Plantele și lipsa ploilor de primăvară explică aproape 70% din „apa dispărută” a râului Colorado
Studiu arată că lipsa ploilor de primăvară și absorbția sporita de apă de către plante explică aproape 70% din deficitul de apă al râului Colorado.
Sursa foto: Imagine generată AI
O echipă de cercetători de la Universitatea din Washington a identificat o cauză majoră a discrepanțelor dintre previziunile bazate pe zăpada montană și debitele reale ale râului Colorado: primăverile mai calde și mai uscate care fac ca vegetația să absoarbă o parte considerabilă din apa provenită din topirea zăpezii. Studiul arată că lipsa precipitațiilor de primăvară explică aproape 70% din diferența dintre fluxurile anticipate și cele observate, legând astfel fenomenul de lunga secetă cunoscută drept „seceta Mileniului”.
De ce prognozele bazate pe stratul de zăpadă au început să dea erori
Timp de decenii, managerii de apă au folosit măsurătorile stratului de zăpadă efectuate la începutul lunii aprilie pentru a estima volumul de apă care va curge în râuri în primăvară și vară. Până în jurul anului 2000 această abordare a funcționat rezonabil de bine, însă de atunci estimările au început constant să supraestimeze debitul real. Chiar și în ani cu un strat de zăpadă aparent bun, apa ajungea în râuri în cantități mai mici decât se aștepta.
Primăverile mai calde și mai uscate: mecanismul explicativ
Cercetarea arată că o reducere a precipitațiilor de primăvară combinată cu zile mai însorite face ca plantele să profite mai mult de apa eliberată prin topirea zăpezii. Lipsa ploilor în această perioadă determină plantele — de la ierburi la copaci — să utilizeze intens zăpada topită, reducând astfel volumul de apă care ajunge în pâraie și râuri. Cerul mai senin crește fotosinteza și evaporația din sol, amplificând consumul de apă de către vegetație.
Conform autorilor, această schimbare de dinamică explică cea mai mare parte a „apăi dispărute” din bazinul râului Colorado și leagă momentul apariției fenomenului de începutul secetei Mileniului, în jurul anului 2000. Daniel Hogan, doctorand la departamentul de inginerie civilă și mediului al Universității din Washington, a subliniat importanța analizării întregului sezon de topire a zăpezii, nu doar perioada în care stratul de zăpadă este cel mai mare.
„Perioada în care ne întrebam, ‘Oh nu, unde a dispărut apa noastră?’ a început cam în același timp în care am observat această scădere a precipitațiilor de primăvară — începutul ‘secetei Mileniului’”
Hogan explică că, fără ploi de primăvară, norii sunt mai puțini și zilele mai însorite, determinând plantele să folosească rapid apa provenită din topirea zăpezii pentru creștere viguroasă. Această creștere rapidă și extinsă a vegetației transformă teritoriile montane și colinare în „tuburi” care extrag și redirecționează apa înainte ca ea să ajungă în sistemele hidrografice.
Nu doar evaporația: plantele sunt principalul răspunzător
Cercetătorii au testat mai multe explicații posibile pentru diferența dintre cantitățile estimate și cele reale. O ipoteză inițială a vizat sublimarea — transformarea directă a zăpezii în vapori de apă — însă aceasta explică doar aproximativ 10% din deficit. În schimb, modelarea consumului de apă de către ecosisteme a indicat că reacția vegetației la condițiile de primăvară este factorul dominant.
Plantele acționează ca adevărate pompe naturale, extragând apă din sol și eliberând-o în atmosferă prin transpirație. Studii recente complementare susțin ideea că plantele pot continua să extragă cantități semnificative de apă chiar și în condiții calde și uscate, apelând atât la apa din topirea zăpezii, cât și la apa subterană, ceea ce reduce aportul către râuri.
Analiza pe bazinele superioare: date și rezultate
Echipa a analizat 26 de bazine headwater din bazinul superior al râului Colorado, acoperind diverse altitudini. Cercetătorii au consolidat decenii de date, inclusiv înregistrări de debit și precipitații care se întind până în 1964, și au folosit modele pentru a estima câtă apă ar fi fost consumată de vegetație.
