De graves sécheresses se sont produites simultanément dans les régions qui approvisionnent en eau le sud de la Californie près de six fois par siècle en moyenne depuis 1500, selon une nouvelle recherche menée par l'Université de l'Arizona.

L'étude est la première à documenter la durée et la fréquence des sécheresses simultanées dans les principales sources d'eau du sud de la Californie :le bassin de la rivière Sacramento, le bassin supérieur du fleuve Colorado et les bassins locaux du sud de la Californie.

Le rapport met en évidence ce qu'un chercheur précédent a surnommé les « sécheresses parfaites », lorsque les précipitations ou le débit des trois sources d'eau tombent en dessous de la médiane pendant deux ans ou plus. La sécheresse parfaite la plus récente a duré de 2012 à 2015.

Les sécheresses simultanées d'une durée de plusieurs années dans les trois sources d'eau du sud de la Californie posent « le défi le plus sérieux pour la gestion de l'eau, " écrivent les auteurs dans le Journal de l'Association américaine des ressources en eau .

Les chercheurs ont utilisé les anneaux de croissance annuels des arbres pour reconstituer l'histoire climatique des trois sources d'eau jusqu'en 1126. Pour la période de 1906 à 2017, la quantité de précipitations annuelles et le débit des cours d'eau ont été enregistrés par des instruments.

"Une telle reconstruction de l'approvisionnement en eau du sud de la Californie n'a jamais été réalisée auparavant, " a déclaré la première auteure Connie Woodhouse, professeur à l'École de géographie et de développement.

Le département californien des ressources en eau, ou CADWR, voulait connaître la fréquence et la durée passées des sécheresses sévères dans les principales sources d'approvisionnement en eau du sud de la Californie et a financé l'étude.

L'équipe a découvert que les sécheresses parfaites n'étaient pas inhabituelles et étaient uniformément réparties dans le temps depuis environ 1400, avec environ cinq à six de ces sécheresses tous les 100 ans, dit Woodhouse. Des sécheresses plus graves et à plus long terme se sont produites au cours des XIe et XIIe siècles plus chauds.

« Le département des ressources en eau de Californie utilise depuis longtemps des paléodonnées pour mieux comprendre la sécheresse, en tant que département des ressources en eau, " a déclaré le co-auteur David Meko, professeur-chercheur en dendrochronologie au Laboratoire de recherche sur les cernes des arbres.

Le co-auteur de Woodhouse et Meko est Erica Bigio, qui était membre de l'équipe de recherche à l'Université de l'Arizona et est maintenant maître de conférences à l'Université du Nevada, Réno.

Les chercheurs ont également testé si des modèles de circulation océanique ou atmosphérique spécifiques pouvaient être liés à la survenue de sécheresses parfaites. Le seul modèle qu'ils ont trouvé était que des sécheresses parfaites coïncidaient avec une haute pression au large de la côte nord-ouest du Pacifique qui pousse les tempêtes au nord des trois sources d'eau.

Le papier de l'équipe, « Une longue vue de l'approvisionnement en eau du sud de la Californie :les sécheresses parfaites revisitées, " doit être publié le XXXX DATE dans le Journal of the American Water Resources Association.

Woodhouse et Meko ont déjà étudié les sécheresses dans le bassin du fleuve Sacramento et le bassin du fleuve Colorado pour CADWR en utilisant des cernes d'arbres pour reconstruire les schémas d'écoulement des cours d'eau jusqu'au 10ème siècle ou avant. L'agence a demandé à l'équipe d'étendre les études précédentes pour inclure les sources d'eau dans le sud de la Californie.

Chaque anneau de croissance annuel d'un arbre reflète les conditions de croissance, y compris la température et les précipitations, au cours de cette année-là. En prélevant soit des carottes fines comme un crayon d'arbres vivants, soit des coupes transversales d'arbres morts, les scientifiques reconstituent les motifs des cernes annuels pour révéler les conditions de croissance remontant à des siècles. L'information climatique dans les cernes des arbres reflète également les variations du débit des cours d'eau, permettant de développer des reconstitutions d'écoulements passés.

Les eaux souterraines sont l'une des sources d'eau du sud de la Californie. Il n'y a pas assez d'enregistrements instrumentaux historiques des enregistrements des eaux souterraines pour développer une reconstruction remontant à des siècles, l'équipe a donc utilisé les précipitations comme indicateur des eaux souterraines.

Pour déterminer les précipitations passées pour le sud de la Californie depuis 890 ans, Bigio a dirigé l'équipe dans la collecte d'enregistrements supplémentaires sur les cernes des arbres des chaînes de montagnes, y compris le San Bernardino, Montagnes San Gabriel et San Jacinto.

L'équipe a également vérifié si des sécheresses parfaites coïncidaient avec des conditions atmosphériques ou océaniques spécifiques, qui était une nouvelle approche, dit Meko.

« Le Département des ressources en eau de Californie voulait que ces informations à long terme aident à la planification, " a-t-il dit. " La question plus large est de savoir quelles sont les causes de ces sécheresses simultanées dans ces différents bassins. "

Les chercheurs ont découvert qu'aucun modèle de circulation atmosphérique ou océanique, comme El Niño, correspondait à de graves sécheresses dans les trois bassins.

L'équipe a constaté que des sécheresses parfaites se sont produites dans le sud de la Californie lorsque les trajectoires de la tempête se sont déplacées vers le nord. Woodhouse a déclaré que plusieurs modèles de circulation atmosphérique différents peuvent provoquer ce changement.

Des sécheresses plus longues et plus sévères dans les trois bassins se sont produites aux XIe et XIIe siècles, une période où le climat était plus chaud, elle a dit.

"Nous avons eu une sécheresse parfaite de neuf ans et une sécheresse parfaite de sept ans - et elles étaient à peu près dans tout l'ouest, ", a déclaré Woodhouse.

Les chercheurs écrivent en terminant que, compte tenu des changements prévus dans la disponibilité de l'eau en raison du réchauffement, « des sécheresses parfaites telles que 2012-2015 peuvent devenir de plus en plus courantes, avec la possibilité que des événements encore plus longs se produisent. »