(⊙_⊙) 每天一篇全球人文與地理 NO.1958-美國超級大旱 作者:斯文的樊學長 製圖:孫綠 / 校稿:辜漢膺 / 編輯:孫綠 荒漠、沙塵、熱浪是西部片中的常見元素。 男主角臉上的汗水與泥垢也成為襯托男子氣概的標誌,這一切元素都為觀眾留下了美國西部乾旱且燥熱的印象。 沒洗澡不許進屋 (圖:《荒野大鏢客》)▼ 其實美國西部面積廣大,地形多樣,溫帶大陸性氣候、高原山地氣候、熱帶沙漠氣候、地中海氣候和溫帶海洋性氣候都有廣泛分佈,並不能一概而論。 從東到西,“黃色的西部近乎佔據一半美國本土 但其中也遍佈綠洲、河谷、雪山,多種氣候並存 (底圖:shutterstock)▼ 然而,自今年入夏以來,美國西部地區氣溫較以往更高,出現了廣泛的,普遍性的乾旱。 乾旱範圍涵蓋上述的各大氣候區,影響到數千萬人的用水安全。 這顯示出一個非常嚴峻的現實問題,美國的西部地區正在變得越來越乾旱。 而且這場旱災遠不只是當前這幾天 幾乎已經註定會延續整個夏天(也是美國西部的旱季) (圖:NOAA)▼ 愈演愈烈的旱災 乾旱最直接的原因顯然是降水減少。 在過去的一年裡,美國西部遭遇極端高溫,降雨和降雪都不多。 這也就意味著,能留給今年夏天預防旱災的水資源“存貨”並不多。 美國西部地區以落基山脈為界線,以西的地區降水主要依靠西風從太平洋帶來溼潤氣流。 以東的地區降水主要依靠西南季風。 美國西部這11個州在降水方面可以劃分為多組 亞利桑那和新墨西哥雖然深處內陸 但也會受到墨西哥灣的季風影響 (西南季風也會影響加利福尼亞部分地區)▼ 所謂西南季風,指的是夏季時。 美國西南部氣溫較高,氣壓較低。 而墨西哥灣海水上空的溫度較低,氣壓較高。 氣壓差形成水平方向的風,墨西哥灣溼潤的熱氣團北上經過墨西哥進入美國西南部。 季風為亞利桑那州和新墨西哥州帶去了60%左右的降水,對於本就乾旱的西南地區來說至關重要。 季風帶來的降水在各月間差異較大 而亞利桑那和新墨西哥兩州 六月是最乾的月份,七八月降水則大幅增加 (圖:www.arizona.edu)▼ 進入夏季,這些已經經歷了將近一年降水偏少時期的地區,還要熬過最乾旱的6月,才能等來季風。 然而今年初,美國西南部出現一個巨大的高壓脊,它過於強大,也過於靠南,如同穹窿一樣籠罩在這一地區,讓西風和季風無法順利到達,季風減弱、推遲也未可知。 受其影響的地區會升溫5℃到12.5℃,從而導致全美國八分之一的人口被熱浪席捲。 正式由於海陸熱力差異帶來的壓力差 才有季風和降水 如果這一道高壓持續到七月,旱災將會繼續惡化 (底圖:shutterstock)▼ 高壓脊導致美國西部和南部的大部分地區高於32.2℃,中部的南達科他州、內布拉斯加州、科羅拉多州、堪薩斯州,以及西部南部的亞利桑那州、內華達州、加州和猶他州的部分地區溫度甚至高於37℃。 整個美國西部地區都在面臨氣溫過高、降水減少的問題,猶他州錫達城今年夏天的降雨量僅為 1.27毫米,是美國有記錄以來最乾旱的地區。 2021年6月15日美國國內乾旱狀況 這一狀況其實是從去年到今年持續乾旱的結果 什麼時候才能下雨呢 (參考:NOAA)▼ 這次高溫不但影響範圍廣,而且持續時間長。 高溫意味著蒸發量的增加,也意味著美國人民需要喝更多水、洗更多澡、填滿更多泳池,為了保證農作物存活澆更多水,地表水水位會出現更加明顯的下降。 乾旱地帶的美式生活,人均費水不知幾何 但畢竟地廣人稀,可以維持,但如今也開始捉襟見肘 (亞利桑那州人口700萬,墨西哥州人口200萬) (圖:google map)▼ 猶他州、科羅拉多州、內華達州和新墨西哥州超過 93%的土地處於乾旱狀態。 其中猶他州69%;科羅拉多州61%的土地處於嚴重乾旱狀態。 上述大部分地區在 2019 年同期沒有乾旱跡象。 旱情最嚴重的幾個州 (參考:NOAA)▼ 嚴重乾旱意味著作物發育不良、牧場減產、沙塵暴多發、井水水位下降、野火數量激增。 其實今年截止五月初,加州就已經發生了1700餘起山火,是近五年同期平均資料的兩倍以上。 而近五年,加州山火其實已經異常增多,達到了經常佔據新聞頭版的地步。 