Засуха в Канаде

Среднее отклонение количества осадков от нормы над Канадой с осени 2000 г. по лето 2002 г. Отклонение количества осадков относится к базисному периоду 1961–1990 гг.

Годовые значения серьезности засухи Палмера (PDSI) для а) Камлупса, Британская Колумбия, б) Саскатуна, СК, в) Шербрука, Квебек, и г) Ярмута, Северная Каролина. Сплошные линии представляют средние значения за 10 лет.

Длительные, обширные засухи являются одними из самых дорогостоящих стихийных бедствий в Канаде, оказывающих серьезное воздействие на широкий спектр секторов, включая сельское хозяйство , лесное хозяйство , промышленность , муниципалитеты , отдых , здоровье человека , общество и экосистемы . Они часто создают угрозу доступности воды, истощая влажность почвы , уменьшая сток рек , понижая уровень озер и водохранилищ, а также уменьшая грунтовых вод запасы . В конечном итоге это влияет на некоторые виды экономической деятельности, включая, например, сокращение сельскохозяйственного производства, сокращение выработки гидроэлектроэнергии и увеличение затрат на транспортировку пресной воды. Засухи также создают серьезные экологические опасности, такие как снижение качества воды , водно-болотных угодий потеря почвы , эрозия и деградация экологической , а также разрушение среды обитания .

Хотя большинство регионов Канады испытали засуху, многие южные регионы канадских прерий и внутренние районы Британской Колумбии наиболее уязвимы . За последние два столетия в западной Канаде произошло по меньшей мере 40 засух, причем многолетние эпизоды наблюдались в 1890-х, 1910-х, 1930-х, 1960-х, 1980-х и начале 2000-х годов. Засухи на юге Онтарио/Квебека обычно короче, меньше по площади, менее часты и менее интенсивны. Тем не менее, в 20 веке здесь случались и серьезные засухи. Засухи в атлантических провинциях случаются еще реже. Засухи вызывают меньшую озабоченность в северной Канаде, главным образом из-за более низкой плотности населения. Однако увеличение частоты лесных пожаров в засушливые годы может иметь серьезные экономические последствия. В отчете Министерства сельского хозяйства и агропродовольственной промышленности Канады за 2023 год говорится, что 97% сельскохозяйственных ландшафтов в прериях «аномально засушливы или испытывают засуху от умеренной до исключительной». В Альберте в декабре 2023 года действовало 51 предупреждение о нехватке воды.

Редко засуха была столь серьезной и обширной, как эпизод 1999-2004 годов. Это была самая сильная засуха за последние сто лет в некоторых частях канадских прерий. количество осадков значительно ниже нормы наблюдалось В районах Альберты и Саскачевана в течение более четырех лет подряд, с осени 1999 года по весну 2004 года. Ни один зарегистрированный год между Медисин-Хэтом , Киндерсли и Саскатуном не был более засушливым, чем 2001 год. 2001 и 2002 годы возможно, также стали причиной первых зарегистрированных засух по всему побережью и были редкими, поскольку они затрагивали районы, менее привыкшие к засухам, включая части атлантической Канады и северные сельскохозяйственные прерии (см. Рисунок 1). Канады Валовой внутренний продукт в 2001 и 2002 годах упал на 5,8 миллиарда долларов. Кроме того, ранее надежные источники воды, такие как ручьи, водно-болотные угодья, водохранилища и грунтовые воды, оказались под нагрузкой и часто выходили из строя. Например, количество естественных прудов в прериях в мае 2002 года было самым низким за всю историю наблюдений, тогда как в 2001 году Великие озера-Сент. Уровень воды в Лоуренсе упал до самой низкой точки за более чем 30 лет, что значительно увеличило расходы на морские перевозки. В Колумбии и Манитобе В Британской производство гидроэлектроэнергии было сокращено, что потребовало дополнительных закупок электроэнергии в соседних юрисдикциях. В 2002 году количество лесных пожаров в Альберте увеличилось в пять раз по сравнению со средним показателем за десять лет, а летом 2003 года населенные районы внутренней части Британской Колумбии пострадали от пожаров, вызванных засухой. К долгосрочным последствиям относятся деградация почв в результате ветровой эрозии и ухудшение состояния пастбищ, на восстановление которых могут уйти десятилетия и больше.

