L'interaction entre la salinité des eaux de surface et le changement climatique dans le centre de New York fait l'objet d'un récent article rédigé par des chercheurs du Collège des arts et des sciences de l'Université de Syracuse.
Kristina Gutchess, un doctorat candidat en Sciences de la Terre, est l'auteur principal d'un article dans la prestigieuse revue Sciences et technologies de l'environnement (Éditions AEC). Ses co-auteurs à Syracuse incluent Laura Lautz, le professeur Jesse Page Heroy et chaire des sciences de la Terre, et Christa Kelleher, maître de conférences en sciences de la Terre.
Un autre co-auteur est le doctorat de Gutchess. superviseur, Professeur agrégé Zunli Lu.
Le groupe est complété par Li Jin G'08, professeur agrégé de géologie à SUNY Cortland; José L. J. Ledesma, chercheur postdoctoral en sciences aquatiques et évaluation à l'Université suédoise des sciences agricoles; et Jill Crossman, professeur adjoint de sciences de la Terre et de l'environnement à l'Université de Windsor (Ontario).
Le document s'appuie sur l'étude du groupe sur l'impact du sel de déglaçage de l'Interstate 81 et d'autres routes et autoroutes environnantes sur le bassin versant de la rivière Tioughnioga. Gutchess dit que leurs découvertes la rendent "prudemment optimiste" quant aux futures concentrations de chlorure dans les eaux de surface du bassin versant.
« L'application à long terme de sels de voirie a entraîné une augmentation du niveau de salinité de la rivière, " dit Gutchess, qui étudie les processus affectant la qualité des eaux de surface et des eaux souterraines. « Bien que divers modèles aient été utilisés pour évaluer les impacts potentiels futurs des pratiques de dégivrage continues, ils n'ont pas intégré différents scénarios climatiques, qui devraient avoir un impact sur l'hydrogéologie au 21e siècle.
L'équipe de Gutchess a combiné diverses approches informatiques avec des travaux de terrain rigoureux et des analyses en laboratoire pour simuler les concentrations de chlorure dans les eaux de surface dans le Tioughnioga, un grand Profond, affluent de 34 milles de la rivière Chenango, traversant les comtés de Cortland et de Broome.
L'INCA (abréviation de « INtegrated CAtchment ») était au cœur de leur expérience, une plate-forme semi-distribuée de modélisation des bassins versants qui évalue les enjeux liés aux changements environnementaux. Gutchess a calibré le modèle pour un historique, ou de base, période (1961-90), et utilisé les résultats pour faire des projections pour trois intervalles de 30 ans :2010-39, 2040-69 et 2070-99.
Sur la base des projections du modèle, la salinité des branches est et ouest du Tioughnioga commencera à diminuer dans 20-30 ans. « Une tendance au réchauffement progressif entre 2040 et 2099 entraînera une réduction des chutes de neige et des applications de sel associées, faisant baisser la salinité [de la rivière]. D'ici 2100, les concentrations de chlorure dans les eaux de surface devraient être inférieures aux valeurs des années 1960, " dit Gutchess.
C'est potentiellement une grande nouvelle pour une partie du pays qui a connu une augmentation des concentrations de chlorure dans les eaux de surface depuis les années 1950, quand le salage des routes a commencé.
Le sel, ou chlorure de sodium, est le produit chimique de dégivrage le plus couramment utilisé dans le pays, à un rythme de plus de 10 millions de tonnes par an.
Dans l'État de New York, un événement hivernal typique nécessite 90 à 450 livres de sel par voie-mile. La circulation automobile capte environ 10 pour cent des résidus; le reste entre dans les bassins versants adjacents sous forme de ruissellement, mettant en péril les écosystèmes terrestres et les ressources en eau potable.
L'étude hydrogéologique de Gutchess est l'une des rares à combiner la variabilité climatique à long terme et la gestion de la salinité. Le cadre du modèle INCA a permis à son équipe d'évaluer la réponse du flux dans 16 scénarios futurs différents, compte tenu du climat, l'utilisation des terres et la gestion de la neige.
"Inca a été développé à l'origine pour évaluer les sources d'azote dans les bassins versants d'un fleuve principal à un seul cours d'eau, " dit Jin. " Tiens, nous avons modifié le modèle pour incorporer une nouvelle structure multi-branches, nous permettant de simuler des estimations quotidiennes des concentrations de chlorure dans les cours d'eau. Nous avons également tenu compte des différences dans les pratiques de salage entre les zones rurales et urbaines. »
Selon l'INCA, le sel de voirie représente plus de 87 pour cent de la salinité de Tioughnioga. Pratiques de dégivrage actuelles, combinée à une urbanisation accrue, augmentera probablement sa salinité, Mais seulement pendant un certain temps, grâce en partie au changement climatique.
Selon Lou, l'étude suggère que les impacts climatiques ne sont pas toujours négatifs dans une région spécifique :« Il est important de comprendre les nuances du changement climatique à différentes échelles temporelles et géographiques. ce projet nous aidera à mieux gérer nos ressources, à mesure que nous nous adaptons aux changements futurs."
Avec un clin d'œil et un clin d'œil, il ajoute, "À la fois, nous ne devrions pas faire de déclarations générales sur le changement climatique. Nul n'est exempt de ses effets, pour ou contre."
Gutchess est membre d'EMPOWER, un programme de formation d'études supérieures en eau et énergie à Syracuse, parrainé par la National Science Foundation et dirigé par Lautz. Un soutien supplémentaire à la recherche de Gutchess provient du nouveau campus de l'université en tant que programme de laboratoire pour la durabilité. Après avoir obtenu son diplôme en mai, elle commencera des recherches postdoctorales à Yale.