每年幾乎從不遲到的山火,今年恐怕會更嚴重 如果旱情再持續兩個月,8-10月份會看到很多火災新聞 (2017年10月的山火,圖:NASA)▼ 嚴重下降的水位 除了降雨,高山冰雪融水也是河流的重要水源。 冬季時降雪補充山中的積雪,夏季氣溫升高,積雪融化,形成地表水。 隨著氣候變化加速和冬季氣溫升高,降雪量將減少。 高海拔積雪作為緩解乾旱的天然水庫,得不到及時補充。 到夏季時,能起到的作用自然就越來越小。 雖然高度無法與喜馬拉雅山相比 但落基山脈仍分佈著眾多雪山,是西部大河的源泉 (17年1月的落基山脈) (圖:ESA/NASA)▼ 對於氣候整體上比較乾燥的美國西南部來說,科羅拉多河就是這片地區的母親河。 上個世紀這一流域興建了14座控制性水庫和32項灌溉工程,使該河在美國境內的水庫總庫容達740億立方米,約為美國境內年平均徑流量208億立方米的3.6倍。 科羅拉多河是美國西南部最重要的河流 其地位類似於塔里木河之於我國新疆▼ 這讓原本水資源並不充沛的科羅拉多河,具備了巨大的灌溉,發電潛能。 為了釋放這一潛能,美國西部每年支付將近10億美元的農業補貼,讓其周邊貧瘠的土地中出現依賴灌溉水源的田地。 依靠水庫的水源和電力,沙漠中出現了賭城拉斯維加斯這樣紙醉金迷的城市。 1984年與2009年的拉斯維加斯比較(向左滑動) 而隔壁的胡佛大壩相當於這座城市的母親 為其提供了源源不絕的水和電 (圖片:NASA)▼ 城市與農田又推高了科羅拉多河流域內的水資源使用需求,1996年實際用水量已達165億立方米,接近科羅拉多河年徑流量,隨著用水量進一步攀升,科羅拉多河出現被榨乾的跡象。 胡佛水壩,水位堪憂 (圖:shutterstock@J Gillispie)▼ 其實,科羅拉多河的流量在上個世紀就已經下降了20%,因為下降速度相對較為平緩,科羅拉多河的剩餘流量也足夠周邊居民使用,沒有影響到他們的生活。 所以雖然相關研究者對此高度警覺,卻沒有引起大眾的廣泛重視。 畢竟美國和墨西哥也不指望科羅拉多河有航運價值 兩國合力在入海前將其充分利用(吃幹榨盡) (底圖:shutterstock@kavram)▼ 進入新千年後。 氣候變化變得更加明顯,西部大量河流都出現了水位下降甚至乾涸的情況。 各大水利設施中最重要的,便是胡佛水壩修建後形成的米德水庫,這是美國最大的水庫,和附近的鮑威爾水庫一起,為周邊7個州和墨西哥北部的共計4000萬人供水。 米德水庫、胡佛大壩與拉斯維加斯 (圖:google map)▼ 2000年米德湖的水位曾到達370米的頂峰狀態,之後,米德湖的水位波動下降了42米,水量損失的程度達到了驚人的5.5萬億加侖。 相當於21年的時間裡,平均每天損失1000多個標準游泳池中的水。 隨著氣溫升高蒸發,還會加劇湖水的損失。 僅本週就有100 億加侖水被蒸發,相當於15000 個標準游泳池。 從2000-2020,小了好多 (圖:google earth)▼ 如今兩大水庫的水位都在以驚人的速度下降。 因為乾旱米德湖水位僅一年時間就下降4.8米,如今的水量只有庫容量的37%,這是自 1930 年代蓄水以來的最低水位。 鮑威爾水庫水位比去年下降10.6米,水量只有庫容量的34%。 以後露出水面的岩石恐怕會越來越多 (圖:shutterstock)▼ 不論是相關工作人員或是相關研究人員,他們做出的預期都較為悲觀,認為米德湖等水庫的容量還會繼續減少。 美國墾務局 (USBR)預測米德水庫的水位還將繼續下降,至少在 2022 年底之前沒有任何恢復跡象,未來一年可能會減少相關社群的水資源分配。 按說這資源也用了快一百年了 不知能不能再用一百年 (圖:shutterstock@Andrew Park)▼ 越來越乾旱的未來 如果把視角拉得更遠,就能看出氣候變化與人口增長以及環境承載力之間的互相影響。 美國西部的地中海氣候與溫帶海洋性氣候都並不典型。 二者受洋流影響較大,而洋流其實並不穩定。 理論上是地中海氣候的洛杉磯,實際上年降水量只有350毫米左右,不過相較於遍佈沙漠、高原的西部其他地區,已經如同樂土。 