Высокие приземные температуры усиливают засуху, увеличивая испарение летом и усиливая сублимацию и таяние снежного покрова зимой. В течение 20-го века средняя годовая температура воздуха увеличилась примерно на 1 ° C на юге Канады, при этом наибольшее потепление наблюдалось на западе, а наибольшие темпы наблюдались зимой и весной. За тот же период годовое количество осадков значительно увеличилось на большей части южной Канады, за исключением южной Альберты и Саскачевана. Совпадая со значительным повышением весенней температуры, период с 1980-х годов по настоящее время был связан с быстрым сокращением снежного покрова во второй половине снежного сезона. За последние 30–50 лет средний расход реки снизился во многих частях Канады, причем значительное сокращение произошло на юге. Уровень воды в Великих озерах демонстрировал существенные колебания в течение 20-го века без каких-либо признаков долгосрочной тенденции. Более низкие уровни совпали с засухами 1930-х, начала 1960-х годов и недавним засушливым периодом 1999-2001 годов. В прериях количество и уровень воды водно-болотных угодий не показали четкой тенденции за последние 40–50 лет.

Индексы, используемые для измерения засухи, демонстрируют значительную изменчивость в десятилетнем масштабе без каких-либо долгосрочных тенденций, заметных в какой-либо части страны. Однако в большинстве южных регионов Канады в конце 1990-х - начале 2000-х годов наблюдались засушливые условия. Самые сильные и продолжительные засухи во всех канадских прериях в инструментальный период произошли в начале 20-го века (1920-е и 1930-е годы). Палеоисследования юго-западных канадских прерий с использованием хронологии годичных колец, начиная с 1597 года, показывают, что в 20-м веке не было продолжительных засух 18-го и 19-го веков, когда засухи были очевидны на протяжении десятилетий.

Причины

Пыль с сухой земли, Ривердейл-парк , Торонто.

Хотя были проведены значительные исследования засух , до сих пор не существует полной теории, объясняющей их возникновение, устойчивость и прекращение. Основным фактором возникновения и продолжения засухи являются характерные особенности циркуляции в верхних слоях атмосферы . Например, в канадских прериях продолжительные засушливые периоды вегетационного периода связаны с постоянной атмосферной циркуляцией, которая включает в себя гребень большой амплитуды , сосредоточенный над этой территорией. Этот хребет создает «блокирующие условия» , которые смещают следы штормов за пределы этого района. Засуха также может начаться и/или усилиться зимой, когда отсутствие снегопадов приводит к меньшему, чем обычно, весеннему стоку и, таким образом, к уменьшению стока рек и пополнения влаги в водоемах и почве. Уменьшение зимних осадков также вызвано устойчивыми моделями атмосферной циркуляции, которые включают образование гребней над пострадавшей территорией.

Засухи имеют тенденцию сохраняться. За теплыми сухими веснами следует жаркое и сухое лето; теплое лето следует за другим теплым летом; и так далее. Эта взаимосвязь, вероятно, связана с процессами обратной связи (такими как аномалии влажности почвы), которые усиливают или продлевают ситуации засухи (однако для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования). Значительный объем исследований засухи в Канаде был проведен в рамках Инициативы по исследованию засухи , которая всесторонне сосредоточилась на засухе 1999-2005 годов в канадских прериях.

Причины сохранения моделей циркуляции, которые приводят к засухе, не совсем понятны, но, вероятно, связаны с граничными условиями на поверхности, такими как снежный и ледяной покров, растительность, влажность почвы и температура поверхности моря (ТПМ), которые заставляют климатическую систему изменяться. по их оптическим и термическим свойствам. Эти вынуждающие факторы напрямую влияют на локальные и региональные атмосферные потоки, которые, в свою очередь, могут влиять на крупномасштабную циркуляцию в других частях земного шара (так называемые телесоединения ). Для Канады значимые связи между Эль-Ниньо и девушка были определены зимние/весенние температуры и осадки. В целом Эль-Ниньо ассоциируется с более теплыми/сухими зимами, тогда как Ла-Нинья имеет противоположный эффект. Связь между канадским климатом и телекоммуникациями, такими как Тихоокеанское десятилетнее колебание и Североатлантическое колебание, также очевидна, но в основном в зимний сезон. связь Летом не такая сильная. Однако недавние исследования показали, что некоторые явления Эль-Ниньо связаны с летним дефицитом влаги на западных двух третях Канады, в то время как Ла-Нинья производит избыток летней влаги на крайнем западе Канады. Значительный разрыв между летней влажностью и крупномасштабными ТПМ обеспечивает основу для разработки долгосрочного прогнозирования условий засухи в Канаде.

