De 2000 à 2021, le changement climatique a causé la perte de plus de 40 billions de litres (10 billions de gallons) d’eau dans le bassin du fleuve Colorado, soit environ l’équivalent de la capacité de stockage totale du lac Mead, selon une nouvelle étude qui a modélisé l’impact des humains sur l’hydrologie dans la région.
Sans le changement climatique, la sécheresse dans le bassin n’aurait probablement pas réduit les niveaux des réservoirs en 2021 au point de nécessiter des coupures d’approvisionnement dans le cadre de la toute première pénurie d’eau déclarée par le gouvernement fédéral, selon l’étude publiée dans la revue. Recherche sur les ressources en eauqui publie des recherches originales sur le mouvement et la gestion de l’eau de la Terre.
« Alors que nous savions que le réchauffement avait un impact sur la disponibilité en eau du bassin du Colorado, nous avons été surpris de constater à quel point le bassin est sensible au réchauffement par rapport à d’autres grands bassins de l’ouest des États-Unis, et à quel point cette sensibilité est élevée dans la zone relativement petite des régions cruciales du manteau neigeux du bassin », a déclaré Benjamin Bass, modélisateur hydrologique à l’Université de Californie à Los Angeles et auteur principal de l’étude.
« Le fait que le réchauffement ait retiré autant d’eau du bassin que la taille du lac Mead lui-même lors de la récente méga-sécheresse est un signal d’alarme sur les impacts du changement climatique que nous vivons aujourd’hui. »
Le bassin du fleuve Colorado, qui est la zone drainée par le fleuve Colorado et ses affluents, couvre environ 647 500 kilomètres carrés (250 000 milles carrés) dans sept États de l’ouest des États-Unis et fournit de l’eau à environ 40 millions de personnes, tout en soutenant l’agriculture et les écosystèmes naturels. La sécheresse régionale qui a commencé vers 2000 est la période la plus sèche en 1 200 ans et a réduit le débit des rivières et rétréci les réservoirs, augmentant les inquiétudes concernant la pénurie d’eau alors que le climat continue de changer.
Les analyses précédentes de l’évolution des ressources en eau dans cette région se sont concentrées sur les seuls effets des processus climatiques, sans tenir compte de l’impact des réponses complexes des plantes à l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique. La nouvelle étude améliore la modélisation hydrologique précédente de cette région en incluant les changements dans le ruissellement résultant des changements de la végétation induits par le dioxyde de carbone.
Il est le premier à calculer l’ampleur des changements de ruissellement par degré de réchauffement sur la base du réchauffement historique dans les régions du manteau neigeux du bassin du fleuve Colorado par rapport aux régions sans manteau neigeux, quantifiant comment le changement climatique anthropique a asséché les régions traditionnelles du manteau neigeux et réduit rapidement le ruissellement qui alimente le fleuve Colorado.
Pour voir comment l’hydrologie du bassin a changé entre 1880 et 2021, les chercheurs ont utilisé un modèle de surface terrestre capable d’analyser l’eau, les changements de végétation et la réponse de la végétation à l’augmentation du dioxyde de carbone atmosphérique. Ils ont utilisé des ensembles de données standard pour représenter les conditions atmosphériques, des jauges de débit et d’autres enregistrements pour capturer l’hydrologie régionale, ainsi que des données terrestres et satellitaires pour documenter les changements réels de la végétation.
En incluant tous ces types de données, « nous avions tous les acteurs majeurs en termes de sensibilité du ruissellement au changement climatique », selon Bass.
Les analyses du modèle ont montré que de 1880 à 2021, la température dans le bassin du fleuve Colorado s’est réchauffée d’environ 1,5 degrés Celsius (2,7 degrés Fahrenheit) en raison du changement climatique anthropique. Ce réchauffement a entraîné une réduction de 10,3 % du ruissellement dans les conditions actuelles. Sans inclure les effets des plantes, la perte d’eau actuelle serait plus proche de 13%, soulignant l’importance d’inclure les processus de végétation dans la modélisation de l’eau, ont déclaré les auteurs.
Cette diminution de 10,3 % du ruissellement a culminé lors de la sécheresse historique de 2000 à 2021, lorsque le volume cumulé des eaux de ruissellement perdues était approximativement égal à la pleine capacité du lac Mead, le plus grand réservoir du fleuve Colorado.
Les chercheurs ont également découvert que les parties du bassin qui sont généralement couvertes de neige en hiver perdent maintenant de l’eau environ deux fois plus vite que les régions généralement sans neige. La transition est une préoccupation immédiate pour les gestionnaires de l’eau car le manteau neigeux contribue de manière démesurée à l’approvisionnement en eau du bassin : seulement environ un tiers du bassin est recouvert de neige chaque année, mais ces régions enneigées sont la source d’environ les deux tiers du ruissellement total du bassin.
Selon Bass, la perte rapide d’eau dans les régions couvertes de neige est un signe que l’ouest des Rocheuses est en train de passer à un climat plus aride plutôt que de simplement subir des sécheresses périodiques.
Bass a souligné que le Colorado River Compact de 1922, qui régit l’utilisation de l’eau fluviale par les sept États de l’ouest des États-Unis traversés par le Colorado, a été rédigé en supposant que le climat régional était stable.
Lorsque les représentants de ces États ont signé le contrat, « ils s’attendaient à ce que 15 millions d’acres-pieds d’eau (environ 18,5 billions de litres ou 4,6 millions de gallons) soient fournis à partir du bassin, en moyenne, chaque année », a déclaré Bass.
« S’ils décrivaient le pacte maintenant, ils devraient ajuster cette valeur en raison de l’impact du réchauffement. À l’avenir, nous pourrions avoir une certaine variabilité naturelle, des fluctuations humides ou sèches, mais cette étude souligne qu’il y a eu une tendance à la baisse du ruissellement. À long terme, cela devrait continuer si les émissions de gaz à effet de serre ne sont pas réduites. »
Plus d’information:
Benjamin Bass et al, L’aridification des régions du manteau neigeux du bassin du fleuve Colorado a entraîné des pertes d’eau malgré l’amélioration des effets de la végétation, Recherche sur les ressources en eau (2023). DOI : 10.1029/2022WR033454