Засуха все больше беспокоит американцев и обеспокоенных граждан во всем мире. Западная часть Соединенных Штатов переживала периоды ужасных засух на протяжении всей истории , и изменение климата обвиняют в том, что оно привело к более экстремальным колебаниям погоды во многих других регионах. Понимание того , что вызывает недостаток осадков , помогает формировать политику и решения , которые могут усугубить или уменьшить последствия засухи .
Физические причины засухи
Земная обсерватория НАСА перечисляет три фактора , вызывающих засуху. Это взаимосвязанные, естественные явления, определяющие местонахождение, интенсивность и повторяемость засух.
Температура океанов и суши
Осадки являются результатом естественного процесса, при котором:
- Вода испаряется с поверхности земли, будь то из водоемов или с суши.
- Затем влага конденсируется в атмосфере.
- Наконец, влага концентрируется и снова падает на землю.
Процесс управляется солнечным теплом; чем жарче, тем больше скорость испарения. Таким образом, если температура океана или поверхности земли относительно низкая в определенной области, засуха может возникнуть в регионах, зависящих от этих источников влаги. Например, низкие температуры в Тихом океане вблизи экватора обычно коррелируют с небольшим количеством осадков в западной и центральной части США.
Закономерности циркуляции воздуха в атмосфере
Крупномасштабные погодные условия, в том числе распределение осадков, в значительной степени определяются характером циркуляции воздуха в атмосфере. Когда горячий воздух поднимается и расширяется, он создает контрастный поток воздуха из более холодных областей, где воздух конденсируется и опускается. Это приводит к возникновению воздушных потоков, которые перемещают влагу по атмосфере, что приводит к разным режимам выпадения осадков в разных регионах.
Когда возникает аномалия приземной температуры, меняются типичные схемы циркуляции воздуха, а значит, и модели осадков. Это приводит к большему, чем в среднем, количеству осадков в одних районах и засухе в других. Эль-Ниньо и Ла-Нинья являются яркими примерами значительных колебаний воздушных потоков, которые часто связаны с засухой в таких местах, как Африка, Австралия, Индия, Бразилия и Гавайи.
Количество влаги в почве
Влажность почвы влияет на образование облаков или их отсутствие на более локальном уровне. Когда почва влажная, температура воздуха на поверхности остается ниже, потому что больше солнечной энергии поглощается в процессе испарения. Если земля сухая, то локального источника влаги, вызывающей образование облаков, нет. Это приводит к более высокой температуре поверхности, что делает почву еще более сухой. Цикл строится сам по себе и приводит к длительным засухам.
Человеческая связь
Помимо метеорологических факторов, вызывающих засуху, фактором может быть и деятельность человека . Человеческая деятельность уменьшила количество осадков во многих регионах мира. Иногда количество воды, потребляемой людьми, и время этого потребления влияют на то, сколько воды будет доступно позднее для людей, растений и животных. Таким образом, засуху также можно рассматривать как дисбаланс между спросом и предложением.
Вырубка леса
Повсеместная вырубка лесов может способствовать засухе, особенно в регионах, где осадки образуются в результате местного круговорота воды. При обычных дождях вода испаряется с местных земель и источников воды при высокой температуре. Насыщенный водой воздух поднимается в атмосферу, охлаждается и спускается вниз в виде дождя. Это обычное дело в тропиках. Леса теряют воду из-за эвапотранспирации, которая поддерживает местный круговорот воды. Когда вырубаются леса, испаряется меньше воды, что, в свою очередь, уменьшает количество образующихся облаков.
- Этот вид осадков преобладает в 50% на Среднем Западе в США, 90% в Сахель в Западной Африке, и 30-60% в Amazon по МЦЛИ , что делает их уязвимыми к засухе.
- Согласно научному исследованию, амазонки уже испытывают такую «самоусиливающуюся засуху» .
Деградация почвы
Деградация почвы происходит, когда защитный растительный покров, особенно леса, теряется, обнажая почву. Другой распространенной причиной является интенсивное земледелие, которое включает глубокую вспашку и использование химикатов, разрушающих структуру почвы.
