Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit nutzte Baumringe aus dem San Joaquin Valley aus 600 Jahren, um plausible tägliche Aufzeichnungen von Wetter- und Stromflussszenarien während dieses Zeitraums zu rekonstruieren. Die auf diesen Szenarien basierende Modellierung ergab, dass es in der Region große Schwankungen bei den Klimaextremen gegeben hat, mit Dürren und Überschwemmungen, die schwerwiegender waren und länger anhielten, als dies in den modernen Aufzeichnungen der Fall war.
Dieser neue Ansatz, der Paläoinformationen mit synthetischer Wettergenerierung kombiniert, könnte politischen Entscheidungsträgern und Wissenschaftlern dabei helfen, die Überschwemmungs- und Dürrerisiken in Kalifornien und deren Verschärfung durch den Klimawandel besser zu verstehen und zu planen.
Der Artikel der Gruppe „Understanding Contributions of Paleo-Informed Natural Variability and Climate Changes on Hydroclimate Extremes in the San Joaquin Valley of California“ veröffentlicht 13. November in Die Zukunft der Erde. Der Hauptautor ist die Doktorandin Rohini Gupta.
Das San Joaquin Valley liegt im südlichen Teil des kalifornischen Central Valley, einem wichtigen landwirtschaftlichen Zentrum, von dem ein Großteil des Landes seine Produkte bezieht. Laut Patrick Reed hat die Region in den letzten Jahren einen starken Wechsel zwischen schwerer Dürre und erheblichen atmosphärischen Flüssen erlebt, was das Tal zu einem Vorreiter für die Klimagefahren macht, denen der Rest Kaliforniens und ein Großteil der Welt ausgesetzt sind Joseph C. Ford, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Cornell Engineering University und Co-Senior-Autor des Artikels.
„Wenn wir es als übersetzbares Beispiel betrachten, ist nicht alles genau identisch, aber die Art des mediterranen Klimas, die schneedominierte Dynamik, die Mischung aus städtischen, landwirtschaftlichen und ökologischen Strömen sind alle repräsentativ für globale Herausforderungen und insbesondere für die Herausforderungen Kaliforniens.“ “ sagte Reed. „Kalifornien tätigt große institutionelle und infrastrukturelle Investitionen und denkt darüber nach, wo die Schwachstellen in der Wasserversorgung liegen.“
Das Projekt vereint die Expertise der Reed Research Group in der Wasserressourcenplanung mit der Baumringanalyse und den statistischen Fähigkeiten des Co-Seniorautors Scott Steinschneider, außerordentlicher Professor für Bio- und Umwelttechnik am College of Agriculture and Life Sciences.
„Wir wollten unbedingt die Stärken unserer beiden Gruppen zusammenbringen, um einen sehr robusten methodischen und anwendungsbasierten Beitrag zu schaffen, der es uns ermöglicht, die verschiedenen Datensätze, die wir für die Region haben, für die Planung moderner Wassersysteme tatsächlich nutzbar zu machen.“ Management“, sagte Gupta, der in einem früheren Artikel die Methode zur Rekonstruktion der vorherrschenden Wettermuster in Kalifornien entwickelt hat.
Die Wetterrekonstruktion der Forscher stützte sich auf einen 600 Jahre alten, auf Baumringen basierenden Datensatz, der einen Großteil des Westens der USA überlappt, einschließlich fünf Unterbecken im San Joaquin Valley: dem Tuolumne River, dem Merced River, dem San Joaquin River, der Stanislaus River und der Calaveras River. Nachdem die Szenarien erstellt worden waren, bettete das Team sie mit anthropogenen Klimaveränderungen in Form von Temperaturtrends und Niederschlagsskalierungen ein.
Die resultierenden Modelle zeigen, wie sich Überschwemmungs- und Dürreextreme im San Joaquin Valley entwickelt haben, und können dabei helfen, zu klären, wie natürliche Variabilität und Klimawandel die Auswirkungen gegenseitig verstärken können.
„Normalerweise möchte man die interne Variabilität vom Klimawandel trennen, nur um ein Gefühl für die Signalveränderung bei der anthropogenen Erwärmung zu bekommen“, sagte Reed. „Aber wenn wir in komplexen Wassersystemen planen, kommt beides vor. Und wir brauchen ein Gefühl dafür, was passiert, wenn sie zusammenkommen. Und was passiert, ist, dass wir Extreme bekommen, die wir noch nie gesehen haben. Das öffnet die Grenzen plausibler Zukunftsaussichten.“ einen viel weiteren Sinn.“
Zu den Erkenntnissen:
„Ich denke, dies ist in gewisser Weise der Beginn einer neuen Diskussion über die tatsächliche Operationalisierung dieser Art von Informationen“, sagte Reed. „Es ist eine wirklich schöne Brücke zwischen den erstaunlichen Datensätzen der Paläo-Gemeinschaft und der Verknüpfung mit all den hervorragenden wissenschaftlichen Fortschritten, die bei der Erdsystemmodellierung und dem Klimawandel erzielt werden. Ich habe das Gefühl, dass wir eine Brücke zwischen den operativen Planungsgemeinschaften und wichtigen wissenschaftlichen Gemeinschaften schlagen.“ alle bringen unsere Werkzeuge zum Einsatz.“
Mehr Informationen:
Rohini S. Gupta et al., Verständnis der Beiträge paläoinformierter natürlicher Variabilität und Klimaveränderungen zu Hydroklima-Extremen im San Joaquin Valley in Kalifornien, Die Zukunft der Erde (2023). DOI: 10.1029/2023EF003909