寒気の発生 に関連している 北極振動 そして極ジェット流の関連シフト。 これらのグローバルパターンはしばしば 五大湖天気への間接的な影響。 地球が温まるにつれてこれらの関係がどのように変わるかは不確実です。

より良い予測のためのツール

五大湖と中西部北西部を横切る気象と水の供給状況の急激な変化は、すでに水管理政策、技術基盤、そして人間の行動に挑戦しています。 私たちは五大湖での温暖化の影響を疑いなく観察していますが、まだ多くの疑問が答えられていません。

気候変動により、五大湖の高位水位と低位水位の間で急激な変化が生じています 五大湖州のほとんどの土壌は非常に湿っています。 たとえば、99thパーセンタイルゾーンでは、土壌水分は全履歴記録の98%より高くなります。 NOAA(https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Soilmst_Monitoring/US/Soilmst/Soilmst.shtml#)

五大湖は、総称して 重要な水資源。 政府機関や天気予報官は、将来の気候条件が五大湖の水収支や水位にどのように影響するかを評価する新しいツールと、状況の変化をとらえるより短期間の予測を必要としています。

雪や土壌の水分マップからの情報を季節ごとの給水量予測に取り入れるなどの革新的な手法は、水収支に何が起こっているのかを全体像として把握するのに役立ちます。 さらに重要なのは、五大湖周辺の過去の状況が将来につながる意思決定の信頼できる基盤ではないということです。会話

著者について

Drew Gronewold、環境と持続可能性の准教授、 ミシガン大学 Richard B(Ricky)Rood、気候・宇宙科学・工学教授 ミシガン大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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