Примеры

В последние годы Большой Ванкувер подвержен летним засухам.

Будущие засухи

В ответ на экономическое и экологическое значение засух была выражена научная обеспокоенность по поводу воздействия изменения климата на будущую частоту, продолжительность и серьезность засух в различных регионах земного шара, включая Канаду. Климатические модели прогнозируют значительное повышение температуры и в целом небольшое увеличение количества осадков на юге Канады. Это приведет к будущему увеличению летнего внутреннего высыхания континентов и связанному с этим риску засух. Повышенный риск засухи объясняется сочетанием повышенной температуры и потенциальной эвапотранспирации, не уравновешиваемой осадками. Обратите внимание, что существует значительная неопределенность в отношении будущих осадков, особенно на региональной основе. Кроме того, нет единого мнения относительно будущих изменений в телекоммуникациях , и поскольку эти закономерности оказывают значительное влияние на температуру и количество осадков в Канаде, понимание относительной вероятности будущей засухи остается огромным пробелом в знаниях.

Мониторинг и прогнозирование

Для мониторинга засухи используются многочисленные индексы, измеряющие серьезность засухи. Они варьируются от тех, которые учитывают только осадки , до сложных индексов, которые включают подход водного баланса с использованием осадков, предшествующей влажности почвы , потенциальной эвапотранспирации и стока . В Канаде информация в режиме реального времени о состоянии пастбищ, запасах поверхностных вод на фермах и некоторых индексах засухи предоставляется в журнале в сельском хозяйстве и агропродовольственном секторе Канады». « Наблюдение за засухой веб-сайт. Сайт отслеживает риск и состояние засухи в основных сельскохозяйственных регионах страны, а также пропагандирует методы снижения уязвимости к засухе. Североамериканский монитор засухи была создана в результате совместных усилий экспертов по засухе в Канаде, Мексике и США для еженедельного мониторинга засухи. На сайте представлены карты Северной Америки, основанные на синтезе множества индексов и местных воздействий, которые лучше всего отражают текущие условия засухи.

Прогнозирование засухи предполагает прогнозирование климатических аномалий, которые приводят к необычно засушливым условиям в течение длительного периода. Министерство окружающей среды Канады выпускает трехмесячные детерминированные прогнозы температуры и осадков на последующие периоды 1–3, 2–4, 4–6, 7–9 и 10–12 дней. Прогнозы на 1–3 и 2–4 месяца основаны на совокупности из 40 прогонов моделей. Вероятностные прогнозы , которые дают оценку вероятности того, что среднее сезонное значение будет выше, близко или ниже нормы, также предоставляются для периодов 1–3 и 2–4 месяца. Прогнозы на 4–6, 7–9 и 10–12 месяцев составляют статистическим методом. Прогнозы обновляются ежемесячно и публикуются в Сезонных прогнозах Министерства окружающей среды Канады, заархивированных 10 февраля 2009 г. на Wayback Machine. веб-сайт.

