Das Colorado River Basin hat aufgrund des Klimawandels Wasser in der Größenordnung des Lake Mead verloren

Laut einer neuen Studie, die den Einfluss des Menschen auf die Hydrologie in der Region modellierte, verursachte der Klimawandel zwischen 2000 und 2021 den Verlust von mehr als 40 Billionen Litern (10 Billionen Gallonen) Wasser im Colorado River Basin – etwa so viel wie die gesamte Speicherkapazität des Lake Mead.

Ohne den Klimawandel hätte die Dürre im Einzugsgebiet den Füllstand der Stauseen im Jahr 2021 höchstwahrscheinlich nicht so weit gesenkt, dass Versorgungskürzungen aufgrund der ersten bundesweit erklärten Wasserknappheit erforderlich wären, heißt es in der in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Wasserressourcenforschungdas Originalforschungen zur Bewegung und Bewirtschaftung des Wassers auf der Erde veröffentlicht.

„Obwohl wir wussten, dass sich die Erwärmung auf die Wasserverfügbarkeit des Colorado-Beckens auswirkt, waren wir überrascht, wie empfindlich das Becken im Vergleich zu anderen großen Becken im Westen der USA auf die Erwärmung reagiert und wie hoch diese Empfindlichkeit in dem relativ kleinen Bereich der entscheidenden Schneedeckenregionen des Beckens ist“, sagte Benjamin Bass, hydrologischer Modellierer an der University of California-Los Angeles und Hauptautor der Studie.

„Die Tatsache, dass die Erwärmung während der jüngsten Megadürre so viel Wasser aus dem Becken entfernt hat, wie die Größe des Lake Mead selbst, ist ein Weckruf für die Auswirkungen des Klimawandels, mit denen wir heute leben.“

Das Colorado River Basin, das vom Colorado River und seinen Nebenflüssen entwässerte Gebiet, erstreckt sich über etwa 647.500 Quadratkilometer (250.000 Quadratmeilen) in sieben Bundesstaaten im Westen der USA und versorgt etwa 40 Millionen Menschen mit Wasser und unterstützt die Landwirtschaft und natürliche Ökosysteme. Die regionale Dürre, die etwa im Jahr 2000 begann, ist die trockenste Periode seit 1.200 Jahren und hat den Flussfluss verringert und die Stauseen verkleinert, was die Besorgnis über Wasserknappheit angesichts des anhaltenden Klimawandels verstärkt.

Frühere Analysen der sich verändernden Wasserressourcen in dieser Region konzentrierten sich ausschließlich auf die Auswirkungen klimatischer Prozesse, ohne die Auswirkungen der komplexen Reaktionen der Pflanzen auf erhöhten Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu berücksichtigen. Die neue Studie verbessert die bisherige hydrologische Modellierung dieser Region, indem sie Änderungen im Abfluss als Folge kohlendioxidbedingter Vegetationsverschiebungen berücksichtigt.

Es ist das erste Projekt, das berechnet, wie stark sich der Abfluss pro Grad Erwärmung auf der Grundlage der historischen Erwärmung in den Schneedeckenregionen des Colorado River Basin im Vergleich zu Regionen ohne Schneedecke ändert, und quantifiziert, wie der vom Menschen verursachte Klimawandel traditionelle Schneedeckenregionen ausgetrocknet und den Abfluss, der den Colorado River speist, schnell reduziert hat.

Um zu sehen, wie sich die Hydrologie des Beckens zwischen 1880 und 2021 veränderte, verwendeten die Forscher ein Landoberflächenmodell, mit dem Wasser, Veränderungen in der Vegetation und die Reaktion der Vegetation auf den Anstieg des atmosphärischen Kohlendioxids analysiert werden können. Sie verwendeten Standarddatensätze zur Darstellung der atmosphärischen Bedingungen, Strömungsmesser und andere Aufzeichnungen zur Erfassung der regionalen Hydrologie sowie Boden- und Satellitendaten zur Dokumentation tatsächlicher Veränderungen in der Vegetation.

Durch die Einbeziehung all dieser Arten von Daten „hatten wir alle wichtigen Akteure im Hinblick auf die Empfindlichkeit des Abflusses gegenüber dem Klimawandel“, so Bass.

Die Modellanalysen zeigten, dass sich die Temperatur im Colorado River Basin von 1880 bis 2021 infolge des anthropogenen Klimawandels um etwa 1,5 Grad Celsius (2,7 Grad Fahrenheit) erwärmte. Diese Erwärmung hat unter den heutigen Bedingungen zu einer Verringerung des Abflusses um 10,3 % geführt. Ohne die Einbeziehung der Auswirkungen von Pflanzen würde der heutige Wasserverlust eher bei 13 % liegen, was die Bedeutung der Einbeziehung von Vegetationsprozessen in die Wassermodellierung verdeutliche, so die Autoren.

Dieser Rückgang des Abflusses um 10,3 % erreichte seinen Höhepunkt während der historischen Dürre von 2000 bis 2021, als die kumulierte Menge an verlorenem Abflusswasser ungefähr der vollen Kapazität des Lake Mead, dem größten Stausee am Colorado River, entsprach.

Die Forscher fanden außerdem heraus, dass die Teile des Beckens, die im Winter normalerweise schneebedeckt sind, nun etwa doppelt so schnell Wasser verlieren wie normalerweise schneefreie Regionen. Der Übergang ist für Wassermanager von unmittelbarer Bedeutung, da die Schneedecke einen übergroßen Beitrag zur Wasserversorgung des Einzugsgebiets leistet: Nur etwa ein Drittel des Einzugsgebiets ist jedes Jahr mit Schnee bedeckt, aber diese schneereichen Regionen sind die Quelle von etwa zwei Dritteln des gesamten Abflusses des Einzugsgebiets.

Der schnelle Wasserverlust in Schneedeckenregionen ist laut Bass ein Zeichen dafür, dass der Rocky Mountain West zu einem trockeneren Klima übergeht und nicht nur periodische Dürren erlebt.

Bass wies darauf hin, dass der Colorado River Compact von 1922, der die Nutzung von Flusswasser durch die sieben westlichen US-Bundesstaaten, durch die Colorado fließt, regelt, unter der Annahme verfasst wurde, dass das regionale Klima stabil sei.

Als die Vertreter dieser Staaten den Vertrag unterzeichneten, „gingen sie davon aus, dass jedes Jahr durchschnittlich 15 Millionen Acre-Fuß Wasser (etwa 18,5 Billionen Liter oder 4,6 Millionen Gallonen) aus dem Becken bereitgestellt werden würden“, sagte Bass.

„Wenn sie den Kompaktwert jetzt skizzieren würden, müssten sie diesen Wert aufgrund der Auswirkungen der Erwärmung anpassen. In der Zukunft werden wir möglicherweise einige natürliche Schwankungen erleben, nasse oder trockene Schwankungen, aber diese Studie zeigt, dass es einen abnehmenden Trend beim Abfluss gibt. Auf lange Sicht wird sich dieser Wert wahrscheinlich fortsetzen, wenn die Treibhausgasemissionen nicht reduziert werden.“