Il fiume Colorado rende possibile la vita in molte città occidentali e sostiene l’agricoltura che sostiene le persone in tutto il paese. Secondo una nuova ricerca, la maggior parte dell'acqua del fiume proviene dallo scioglimento della neve dai bacini idrografici montuosi del Colorado, Utah e Wyoming, e un clima più caldo ridurrà drasticamente questi flussi.
I ricercatori del Desert Research Institute (DRI), dell'USGS e del Lawrence Berkeley National Laboratory hanno collaborato per il nuovo studio, pubblicato il 23 maggio su Nature Water .
Applicando il riscaldamento alle condizioni storiche dell’East River in Colorado e utilizzando simulazioni al computer per osservare l’impatto sul flusso dei corsi d’acqua e sui livelli delle acque sotterranee, gli scienziati hanno scoperto che lo stoccaggio delle acque sotterranee scenderebbe ai livelli più bassi conosciuti dopo il primo anno estremamente secco e non riuscirebbe a recuperare nemmeno dopo molteplici periodi umidi. Quando i livelli delle acque sotterranee diminuiscono, i corsi d'acqua vengono attirati nella falda freatica invece di contribuire ai flussi del fiume Colorado.
"Abbiamo scoperto che le acque sotterranee sono molto importanti", afferma Rosemary Carroll, Ph.D., professoressa di idrologia del DRI e autrice principale dello studio. "Anche con i periodi umidi storicamente osservati nel modello, le acque sotterranee non possono ritornare da un singolo anno di siccità durante il riscaldamento di fine secolo."
Il fiume Colorado è in uno stato di siccità da decenni, creando tensioni sui diritti idrici in tutto il sud-ovest. Gli scienziati sono rimasti perplessi per il calo dei livelli dei fiumi anche in anni relativamente piovosi:nel 2021, il bacino del fiume Colorado superiore ha raggiunto l'80% del manto nevoso normale, ma ha consegnato al fiume solo il 30% della portata media.
Gli autori dello studio volevano esaminare in che modo il riscaldamento nei bacini montani potrebbe contribuire a questo fenomeno. L'aumento delle temperature altera l'equilibrio tra nevicate e disponibilità di acqua in diversi modi, tra cui una maggiore evaporazione della neve (nota come sublimazione), maggiori precipitazioni che cadono sotto forma di pioggia invece che di neve e uno scioglimento più frequente durante l'inverno.
La ricerca passata ha ampiamente trascurato il ruolo delle acque sotterranee e il modo in cui potrebbero tamponare, o intensificare, la perdita di deflusso dei corsi d'acqua dovuta ai cambiamenti climatici.
"Sono molto interessato al rapporto tra il contributo delle acque sotterranee e il deflusso dei corsi d'acqua, che è stato un tema ricorrente nella mia ricerca per molto tempo", afferma Carroll. "Molti studi indicano che nel breve termine, il rilascio delle acque sotterranee nel flusso dei corsi d'acqua aiuterà a mitigare gli impatti della siccità, ma prima di questo studio non avevamo alcuna conoscenza di cosa ciò avrebbe significato a lungo termine."
Gli autori dello studio hanno utilizzato l'East River come fulcro della ricerca perché è rappresentativo delle sorgenti del fiume Colorado, nonché dell'importante infrastruttura di monitoraggio meteorologico e idrico disponibile. Le osservazioni da terra e la mappatura aerea misurano la profondità e la densità del manto nevoso, la portata dei corsi d'acqua, la copertura vegetale e i livelli delle acque sotterranee, oltre a molte altre misurazioni in tutto lo spartiacque.
Per creare il modello computerizzato sono stati utilizzati i dati storici dal 1987 al 2022. Il team di ricerca ha quindi applicato 4 gradi Celsius di riscaldamento a questo periodo di tempo in due modi:per una simulazione, il riscaldamento è stato applicato costantemente nel tempo, mentre nelle simulazioni successive, il riscaldamento è stato applicato a ciascuna stagione in modo indipendente.
L’approccio ha permesso agli scienziati di esaminare i diversi impatti del riscaldamento tra le stagioni. Quattro gradi Celsius sono rappresentativi del clima previsto per la fine del secolo sulla base del riscaldamento osservato di circa 0,4 gradi Celsius per decennio nello spartiacque. La simulazione non tiene conto dei probabili cambiamenti nella vegetazione nello stesso arco di tempo.
Lo studio ha dimostrato che temperature costantemente più calde hanno portato a forti diminuzioni dei livelli delle acque sotterranee che non sono state in grado di recuperare ai livelli medi storici durante i periodi piovosi. Isolare il riscaldamento stagionalmente ha dimostrato il forte impatto delle estati più calde sulla diminuzione delle falde freatiche, poiché l’atmosfera aumenta i tassi di evaporazione, le piante aumentano il loro assorbimento di acqua e i suoli si seccano. I maggiori diminuzioni dell'elevazione delle falde freatiche si verificano nelle foreste subalpine dove le foreste di conifere sono più dense.
"Quando il livello delle acque sotterranee scende, si perde più flusso d'acqua nella falda freatica", afferma Carroll. "Quando le precipitazioni sono scarse, l'East River smette di scorrere per una parte dell'estate. Naturalmente, ciò avrebbe effetti drammatici sulla salute ecologica e sull'irrigazione agricola."
Includendo nell’analisi il calo dei livelli delle falde freatiche, lo studio ha scoperto che le riduzioni del deflusso dei corsi d’acqua sono quasi raddoppiate rispetto alle simulazioni che hanno esaminato gli impatti dei cambiamenti climatici nella regione senza tenere conto del declino delle acque sotterranee. Ciò è dovuto ai molteplici impatti che si verificano simultaneamente:meno acqua scorre verso i corsi d'acqua dalle falde acquifere, mentre più acqua fluviale defluisce nel suolo.
La ricerca dimostra la necessità di gestire congiuntamente le foreste e le acque sotterranee nel bacino del fiume Colorado superiore, nonché di tenere conto dello scambio di acque superficiali e sotterranee nei bacini montani, per ridurre al minimo la diminuzione del deflusso dei corsi d'acqua a causa dei cambiamenti climatici, afferma Carroll.
"Penso alle acque sotterranee come al tuo conto di risparmio", aggiunge. "Il manto nevoso è come il tuo conto corrente; cambia di anno in anno. Le acque sotterranee sono un investimento a lungo termine:possono appianare gli anni veramente umidi e quelli secchi. Ma se inizi a ridurre costantemente le acque sotterranee anno dopo anno, allora non puoi modulare più questi estremi."
Ulteriori informazioni: Si prevede che il calo dello stoccaggio delle acque sotterranee amplificherà le riduzioni dei flussi di montagna in un mondo più caldo, Nature Water (2024). www.nature.com/articles/s44221-024-00239-0
Informazioni sul giornale: Acqua naturale
Fornito da Desert Research Institute
