Понимание влияния изменения климата на водосборы Калифорнии

Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) Министерства энергетики США разрабатывают усовершенствованную гидрологическую модель для изучения того, как изменение климата может повлиять на водосборные бассейны Калифорнии. Калифорния в значительной степени зависит от снежного покрова Сьерра-Невады для водоснабжения, но влияние будущих изменений его объема и сроков таяния на поверхностные и подземные воды изучено слабо.

Новое совместное исследование, финансируемое на 3,7 млн долларов по программе UC Laboratory Fees Research Program, направлено на улучшение прогнозирования водных ресурсов при различных сценариях будущего. Цель проекта — предоставить информацию для оптимизации хранения воды, её качества и устойчивости использования подземных вод в условиях меняющихся осадков, потепления и роста населения.

«Водное управление в штате в настоящее время полагается на более простые модели, откалиброванные по историческим данным. Но поскольку мы, вероятно, движемся в будущее, где режим водных ресурсов может сильно отличаться от прошлого, использование этих моделей для прогнозирования распределения воды в будущем сопряжено со значительной неопределенностью», — отметила учёный Эрика Вудберн. Трёхлетний проект возглавляет Джефф Дозье из UC Santa Barbara, в нём участвуют специалисты из Ливерморской национальной лаборатории, UC Davis, UC Irvine, UCLA и UC Merced.

Команда разрабатывает механистическую численную модель водосбора реки Косумнес — одной из немногих крупных рек Сьерра-Невады без большой плотины, что позволяет изолировать эффекты изменения климата. Модель будет охватывать область от нижних слоёв атмосферы до глубоких геологических горизонтов («критическая зона») и включать 3D-потоки подземных вод, их взаимодействие с поверхностными водами и растительностью, а также антропогенные процессы, такие как забор воды.

«Даже несмотря на исторически периоды засух и влажных лет в Калифорнии, у нас нет аналогов для таких климатических крайностей, как в последние годы», — сказала Вудберн. Модель, работающая на суперкомпьютере NERSC, позволит исследовать обратные связи, например, как более раннее таяние снега и вегетация влияют на испарение и доступность воды. Также модель будет использована для изучения стратегий пополнения подземных вод, таких как управляемое пополнение водоносных горизонтов.