A l'été 2019, Rosemary Carroll, scientifique du Desert Research Institute (DRI), Doctorat., attendu l'arrivée de la mousson nord-américaine, qui apporte normalement une dose d'humidité estivale nécessaire à la région où elle vit à Crested Butte, Colo. - mais pour la quatrième année consécutive, les pluies ne sont jamais vraiment venues.

"2019 n'a connu qu'une épouvantable mousson, " Carroll a déclaré. "Juste la mousson la plus faible. Et nous avions eu quelques années de faibles moussons avant cela, ce qui m'avait vraiment fait me demander, quelle est l'importance de l'écoulement de la mousson à la fin de l'été ici dans le bassin supérieur du fleuve Colorado ? Et comment les moussons influencent-elles le débit de l'année suivante ? »

Travaillant en partenariat avec ses collègues David Gochis, Doctorat., du National Center for Atmospheric Research et Kenneth Williams, Doctorat., du Laboratoire national Lawrence Berkeley, Carroll a entrepris d'explorer l'importance des pluies de mousson dans la génération d'écoulement dans un bassin d'amont du fleuve Colorado.

Les conclusions de l'équipe, qui sont publiés dans un nouveau journal en Lettres de recherche géophysique , soulignent à la fois l'importance des pluies de mousson dans le maintien de l'approvisionnement en eau du fleuve Colorado supérieur et la capacité décroissante des moussons à reconstituer le débit d'été dans un avenir plus chaud avec moins d'accumulation de neige.

Leur étude porte sur le bassin versant de l'East River, un vierge, haute altitude, le bassin d'amont du fleuve Colorado dominé par la neige et une partie du programme Watershed Function Scientific Focus Area (SFA) qui explore comment les perturbations dans les systèmes montagneux, comme les inondations, la sécheresse, l'évolution du manteau neigeux et la fonte des neiges plus tôt - ont un impact sur la distribution d'eau en aval, nutriments, carbone, et métaux.

À l'aide d'un modèle hydrologique et de plusieurs décennies de données climatiques du bassin versant de l'East River, Carroll et ses collègues ont découvert que les pluies de mousson fournissent normalement environ 18 pour cent de l'eau du bassin et produisent environ 10 pour cent du débit annuel, avec un écoulement généré principalement dans les altitudes plus élevées du bassin.

"La quantité d'écoulement produit par les moussons, bien qu'il ne soit pas géographiquement étendu, est en fait assez substantiel, " Carroll a déclaré. "Il était plus grand que je ne le pensais. Cela ne signifie pas que toute cette eau arrive dans un réservoir - une partie est probablement utilisée par la végétation riveraine ou l'irrigation, mais cela va quand même pour répondre à certains besoins dans le bassin."

Prochain, l'équipe a exploré la capacité de ces pluies estivales à produire un écoulement fluvial pendant les années fraîches avec une forte accumulation de neige, et pendant les années chaudes avec moins d'accumulation de neige. Pendant les années fraîches avec plus de neige, les niveaux d'humidité du sol étaient plus élevés au début de l'été, et un débit plus important a été généré par les pluies de mousson. Pendant les années plus chaudes avec un faible enneigement, les sols secs ont absorbé une grande partie des pluies de mousson, et moins de ruissellement ont atteint les ruisseaux.

"Vous pouvez considérer la zone du sol comme une éponge qui doit se remplir avant de permettre à l'eau de la traverser, " dit Carroll. " Alors, s'il est déjà épuisé parce que vous aviez un faible enneigement, la mousson doit alors le remplir à nouveau, et cela diminue la quantité d'eau que vous obtenez réellement dans la rivière."

Alors que le climat se réchauffe, le manteau neigeux dans les montagnes Rocheuses et d'autres systèmes montagneux devrait diminuer, entraînant une réduction du débit. La hausse des températures entraîne également une augmentation de l'évaporation du sol et une utilisation accrue de l'eau par les plantes. Selon les résultats de l'étude de Carroll, ces changements réduiront la capacité de l'eau de la mousson à atteindre la rivière sous forme de cours d'eau.

"Nos résultats indiquent qu'à mesure que nous nous dirigeons vers un climat plus chaud et que notre manteau neigeux diminue, la capacité des pluies de mousson à amortir ces pertes de débit va également diminuer, " dit Carroll. " Alors, la mousson n'est pas une solution miracle qui va aider à atténuer ces changements."

Le fleuve Colorado est une ressource d'une importance cruciale pour les personnes vivant dans le sud du Nevada, où il représente environ 90 pour cent de l'approvisionnement en eau. Bien que le ruissellement du manteau neigeux hivernal fournisse chaque année une proportion beaucoup plus importante de l'écoulement fluvial que les moussons, l'humidité de la mousson est importante à la fois pour les écosystèmes et pour les humains, en partie parce qu'elle arrive à un moment différent de l'année. Et dans un système comme le fleuve Colorado, où chaque goutte d'eau est allouée, si les pluies de mousson n'arrivent pas, cela crée une pénurie quelque part en aval.

« En matière de ressources en eau, si les pluies de mousson sont utiles et contribuent au débit de fin de saison, alors la perte de cette eau a évidemment des implications pour l'écologie de ces systèmes, " Carroll a déclaré. "Cette eau est vraiment importante pour soutenir l'habitat aquatique là-bas. Mais c'est aussi très important pour l'usage humain. Si une quantité d'eau dont nous dépendons n'est pas là, alors quelque chose doit donner. Le bassin supérieur devra considérer comment ils vont gérer leur eau pour répondre à ces obligations en aval. »