

这个“金州”经历了一个严酷的冬天。在 10月1日至3月3日 之间,该州大部分气象站报告的降水量都高于正常水平。该州的积雪量已达到40年来第五大,有些地方的积雪厚度甚至高达 25英尺。
在经历了2011年至2017年长达六年的干旱以及去年的干旱冬季之后,这些水分是急需的。目前的积雪和水库 储备充足。但持续的降雨淹没了许多地区,包括北加州俄罗斯河沿岸的城镇。在格恩维尔,居民们在河流上涨到45英尺高时划船出行。雨水、洪水和泥石流还在全州各地摧毁了房屋和道路。
从干燥到湿润的剧烈转变预示着未来。科学家们预测,加州的年总降水量未来将保持接近不变,但降水将集中在更短的时间内,并且雨水比例会更高。该州还将经历更大的变异性——更湿润的年份和更干旱的年份都将增多。这些发现突显了收集雨水和改善老旧基础设施的必要性。
以下是加州当前和未来湿润季节的预期
本已多变的地区气候
就降雨和降雪而言,加州往往是“全有或全无”。“我们拥有大陆性美国最多变的气候,”水政策智囊团太平洋研究所(Pacific Institute)的研究主任海瑟·库利(Heather Cooley)说。“我们有非常非常湿润的年份,也有非常非常干旱的年份。”
加州降水的时机也很独特。该州属地中海气候,这意味着冬季湿润温和,夏季温暖干燥。但加州在夏季消耗大部分水,其中很大一部分用于灌溉作物。(美国大部分水果、蔬菜和坚果都生长在加州的中央谷地。)为了帮助增加夏季供水,农场和城市都依赖内华达山脉积雪融水。加州人还将多余的水储存在水库和地下含水层中。
该州大部分的降雨和降雪来自大气河流,“空中长而短暂的水汽输送走廊,”加州大学圣迭戈分校(University of California, San Diego)的研究气象学家亚历山大·格舒诺夫(Alexander Gershunov)说。这些河流由海洋水汽提供动力,随风流动,直到水汽被挤出。在加州,这发生在当大气河流撞击内华达山脉时,在西部内华达山脉地区下雨下雪,而该州东部则相对干燥。
“今年冬天我们看到了大量更冷(的大气河流),”加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的气候科学家丹尼尔·斯温(Daniel Swain)说。大气河流通常与暖湿的暴风雪有关,但今年加州既有暖湿也有冷湿的暴风雪。斯温将这些冷湿暴风雪追溯到平流层极地涡旋的破裂,这导致一股极地空气停留在加拿大上空,偶尔向南移动。此外,今年冬天的 极地涡旋扰动 导致了波浪状的急流,其中一个弯曲部分位于西海岸。由于急流的位置,“我们一直有一个有利于增加风暴的持续区域,”斯温说。
未来的干旱和洪水
尽管加州的气候一直多变,但本世纪从湿润到干旱的大幅摆动预示着整体气候将向更加戏剧性的未来转变。
由于地球两极变暖的速度比热带快,这两个气候带之间的温差正在缩小。这导致了亚热带干旱地区的扩张。这个亚热带地区正在侵入地中海气候区,包括智利、南非、澳大利亚和地中海盆地,导致这些地区的总降水量减少。
加州正在逆转这一趋势——根据格舒诺夫在2017年的一项 研究,该州年平均降水量预计将保持不变。但降雨强度预计会增加,这意味着在更短的时间内降雨量更大。这得益于大气河流。随着气温升高,大气携带的水分也更多。因此,尽管由于亚热带扩张和气温升高,加州的整体旱季将延长,但冬季的大气河流将比以前倾泻更多的水。
在2018年的一项 研究 中,斯温的团队评估了随着气候变暖预计出现的极端风暴和干旱的数量,预测到本世纪末,极端湿润事件将增加100%到200%。到2050年,类似2013年至2014年干旱年份的极端干旱年份将更加普遍,尤其是在南加州。“降水剧烈摆动”或从干旱到洪水季的即时转变将增加约50%。这将消除通常在极端天气之间起到缓冲作用的所谓“肩季”。当降雨发生时,将集中在冬季更短的窗口期。“我们正将一个本已狭窄的季节变得更加集中,牺牲了肩季,”斯温说。
这些变化可能带来灾难性的后果。在他的研究中,斯温考虑了1862年“大洪水”之类的洪水风险——那场洪水 造成数千人死亡 并形成了一个300英里长的内陆海。他发现,到2060年,发生同等规模事件的几率为50%。“这基本上会淹没现在居住着数百万人土地,”斯温说。
适应的机会
如果重雨淹没了该州老化的水坝,可能会导致灾难。美国陆军工程师兵团(Army Corps of Engineers)的一份 最新报告 发现,一场罕见而强大的风暴可能导致洛杉矶附近的惠蒂埃窄地大坝(Whittier Narrows Dam)溃决,威胁下游社区的生命安全。
未来的干旱也将考验加州的水资源储备。而且,由于气温升高导致地表干燥,干旱将变得更加严峻。太平洋研究所的库利说,像加州今年这样一个湿润的冬天不足以恢复该州的地下含水层。在积雪和地表水越来越少的情况下,地下水是抵御干旱的关键。而且,正如库利指出的,现在流经“金州”的大部分雨水 由于铺设的路面和渠道化水道,直接流入大海。
好消息是,该州可以做很多事情——或者已经正在做——来适应湿润、干旱和变暖的未来。“我认为我们有巨大的机会重新思考我们如何管理水和土地使用,”库利说。
加州官员正在研究多种方法来加强补给,包括修建渗水池和直接向地下注水。库利说,要求工业和商业开发项目采用透水地面设计,并增加雨水花园等设施,也可以帮助储存雨水。
根据太平洋研究所2014年的一份 报告,通过收集雨水,南加州和旧金山湾区每年可以额外储存42万至63万英亩英尺的水,这接近洛杉矶每年的用水量。
斯温说,位于萨克拉门托郊外的 约洛绕道(Yolo Bypass) 也是防洪的一个绝佳范例。官员们将萨克拉门托河的多余水流引至这个泛洪区,水流浸润稻田并形成湿地栖息地。这对农民、野生动物和防洪来说都是一场胜利。斯温说,这比建造更多水坝更便宜、风险也更低。“这似乎确实有可能利用一种极端来减轻另一种极端带来的风险。”