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    A mudança climática está causando mudanças rápidas entre os níveis de água altos e baixos nos Grandes Lagos

    Ondas no Lago Superior se chocam contra o Duluth, Minn. Waterfront 10 de setembro, 2014. Crédito:Randen Pederson, CC BY

    Os Grandes Lagos da América do Norte contêm cerca de um quinto da água doce da superfície do mundo. Em maio, novos recordes de nível de água alto foram estabelecidos nos lagos Erie e Superior, e houve inundações generalizadas no Lago Ontário pela segunda vez em três anos. Esses eventos coincidem com precipitação persistente e inundações severas em grande parte da América do Norte central.

    Recentemente, em 2013, os níveis de água na maioria dos Grandes Lagos eram muito baixos. Naquela época, alguns especialistas propuseram que a mudança climática, junto com outras ações humanas, como dragagem de canal e desvios de água, faria com que os níveis de água continuassem a diminuir. Este cenário gerou sérias preocupações. Mais de 30 milhões de pessoas vivem na bacia dos Grandes Lagos, e muitos dependem diretamente dos lagos para beber água, uso industrial, transporte comercial e recreação.

    Mas desde 2014, o problema tem sido muita água, não muito pouco. A enchente representa tantos desafios para a região, incluindo erosão da costa, danos materiais, deslocamento de famílias e atrasos no plantio das safras de primavera. O governador de Nova York, Andrew Cuomo, declarou recentemente estado de emergência em resposta às enchentes ao redor do Lago Ontário, enquanto clama por melhores decisões de planejamento à luz das mudanças climáticas.

    Como pesquisadores especializados em hidrologia e ciência do clima, acreditamos que as transições rápidas entre os níveis de água extremamente altos e baixos nos Grandes Lagos representam o "novo normal". Nossa visão é baseada nas interações entre a variabilidade climática global e os componentes do ciclo hidrológico regional. Aumentando a precipitação, a ameaça de períodos recorrentes de alta evaporação, e uma combinação de eventos climáticos de rotina e incomuns - como explosões extremas de ar frio - estão colocando a região em um território desconhecido.

    Níveis de água mensais recentes no Lago Superior e no Lago Erie (pontos pretos). Barras azuis são o recorde de cada mês do calendário, e as barras pretas são os mínimos recordes. Os níveis de água para maio de 2019 são apresentados como uma barra vermelha para maior clareza. Crédito:imagem desenvolvida usando o Great Lakes Dashboard online (https://www.glerl.noaa.gov/data/dashboard/GLD.html) mantida pelo Laboratório de Pesquisa Ambiental dos Grandes Lagos (GLERL) da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) e o Instituto Cooperativo de Pesquisa dos Grandes Lagos da Universidade de Michigan (CIGLR), CC BY-ND

    Calculando o orçamento de água dos lagos

    Os atuais níveis de água nos Grandes Lagos estão estabelecendo recordes. Lago Superior, o maior lago de água doce da Terra em área de superfície, ultrapassou seu recorde de 602,82 pés para o mês de maio, e está prestes a estabelecer um novo recorde para o mês de junho. Lago Erie, o nono maior lago do mundo em área de superfície, ultrapassou não só seu nível recorde de água para o mês de maio, mas também seu recorde mensal de nível de água de 574,28 pés, que se mantém desde junho de 1986.

    Esses extremos resultam de mudanças no orçamento de água dos Grandes Lagos - o movimento da água para dentro e para fora dos lagos. Os níveis de água nos lagos flutuam ao longo do tempo, influenciada principalmente por três fatores:chuva e neve sobre os lagos, evaporação sobre os lagos, e escoamento que entra em cada lago das terras circunvizinhas por meio de afluentes e rios. O escoamento é diretamente afetado pela precipitação sobre a terra, cobertura de neve e umidade do solo.

    As interações entre esses fatores geram mudanças na quantidade de água armazenada em cada um dos Grandes Lagos. Por exemplo, no final da década de 1990, as temperaturas da água de superfície nos Lagos Superior e Michigan-Huron aumentaram cerca de 2 graus C. A água evapora mais rapidamente quando está mais quente, e durante este período as taxas de evaporação foram quase 30% acima dos níveis médios anuais. Os níveis de água no Lago Michigan-Huron caíram para os níveis mais baixos já registrados.

    Then in 2014 the Midwest experienced an extraordinary cold air outbreak, widely dubbed the "polar vortex." The lakes froze and evaporation rates dropped. Como resultado, water levels surged.

    Runoff from melting snow that accumulates around the Great Lakes each winter, shown here on March 25, 2019, is one element of the lakes’ water budget. Crédito:NASA Earth Observatory

    At roughly the same time, precipitation was increasing. The 2017 Lake Ontario flood followed a spring of extreme overland precipitation in the Lake Ontario and Saint Lawrence River basins. The 2019 flood follows the wettest U.S. winter in history.

    What do these trends mean for water levels? In addition to the current onset of record highs, water levels in Lake Erie have been rising earlier in spring and declining earlier in fall. More winter precipitation is falling, often as snow. The snow is melting earlier in response to rising temperatures and shorter winters. The resulting runoff is then amplified in years like 2019 with large springtime rains. The net effect of this combination of hydrological events is that Lake Erie's current water levels are much higher than usual for this time of year.

    O papel da mudança climática

    Great Lakes water levels have varied in the past, so how do we know whether climate change is a factor in the changes taking place now?

    Precipitation increases in winter and spring are consistent with the fact that a warming atmosphere can transport more water vapor. Converting water from vapor to liquid and ice releases energy. Como resultado, increased atmospheric moisture contributes to more precipitation during extreme events. Isso é, when weather patterns are wet, they are very wet.

    Flooding in New York state along the Lake Ontario shoreline, 28 de maio 2019.

    Changes in seasonal cycles of snowmelt and runoff align with the fact that spring is coming earlier in a changing climate. Climate models project that this trend will continue. De forma similar, rising lake temperatures contribute to increased evaporation. When weather patterns are dry, this produces lower lake levels.

    Wet and dry periods are influenced by storm tracks, which are related to global-scale processes such as El Niño. De forma similar, cold air outbreaks are related to the Arctic Oscillation and associated shifts in the polar jet stream. These global patterns often have indirect effects on Great Lakes weather. It is uncertain how these relationships will change as the planet warms.

    Tools for better forecasts

    Rapid changes in weather and water supply conditions across the Great Lakes and upper Midwest are already challenging water management policy, engineering infrastructure and human behavior. We are undoubtedly observing the effects of a warming climate in the Great Lakes, but many questions remain to be answered.

    The Great Lakes are, collectively, a critical water resource. Government agencies and weather forecasters need new tools to assess how future climate conditions may affect the Great Lakes water budget and water levels, along with better shorter-term forecasts that capture changing conditions.

    Soils in most of the Great Lakes states are extremely wet. Por exemplo, in 99th percentile zones, soil moisture is higher than 98% of the entire historical record. Credit:NOAA (https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/Soilmst_Monitoring/US/Soilmst/Soilmst.shtml#)

    Innovative techniques, such as incorporating information from snow and soil moisture maps into seasonal water supply forecasts, can help capture a full picture of what is happening to the water budget. The bigger point is that past conditions around the Great Lakes are not a reliable basis for decision-making that will carry into the future.

    Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.




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