本文最初發表在對話。該出版物將文章貢獻給了現場科學的專家聲音：專家和見解。
美國的兩個最大水庫，米德湖在亞利桑那州/內華達州邊境上鮑威爾湖在亞利桑那州/猶他州邊境上，2000年的邊界都充滿了。四年後，他們失去了足夠的水為加利福尼亞提供合法分配的份額科羅拉多河水五年多。現在，17年後，他們仍然沒有康復。
這次持續的，前所未有的事件威脅著洛杉磯，聖地亞哥，鳳凰城，圖森，丹佛，鹽湖城，阿爾伯克基，以及世界上一些最有生產力的農業土地。了解導致它的原因至關重要，以便水管理人員可以製定逼真的用水和保護計劃。
儘管過度使用發揮了作用，但儲層下降的很大一部分是由於正在進行的干旱，始於2000年，導致河流大大減少。大多數乾旱是由於缺乏降水引起的。然而，我們發表的研究表明，流量下降的大約三分之一可能是由於由於氣候變化而導致的科羅拉多河上盆地的溫度較高。
這種區別很重要，因為氣候變化會導致長期變暖，這將持續數百年。正如當前的“熱乾旱”所顯示的那樣，氣候變化引起的變暖有可能使所有乾旱更加嚴重，將本來可以謙虛的干旱變成嚴重的干旱，而嚴重的干旱變成了前所未有的干旱。
氣候變化如何減少河流的流量
在我們的研究中，我們發現從2000年到2014年的這一時期是1906年以來正式流量測量開始的最嚴重的15年干旱。在這些年中，科羅拉多河的年度流量平均低於20世紀的平均水平。
在1950年代類似的15年干旱期間，年度流量下降了18％。但是在這種干旱期間，該地區更乾燥：降雨減少了約6％，而2000年至2014年之間的降雨量減少了約4.5％。那麼，為什麼最近的干旱是有記錄中最嚴重的呢？
答案很簡單：高溫。從2000年到2014年，上盆地的溫度（在那裡產生了科羅拉多河的大部分徑流）的溫度比20世紀平均水平高1.6華氏度。這就是為什麼我們將此活動稱為熱潮的原因。高溫在2015年和2016年繼續進行，而低於平均水平的流量也是如此。預計2017年的徑流將高於平均水平，但這只會適度改善儲層量。
高溫在許多方面都會影響河流。再加上較早的降雪，它們導致了更長的生長季節，這意味著植物的水需求日期更多。較高的溫度還增加了每天的植物用水和水體和土壤蒸發。總而言之，隨著它的溫暖，氣氛抽更多的水從所有可用的來源中，每度華氏度高達4％，因此水流入河流。這些發現還適用於美國西南部的所有半乾旱河流，尤其是里奧格蘭德。
一個更熱烈，更乾燥的未來
知道變暖與河流之間的關係，我們可以預測科羅拉多州將如何受到未來氣候變化的影響。氣候模型的溫度預測是基於經過良好測試的物理學的強大科學發現。在科羅拉多河盆地中，在假定適度或高溫室氣體排放的情況下，預計溫度將溫暖5°F，而20世紀平均水平為20世紀的平均水平。到本世紀末，如果沒有減少全球溫室氣體排放，該地區將變暖9.5°F。
我們使用從觀察結果支撐的簡單但牢固的關係，我們和我們的同事計算了河流流量如何受到較高溫度的影響。我們發現科羅拉多河流量下降了大約每位華氏度增加4％，大約與上面討論的大氣水蒸氣保持能力的增加大致相同。因此，到本世紀末，變暖可以將科羅拉多州的水流降低20％或以上，降至20世紀的平均水平，到本世紀末多達40％。排放量的減少可以使2100的變暖幅度從9.5°F減少到6.5°F，這將使河流流量減少約25％。
大量降水量增加可能會抵消這些全部但確定的未來溫度升高的下降。但是要實現這一目標，降水必須在本世紀中葉平均增加8％，到2100年的降水量必須增加15％。
在一年中，一年中，這些巨大的增長將是可觀的。 20世紀降水量的長達十年最大的增加是8％。當1980年代在科羅拉多州盆地的10年中發生這種增長時，造成了大規模的洪水威脅格倫峽谷大壩的結構穩定性，由於溢洪道故障與最近在加利福尼亞奧羅維爾大壩的倒塌。
由於幾個原因，我們認為不會發生這些大降水量。科羅拉多河盆地和全球其他地區基本相同的緯度，例如地中海地區以及智利，南非和澳大利亞地區，尤其面臨乾燥的風險，因為它們立即位於地球主要沙漠中。這些沙漠預計將伸展極隨著氣候溫暖。在科羅拉多河流域，南部的干燥地區有望侵占該盆地最有生產力的雪和徑流區域。
此外，氣候模型並不同意科羅拉多州盆地的未來降水量是否會增加或減少，更不用說多少了。雨量計的測量表明，自1896年以來，科羅拉多州上盆地的降水沒有顯著長期變化，這在未來的大幅增長更加令人懷疑。
巨型持續20到50年或更長時間，還提供了另一個避免對降水量過多信心的原因。我們知道樹環研究回到盆地以前發生過的公元800年。
幾項新研究表明，隨著溫度升高，巨型摩根巨人在21世紀的可能性，到一個發生的機率大於80％。因此，儘管我們可能有平均降水量或高於平均水平的時期，但似乎我們的流量比平常還要少數十年。
計劃較低的流量
2017年3月是科羅拉多州歷史上最溫暖的遊行，溫度令人驚嘆的8.8°F高於正常。面對這一記錄的溫暖，積雪和預期的徑流大幅下降。顯然，科羅拉多河流域的氣候變化在這裡，這是嚴重的，需要多種反應。
實施新的水協議需要數年的時間，因此，州，城市和主要用水用戶現在應該開始計劃，以減少溫度引起的流量下降。西南部的充足可再生能源和生產太陽能的低成本，我們還可以領先於減少溫室氣體排放，誘使其他地區也這樣做。未能針對氣候變化採取行動意味著接受科羅拉多河流域將繼續枯竭的很高風險。
布拉德·烏德爾（Brad Udall），科羅拉多水研究所高級研究科學家，科羅拉多州立大學和喬納森·奧弗（Jonathan Overpeck），環境研究所主任，傑出科學教授，攝政學教授地球科學，水文學和大氣科學教授，亞利桑那大學