Приспособление

Адаптация включает в себя адаптацию к изменению климата , изменчивости и экстремальным явлениям, чтобы избежать или смягчить негативные последствия и извлечь выгоду из возможностей. Адаптация к засухе включает краткосрочные и долгосрочные действия, программы и политику, реализуемые как во время, так и до засухи, чтобы помочь снизить риски для жизни людей, имущества и производственного потенциала. Канадцы имеют большой опыт адаптации к засухе, однако их стратегии различаются в зависимости от сектора и местоположения. Районы с более высоким риском засухи часто лучше подготовлены к борьбе с засушливыми условиями. Решения по адаптации к засухе принимаются на различных уровнях: от отдельных лиц до групп и учреждений, а также местных и национальных органов власти. Существуют различные процессы или стратегии адаптации, включая разделение и/или перенос потерь, изменение последствий засухи, исследования, образование, изменение поведения и избегание. Адаптационные меры включают почвы и сохранение воды , улучшение орошения , строительство инфраструктуры (колодцы, трубопроводы, резервуары) и разведку запасы подземных вод . Полезность этих стратегий зависит от местоположения, сектора, характера и времени засухи. Более эффективные меры управления могут быть достигнуты за счет улучшения мониторинга засух и расширенного прогнозирования. Корректировки, происходящие после засухи, как правило, менее эффективны по сравнению с запланированной упреждающей адаптацией.

Ключевые ссылки

Бонсал, Б.Р., Айдер, Р., Гачон, П., Лапп, С. 2013. Оценка засухи в канадских прериях: прошлое, настоящее и будущее, Динамика климата, Том 41, Выпуск 2, стр. 501–516.

Бонсал, Б.Р., Чакраварти, А.К. и Лоуфорд, Р.Г. 1993. Телесвязь между аномалиями ТПМ в северной части Тихого океана и вегетационным периодом, продлевающим засушливые периоды в канадских прериях, Международный журнал климатологии, 13, 865–878.

Бонсал Б.Р., Шаббар А. и Хигучи К. 2001. Влияние низкочастотных режимов изменчивости на зимнюю температуру в Канаде, Международный журнал климатологии, 21, 95-108.

Бонсал, Б.Р. и Режье, М., 2007 г. Историческое сравнение засухи 2001/2002 гг. в канадских прериях, Climate Research, 33, 229–242.

Браун, Р.Д. 2000. Изменчивость и изменение снежного покрова в Северном полушарии, 1915–97, Journal of Climate, 13, 2339–2355.

Чипанши, А.К., Финдлейтер, К.М., Хадвен, Т. и О'Брайен, Э.Г. 2006. Анализ последовательных засух в канадских прериях, Исследования климата, 30, 175–187.

Мейбанк Дж., Бонсал Б.Р., Джонс К., Лоуфорд Р.Г., О'Брайен Э.Г., Рипли Э.А. и Уитон Э. 1995. Засуха как стихийное бедствие, Атмосфера-Океан, 33, 195–222.

Мил, Г.А. и Стокер, Т.Ф. 2007. Глобальные климатические прогнозы, глава 10 в: Изменение климата, 2007 г.: Физическая научная основа, Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания, стр. 747–845.

Сочин, Д.Д. и Скиннер, У.Р., 2001. Прокси-данные о серьезности засухи на юго-западных канадских равнинах, Canadian Water Resources Journal, 26, 253–272.

Шаббар А., Бонсал Б.Р. и Хандекар М. 1997. Характер осадков в Канаде, связанный с южным колебанием, Journal of Climate, 10, 3016–3027.

Шаббар А. и Хандекар М. 1996. Влияние Эль-Ниньо-Южного колебания на температурное поле над Канадой, Атмосфера-Океан, 34, 401–416.

Шаббар А. и Скиннер В. 2004. Характер летней засухи в Канаде и взаимосвязь с глобальной температурой поверхности моря, Journal of Climate, 17, 2866–2880.

Уитон Э., Виттрок В., Кулшрешта С., Кошида Г., Грант К., Чипанши А. и Бонсал Б.Р. 2005. Уроки, извлеченные из канадских засушливых лет 2001 и 2002 годов: сводный отчет, Сельское хозяйство и агропродовольствие Канады, Публикация Исследовательского совета Саскачевана № 11602-46E03, Саскатун, СК.

Чжан К., Харви К.Д., Хогг В.Д. и Юзик Т.Р. 2001. Тенденции в речном стоке Канады, Исследования водных ресурсов, 37, 987–998.

Чжан К., Винсент Л.А., Хогг В.Д. и Ниитсоо А. 2000. Тенденции температуры и осадков в Канаде в 20 веке, Атмосфера-Океан, 38, 395–429.