和周邊比,洛杉磯還真的是樂土 (圖:NASA)▼ 西進運動末期,移民們到達太平洋東海岸時,發現了這一片陽光明媚、氣候溫暖、擁有灌溉水源的地方。 他們開始利用地中海氣候的特點,種植種種經濟作物。 氣候條件的優勢讓這裡集中了大量人口。 人口優勢又使得這裡受交通規劃的重視。 這些優勢加在一起最終形成了美國西海岸的良田和眾多城市。 即使在技術昌明的21世紀 人類的生產生活仍然基於集中最基本的自然資源 沒有這狹長的沿海沃土,就沒有麼美國的西海岸城市群 (圖:shutterstock / NASA)▼ 良田和城市都需要消耗大量水資源,加州的自然降水量很難滿足日益增長的用水需求。 為了增加用於灌溉、取水的地表水,大壩、運河、水渠被修建了起來。 一旦出現嚴重乾旱,珍貴的地下水也會被開採出來用於灌溉。 經過百餘年的用水歷史,一些流域水資源被透支,水質也在惡化。 與其說,今年發生在美國西部的乾旱事件是一次突如其來的旱災,不如說,這是一次已經持續了一個世紀的氣候變化的具體表現。 只不過近年來的變化速度正在加劇,而今年乾旱的烈度已經足以對周邊居民產生巨大影響。 美國西部一山之隔便環境迥異 除加州外,其他大部分州以荒地為主 如果加州的水資源被吃幹榨盡,西海岸危矣 (滑動下圖,看內華達山脈的西側和東側) (圖:google map)▼ 今年的旱災早晚會緩解,但是長期來看,旱災還會頻繁的發生,而且愈演愈烈。 就像加州的山火,似乎成為了年年出現,每年都比前一年更令人頭痛的問題一樣。 近年來不時出現的乾旱,使得科羅拉多河流域內的七個州達成了用水協議。 根據科羅拉多河流域下游各州簽署的 2019 年乾旱應急計劃的條款,優先順序較低的亞利桑那州和內華達州最早將於明年減少來自科羅拉多河的供水量。 優先要卡的就是農業這個耗水大戶 (圖:shutterstock@Jerry Horbert)▼ 屆時城市地區受影響相對較小,鄉村地區的灌溉水源可能會出現短缺。 被迫休耕固然會導致農民收入減少。 糧食產量下降,甚至導致糧價波動,但也許這樣的結果,才是可持續的狀態。 今年乾旱不僅僅是孤立事件,在可見的未來,美國的西部會變得越來越乾旱。 僅科羅拉多河流域,就會因為水位下降影響數百萬人的生活,各州之間,關於水資源的糾紛恐怕也會變得越來越多。 美國的人口遠未到達環境承載力的極限,經濟水平、科技水平依舊處在世界前列,對於旱情的監控與管理經驗也比較豐富。 它絕不是在氣候變化中受損失最大的國家。 氣候變化是一個全球性的問題,任何國家都不可能獨善其身。 個別小塊區域的生態修復並不意味著大範圍的氣候改善,隔岸觀火的態度並不可取,人類可能會面對一個不確定性更強的未來。 參考文獻: 1.https://www.drought.gov/ 2.https://www.cnn.com/2021/06/17/us/lake-mead-drought-water-shortage-climate/index.html 3.https://www.cnn.com/2021/05/27/weather/lake-mead-colorado-river-shortage/index.html 4.https:147118/a-third-of-the-us-faces-drought 5.https://knowyourwaternews.com/a-matter-of-priorities/ 6.https://scijinks.gov/what-causes-a-drought/ 7.https://droughtmonitor.unl.edu/ *本文內容為作者提供,不代表地球知識局立場 封面:shutterstock END 《美國超級乾旱的原因,找到了!| 地球知識局》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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美國超級乾旱的原因,找到了!| 地球知識局
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