Засуха в Канаде - Drought in Canada

Среднее отклонение количества осадков от нормы над Канадой с осени 2000 года по лето 2002 года. Отклонение количества осадков относительно базового периода 1961-90 гг.

Годовые значения интенсивности засухи по Палмеру (PDSI) для а) Камлупс, Британская Колумбия, б) Саскатун, СК, в) Шербрук, КК, и г) Ярмут, штат Нью-Йорк. Сплошные линии обозначают средние значения за 10 лет.^[1]

Длительный, большой площади засухи среди Канадский самые дорогостоящие стихийные бедствия, имеющие серьезные последствия для широкого круга секторов, включая сельское хозяйство, лесное хозяйство, промышленность, муниципалитеты, отдых, человеческое здоровье, общество и экосистемы. Они часто снижают доступность воды, истощая влажность почвы, уменьшая ручьи, понижая уровень озера и водохранилища, и уменьшая грунтовые воды запасы. Это в конечном итоге влияет на несколько видов экономической деятельности, включая, например, сокращение сельскохозяйственного производства, сокращение производства гидроэлектроэнергии и увеличение затрат на транспортировку пресной воды. Засуха также создает серьезные экологические опасности, такие как сокращение качество воды, водно-болотное угодье потеря, эрозия почвы и деградация, и разрушение экологической среды обитания.

Хотя большинство регионов Канады испытали засуху, многие из южных регионов Канады Канадские прерии и интерьер Британская Колумбия наиболее восприимчивы. За последние два столетия на западе Канады произошло по крайней 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, реже и менее интенсивны. Тем не менее, в ХХ веке там были и крупные засухи. Засухи в Атлантические провинции встречаются еще реже. Засуха меньше беспокоит Северная Канада в основном из-за более низкой плотности населения. Однако учащение лесных пожаров в засушливые годы может иметь серьезные экономические последствия.

Редко засуха была настолько серьезной или обширной, как недавний эпизод 1999–2004 годов.^[2] Это была самая сильная засуха за последние сто лет в некоторых частях канадских прерий. Количество осадков значительно ниже нормы было зарегистрировано в районах Альберта и Саскачеван в течение более четырех лет подряд, с осени 1999 г. по весну 2004 г. Медицинская шляпа, Киндерсли, и Саскатун был более засушливым, чем в 2001 году. 2001 и 2002 годы, возможно, также принесли первые зарегистрированные засухи от побережья до побережья, но были редкими, поскольку они поражали районы, менее привыкшие к засухе, включая части Атлантическая Канада и северные сельскохозяйственные прерии (см. рис. 1). Канадский Валовой внутренний продукт упала на 5,8 млрд долларов в 2001 и 2002 годах. Кроме того, ранее надежные источники воды, такие как ручьи, заболоченные земли, водохранилища и грунтовые воды, подвергались стрессу и часто выходили из строя. Например, количество естественных прудов прерий в мае 2002 г. было самым низким за всю историю наблюдений, в то время как в 2001 г. в районе Великих озер-Св. Уровень воды Лоуренса упал до самого низкого уровня за более чем 30 лет, что значительно увеличило расходы на морские перевозки. В британская Колумбия и Манитоба, гидроэлектрический генерация была сокращена, 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 в населенных районах внутренней Британской Колумбии возникли пожары, вызванные засухой. К долгосрочным воздействиям относятся деградация почв из-за ветровой эрозии и ухудшение состояния пастбищ, восстановление которых может занять десятилетия и больше.

Высокие температуры поверхности усугубляют засухи за счет повышения эвапотранспирация летом и увеличивается сублимация и таяние снежный покров зимой. В течение 20 века среднегодовые температура воздуха повысилась примерно на 1 ° C над югом Канады, при этом наибольшее потепление наблюдается на западе, а наибольшие - зимой и весной. За тот же период ежегодно осадки значительно увеличился на большей части юга Канады, за исключением южной Альберты и Саскачевана. Совпадение со значительным повышением весенней температуры с 1980-х годов до настоящего времени было связано с быстрым сокращением снежный покров во второй половине снежного сезона. За последние 30–50 лет в среднем ручей снизился во многих частях Канады со значительным сокращением на юге. Уровни воды Великих озер в течение ХХ века существенно изменялись без каких-либо признаков долгосрочной тенденции. Более низкие уровни совпали с засухой 1930-х, начале 1960-х годов и недавним засушливым периодом 1999-2001 годов. Над прериями количество и уровень воды в заболоченных землях не показали четкой тенденции за последние 40–50 лет.