- Потеря покрытия или структуры снижает способность почвы поглощать и Водосберегающие устройства , что Экологические проблемы загрязнения рек и озер и сокращению времени, доступного для просачивания воды в более глубокие слои почвы.
- Таким образом, почвы быстро высыхают и не могут поддерживать рост растений и сельскохозяйственных культур, что в краткосрочной перспективе приводит к сельскохозяйственным засухам. Воздействие этого больше в таких регионах, как южнее Сахары, где 95% сельского хозяйства зависит от влажности почвы для сельского хозяйства.
- Когда стока больше, а инфильтрация и просачивание Система орошения дождевой водой для садов в почву меньше, добавляется меньше грунтовых вод, что приводит к более длительной гидрологической засухе.
Повышенный спрос на воду
В отличие от метеорологической засухи, которая является следствием только погодно-климатических условий, гидрологическая засуха вызывается недостатком осадков (дождя и снега) в течение более длительного периода и большей потребностью в воде в данном районе, чем имеется. Источниками воды могут быть естественные озера и реки, искусственные водоемы и подземные воды.
- Использование человеком резервуаров подземных вод посредством откачки для питьевых/бытовых нужд или речной воды для орошения также может поглощать воду, способствуя гидрологической засухе. Строительство плотин выше по течению для гидроэлектростанций может вызвать нехватку воды ниже по течению. Например, использование человеком увеличило количество случаев гидрологической засухи на 100-200%, а интенсивность в 8 раз в Китае (стр. 1) .
- Использование человеком в целом увеличило частоту возникновения гидрологической засухи на 27% в мире, на 35% в Азии, на 25% в Америке и на 20% в Европе.
- Выживание дикой природы и водных организмов также зависит от определенного уровня воды в озерах и реках, а растительность зависит от определенного уровня грунтовых вод.
Засуха возникает, когда все эти объединенные «требования» становятся больше, чем доступное водоснабжение в течение длительного периода. Для смягчения последствий гидрологической засухи требуется длительный период времени, поскольку пополнение природных источников воды происходит медленно. Когда потребность в воде высока в период небольшого количества осадков, когда реки и грунтовые воды не пополняются, как обычно, последствия могут быть более серьезными.
Сроки
Время выпадения осадков и потребность в воде во многом зависят от того, когда наступает засуха. Даже если общее водоснабжение невелико, засуха обычно меньше беспокоит в зимние месяцы, потому что потребность в воде намного меньше, чем летом.
Сельскохозяйственные засухи, как правило, случаются, когда весной не хватает воды, чтобы помочь укорениться всходам и обеспечить успех урожая. Когда распределение осадков происходит больше летом, чем зимой, большая часть воды быстро теряется в результате испарения и стока, а не накапливается в виде снежного покрова. Это вызывает условия засухи позже, когда люди или природные системы привыкли получать воду из таяния снега.
Изменение климата и засуха
Поскольку изменение климата, вызванное деятельностью человека, становится все более распространенным, многие ученые изучают его предполагаемое влияние на засуху. Как ясно показывают метеорологические механизмы, вызывающие засуху:
- Аномальные колебания температуры соответствуют аномальным колебаниям количества осадков.
- Повышение температуры может вызвать более частые и сильные засухи , что делает изменение климата главной причиной засух в наши дни.
-
В период с 2000 по 2015 год в США наблюдалась более сухая, чем обычно, погода на 20-70% территории США.
-
Глобальные площади, пострадавшие от сильной засухи, увеличились с 1% в 1950-х годах до 3% в 2000-х годах.
НАСА указывает, что существуют убедительные научные доказательства того, что изменение климата делает планету в среднем более жаркой, что делает волны тепла более интенсивными, а засухи более суровыми. Ожидается, что в континентальной части Соединенных Штатов частота и сила засух возрастут по всей стране в течение следующих нескольких десятилетий.
Защита от засухи
Причины засухи сложны, взаимосвязаны и во все большей степени рукотворны. Однако существует множество способов экономии воды , что становится все более и более приоритетным в регионах, страдающих от засухи. На самом деле, люди во всем мире должны рассмотреть вопрос о Причины защиты и сохранения водных ресурсов в качестве превентивной меры против будущих засух.