O presupunere importantă din model a fost aceea că plantele au acces aproape nelimitat la apa provenită din topirea zăpezii, chiar și în ani cu precipitații mai mici. Rezultatele au fost consistente în toate locațiile: în anii cu precipitații reduse în primăvară, debitul scădea în mod clar. Declinele au fost mai pronunțate în bazinele situate la altitudini mai joase, unde zăpada se topește mai devreme și oferă plantelor mai mult timp pentru a consuma apa înainte ca aceasta să ajungă la cursurile de apă.
De ce prognozele din aprilie devin mai puțin fiabile
Metodele curente de prognoză se bazează în mare măsură pe măsurătorile stratului de zăpadă din aprilie. Totuși, primăvara nu s-a desfășurat încă complet în acel moment, iar variabilitatea precipitațiilor în această perioadă s-a dovedit a fi esențială pentru ce se întâmplă cu apa provenită din topire. Jessica D. Lundquist, coautor al studiului, subliniază necesitatea îmbunătățirii capacității de a anticipa comportamentul precipitațiilor de primăvară pentru a face predicțiile din aprilie mai exacte.
Fără o anticipare mai bună a cantității de ploi din primăvară, previziunile de aprovizionare cu apă, gestiunea rezervoarelor și planificarea pe termen lung rămân vulnerabile la aceste erori sistematice.
Tendințe pe termen lung în bazinul râului Colorado
Datele recente indică faptul că problema face parte dintr-un trend mai larg. Din 1999, precipitațiile în întregul bazin al râului Colorado au scăzut cu aproximativ 7%. În anumite ani, doar aproximativ jumătate din volumul de apă așteptat din topirea zăpezii a ajuns efectiv în râuri și pâraie.
Creșterea temperaturilor accelerează topirea zăpezii și intensifică pierderile de apă prin evaporație și utilizare de către plante. În cazuri extreme, zăpada se topește cu săptămâni mai devreme decât în mod obișnuit, reducând astfel cantitatea de apă disponibilă pe parcursul anotimpurilor secetoase de la mijlocul și sfârșitul anului. În plus, umiditatea solului și pierderile din apa subterană capătă o importanță tot mai mare: solurile uscate pot reține cantități mari de topitură înainte ca apa să ajungă în cursurile de apă, iar pierderile la nivelul apelor subterane au crescut în ultimele decenii.
Repercusii pentru gestionarea și măsurarea resurselor de apă
Pe măsură ce seceta Mileniului continuă, descoperirile devin tot mai relevante pentru planificarea resurselor de apă. Rezultatele sugerează că concentrarea exclusivă pe stratul de zăpadă din iarnă nu mai este suficientă pentru a estima cu acuratețe livrările de apă către râuri. Urmează o schimbare în abordare: monitorizarea precipitațiilor de primăvară, a umidității solului, a activității vegetației și a tendințelor de temperatură trebuie integrată în sistemele de prognoză.
Această perspectivă implică o transformare a instrumentelor folosite de managerii de apă, care vor trebui să suprapună date despre biologie, sol și atmosferă peste măsurătorile tradiționale de zăpadă pentru a obține previziuni mai robuste și mai realiste.
Întrebări rămase deschise și direcții viitoare
Echipa de cercetare continuă să exploreze detaliile comportamentului sezonului de topire, inclusiv rolul peticelor izolate de zăpadă rămase pe teren, care ar putea funcționa ca mici rezervoare ce alimentează plantele din proximitate pe parcursul mai multor săptămâni. Înțelegerea acestor procese fine ar putea ajuta la rafinarea estimărilor privind câtă apă din topitură ajunge efectiv în rețeaua hidrografică.
Publicare, autori și finanțare
Rezultatele au fost publicate în revista Geophysical Research Letters și sunt semnate de Daniel Hogan și Jessica D. Lundquist. Studiul a beneficiat de finanțare din partea National Science Foundation, a proiectului Sublimation of Snow Project și a Department of Energy Environmental System Science Division, în cadrul proiectului intitulat „Seasonal Cycles Unravel Mysteries of Missing Mountain Water”.
Pentru detalii suplimentare, lucrarea citată este accesibilă online prin DOI: 10.1029/2024GL109826, iar sinteza publicată pe site-ul ScienceDaily poate fi consultată aici: ScienceDaily – Scientists finally know where the Colorado River’s missing water is going.