Индексы используемые для измерения засухи, демонстрируют значительную изменчивость в десятилетнем масштабе без каких-либо заметных долгосрочных тенденций в какой-либо части страны. Однако в большинстве южных регионов Канады с конца 1990-х до начала 2000-х годов были засухи. Наихудшие и самые продолжительные засухи в Канадских прериях во время инструментальный период произошел в начале ХХ века (1920-е и 1930-е годы). Палео исследования над юго-западными канадскими прериями с использованием хронология годичных колец датируемые 1597 годом, указывают на то, что в 20-м веке не было продолжительных засух 18-го и 19-го веков, когда засухи наблюдались десятилетиями.

Причины

Хотя были проведены значительные исследования засухи, до сих пор нет законченной теории, объясняющей их образование, сохранение и прекращение. Основным фактором начала и продолжения засухи являются особые схемы обращения в верхняя атмосфера. Например, над канадскими прериями сезон созревания продолжительные засушливые периоды связаны с устойчивой атмосферной циркуляцией, которая включает в себя большую амплитуду гребень по центру области. Этот гребень создает «Условия блокировки» это вытесняет следы шторма подальше от области. Засуха также может возникать и / или усиливаться зимой, когда из-за отсутствия снега весна становится ниже обычного. сток и, таким образом, уменьшился сток ручья и пополнение запасов влаги в резервуаре и почве. Уменьшение зимних осадков также вызвано устойчивыми моделями атмосферной циркуляции, которые включают: гребень над пораженным участком.

Засухи, как правило, продолжаются. Теплая сухая весна сменяется жарким сухим летом; теплое лето сменяется другим теплым летом; и так далее. Эта взаимосвязь, вероятно, связана с процессами обратной связи (такими как аномалии влажности почвы), которые усиливают или продлевают засушливые ситуации (однако для подтверждения этого требуются дополнительные исследования). Значительное количество исследований засухи в Канаде было проведено в рамках Инициатива исследования засухи, в котором подробно рассказывается о засухе 1999-2005 гг. в канадских прериях.

Причины сохранения моделей циркуляции, которые приводят к засухе, не совсем понятны, но, вероятно, связаны с поверхностными граничными условиями, такими как снег и лед покров, растительность, влажность почвы и температура поверхности моря (SST), которые заставляют климатическая система за счет изменения их оптических и тепловых свойств. Эти вынуждающие факторы напрямую влияют на атмосферный поток от местного до регионального, что, в свою очередь, может повлиять на крупный тираж над другими регионами земного шара (известными как телесоединения ). Для Канады значимые отношения между Эль-Ниньо^[3] и Ла-Нинья^[4] определены события, температура зимой / весной и осадки. В целом, Эль-Ниньо ассоциируется с более теплой / сухой зимой, а Ла-Нинья имеет противоположный эффект. Связь между канадским климатом и телекоммуникациями, такими как Тихоокеанская декадная осцилляция и Североатлантическое колебание также очевидны, но в основном в зимний период. Телесоединения летом не такие сильные. Однако недавние исследования показали, что некоторые Эль-Ниньо События связаны с летним дефицитом влаги на западе двух третей Канады, в то время как Ла-Нинья дает обилие летней влаги на крайнем западе Канады. Значительное отставание между летним увлажнением и крупномасштабными ТПМ создает основу для развития долгосрочное прогнозирование условий засухи в Канаде.

Примеры

Большой Ванкувер в последние годы был подвержен летним засухам.

Будущие засухи

В ответ на экономическое и экологическое значение засухи, была выражена научная озабоченность относительно изменение климата влияет на частоту, продолжительность и суровость засух в будущем в различных регионах земного шара, включая Канаду. Климатические модели прогнозируют значительное повышение температуры и в целом небольшое увеличение количества осадков над югом Канады. Это приводит к увеличению в будущем высыхания континентальных внутренних районов летом и связанному с этим риску засух. Повышенный риск засухи объясняется сочетанием повышенной температуры и потенциальная эвапотранспирация не уравновешивается осадками. Обратите внимание, что существует значительная неопределенность в отношении будущих осадков, особенно на региональной основе. Кроме того, нет единого мнения относительно будущих изменений в телесоединения и поскольку эти модели оказывают значительное влияние на температуру и осадки над Канадой, понимание относительной вероятности будущей засухи остается огромным пробелом в знаниях.

Мониторинг и прогноз

Для мониторинга засухи используются многочисленные индексы, измеряющие степень засухи. Они варьируются от тех, которые учитывают только осадки, до сложных индексов, которые включают подход водного баланса с использованием осадков, предшествующих влажность почвы, потенциал эвапотранспирация, и сток. Для Канады - информация в реальном времени о состоянии пастбищ, запасах поверхностных вод на фермах и некоторых других индексы засухи предоставляются в Сельское хозяйство и агропродовольствие Канады Часы засухи ^[5] интернет сайт. Сайт отслеживает риск и статус засухи в основных сельскохозяйственных регионах страны, а также пропагандирует методы снижения уязвимости к засухе. В Монитор засухи в Северной Америке ^[6] 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 нескольких индексов и местных воздействий, которые наилучшим образом отражают текущие условия засухи.

Прогнозирование засухи предполагает прогнозирование климатических аномалий, которые создают необычно засушливые условия в течение длительного периода. Environment Canada производит трехмесячный детерминированный прогнозы температуры и осадков на следующие 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 оценки вероятности того, что среднее сезонное будет выше, близко или ниже нормы, также представлены для периодов 1-3 и 2-4 месяцев. Прогнозы на 4–6, 7–9 и 10–12 месяцев составляются статистическим методом. Прогнозы обновляются ежемесячно и публикуются на сайте Environment Canada. Сезонные прогнозы ^[7] интернет сайт..

Приспособление

Адаптация предполагает приспособление к изменение климата, изменчивость и крайности, чтобы избежать или смягчить негативные воздействия и воспользоваться возможностями. Адаптация к засухе включает краткосрочные и долгосрочные действия, программы и стратегии, реализуемые как во время, так и перед засухой, чтобы помочь снизить риски для жизни людей, собственности и производственного потенциала. Канадцы имеют большой опыт адаптации к засухе, однако их стратегии различаются в зависимости от сектора и местоположения. Районы с повышенным риском засухи часто лучше подготовлены к засушливым условиям. Решения по адаптации к засухе принимаются на самых разных уровнях - от отдельных лиц до групп и учреждений, до местных и национальных органов власти. Существуют различные процессы или стратегии адаптации, включая разделение и / или несение убытков, изменение последствий засухи, исследования, обучение, изменения в поведении и избегание. Адаптивные меры включают: почва и сохранение воды, улучшенный орошение, строительство инфраструктуры (скважины, трубопроводы, резервуары) и разведка грунтовые воды запасы. Полезность этих стратегий зависит от местоположения, сектора, характера и времени засухи. Более эффективные меры управления могут быть приняты за счет улучшенного мониторинга засухи и расширенного прогнозирования. Корректировки, которые происходят после засухи, обычно менее эффективны по сравнению с запланированной упреждающей адаптацией.

Ключевые ссылки

Бонсал Б.Р., Эйдер Р., Гачон П., Лапп С. 2013. Оценка засухи в прериях Канады: прошлое, настоящее и будущее, Климатическая динамика, Том 41, Выпуск 2, стр. 501–516

Бонсал Б.Р., Чакраварти А.К. и Лоуфорд, Р. 1993. Телесвязь между аномалиями ТПО в северной части Тихого океана и вегетационным периодом продлила 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. и М. Регьер, 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, A.C., Финдлейтер, К.М., Хэдвен, Т. и О’Брайен, Э.Г. 2006. Анализ последовательных засух в канадских прериях, Исследование климата, 30, 175–187.

Maybank, J., Bonsal, B.R., Jones, K., Lawford, R.G., O’Brien, E.G., Ripley, E.A. и Уитон, Э. 1995. Засуха как стихийное бедствие, Атмосфера-Океан, 33, 195–222.

Мил, Г.А. и Stocker, T.F. 2007. Глобальные климатические прогнозы, Глава 10 в: Изменение климата 2007: Основы физических наук, Межправительственная группа экспертов по изменению климата, Cambridge University Press, Кембридж, Великобритания, стр. 747–845.

Sauchyn, D.J. и Скиннер, W.R. 2001. Отчет о суровости засухи на юго-западных равнинах Канады, Canadian Water Resources Journal, 26, 253–272.

Шаббар А., Бонсал Б. 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 и 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., Кульшрешта, С., Кошида, Г., Грант, К., Чипанши, А. и Бонсал, Б. 2005. Уроки, извлеченные из канадских засушливых лет 2001 и 2002: сводный отчет, Сельское хозяйство и агропродовольствие Канады, Публикация Совета по исследованиям Саскачевана № 11602-46E03, Саскатун, SK.

Чжан, X., Харви, К.Д., Хогг, В.Д. и Юзик, Т.Р. 2001. Тенденции речного стока Канады, Исследование водных ресурсов, 37, 987–998.

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

внешняя ссылка

внешняя ссылка

• Угрозы доступности воды в Канаде - 3. Засухи (Environment Canada )