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Agricoltura moderna
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Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.
La California si sta preparando per il terzo anno consecutivo di siccità e le autorità stanno stringendo i limiti all'uso dell'acqua a livelli mai visti così all'inizio dell'anno idrico. La maggior parte dei serbatoi d'acqua dello stato sono ben al di sotto della media, con molti a meno di un terzo della loro capacità. Le prospettive di pioggia e neve quest'inverno, quando arriverà la maggior parte delle precipitazioni annuali dello stato, non sono promettenti.
Particolarmente preoccupante è la prospettiva per la Sierra Nevada, la lunga catena montuosa che attraversa la parte orientale dello stato. Le città della California e le sue fattorie, che coltivano oltre un terzo degli ortaggi della nazione e due terzi della frutta e delle noci, dipendono dal deflusso del manto nevoso delle montagne per l'acqua.
Come ingegnere, ho studiato l'acqua e il clima della California per oltre 30 anni. Uno sguardo più da vicino alle risorse idriche della California mostra la sfida che ci attende e come il cambiamento climatico stia mettendo a rischio l'approvvigionamento idrico e l'agricoltura dello stato.
In tutto lo stato, la California registra una media di circa due piedi di precipitazioni all'anno, circa due terzi della media globale, conferendo allo stato nel suo insieme un clima semi-arido.
La maggior parte della pioggia e della neve della California cade sulle montagne, principalmente in inverno e in primavera. Ma l'agricoltura e le città costiere hanno bisogno di quell'acqua per superare le estati secche. Per portare l'acqua ad asciugare la California meridionale e aiutare con il controllo delle inondazioni nel nord, la California nel secolo scorso ha sviluppato un sistema di serbatoi, tunnel e canali in tutto lo stato che porta l'acqua dalle montagne. Il più grande di questi progetti, lo State Water Project, fornisce acqua dalla Sierra settentrionale, caratterizzata da precipitazioni più elevate, alla metà meridionale dello stato.
Una sezione dell'Acquedotto della California all'interno dello State Water Project. Foto per gentile concessione di Ken James/California Department of Water Resources
Per tracciare dove va l'acqua, è utile guardare il volume in piedi acri. La California ha un'area di circa 100 milioni di acri, quindi a due piedi all'anno, le sue precipitazioni annuali sono in media di circa 200 milioni di acri-piedi.
Di quei 200, una media di solo circa 80 milioni di piedi acri a valle. Gran parte dell'acqua ritorna nell'atmosfera attraverso l'evapotraspirazione di piante e alberi nelle foreste della Sierra Nevada o della costa settentrionale. Degli 80 milioni di piedi acri che scorrono, circa la metà rimane nell'ambiente acquatico, come i fiumi che scorrono nell'oceano. Ciò lascia circa 41 milioni di piedi acri per l'uso a valle. Circa l'80% è destinato all'agricoltura e il 20% agli usi urbani.
Negli anni piovosi possono essere disponibili molto più di 80 milioni di piedi acri di acqua, ma negli anni siccitosi può essere molto meno.
Nel 2020, ad esempio, le precipitazioni in California erano inferiori ai due terzi della media e lo State Water Project ha consegnato solo il cinque percento degli importi contrattati. Anche gli altri principali sistemi di acquedotti dello stato che spostano l'acqua in tutto lo stato hanno ridotto drasticamente le loro forniture.
L'anno idrico 2021, terminato il 30 settembre, è stato uno dei tre più secchi mai registrati per la Sierra Nevada. Le precipitazioni erano circa il 44 per cento della media. Con precipitazioni limitate a dicembre 2021 e lo stato in condizioni di estrema siccità, lo State Water Project ha ridotto allo zero per cento le sue assegnazioni preliminari per le agenzie idriche per il 2022, con piccole quantità ancora in circolazione per esigenze di salute e sicurezza.
Sebbene le condizioni potrebbero migliorare se nei prossimi tre mesi si verificheranno più tempeste, le previsioni ufficiali della National Oceanic and Atmospheric Administration indicano che le precipitazioni al di sotto del normale sono più probabili che al di sopra del normale.
Piano idrico statale della California 2018.
I periodi di siccità pluriennali, quando le precipitazioni annuali sono al di sotto della media, sono una caratteristica del clima della California, ma anche l'aumento delle temperature globali ha un impatto.
Negli ultimi 1.100 anni, c'è stato almeno un periodo di siccità della durata di quattro anni o più ogni secolo. Ce ne sono stati due negli ultimi 35 anni:1987-92 e 2012-15. Un clima più caldo intensifica l'effetto di questi periodi di siccità, poiché il suolo più secco e l'aria più secca stressano sia la vegetazione naturale che le colture.
L'aumento delle temperature globali influisce sul deflusso dalla Sierra Nevada, che fornisce oltre il 60% dell'approvvigionamento idrico sviluppato della California.
Oltre l'80 percento del deflusso nella Sierra Nevada centrale e meridionale proviene dalla zona innevata. Nella Sierra settentrionale, più umida ma a quote inferiori, le precipitazioni contribuiscono per oltre un terzo al deflusso annuale.
Il limite di neve medio, l'altitudine sopra la quale la maggior parte delle precipitazioni è neve, va da circa 5.000 piedi di altitudine a nord a 7.000 piedi a sud. In media, ogni 1,8 gradi Fahrenheit (1 Celsius) di riscaldamento potrebbe spingere il limite della neve di altri 500 piedi più in alto, riducendo il totale della neve.
Il passaggio dalla neve alla pioggia e il deflusso anticipato significano anche che una parte maggiore della capacità dietro le dighe esistenti sarà assegnata al controllo delle inondazioni, riducendo ulteriormente la loro capacità di stoccaggio stagionale dell'approvvigionamento idrico.
Una sezione del lago Shasta, il più grande bacino idrico della California, il 28 ottobre 2021. Foto per gentile concessione di Andrew Innerarity/California Department of Water Resources.
Il riscaldamento aumenterà anche la domanda di acqua dalle foreste con l'allungamento della stagione vegetativa e provocherà sia lo stress da siccità che porta alla mortalità degli alberi sia un aumento del rischio di incendi di elevata gravità.
Lo stoccaggio dell'acqua è fondamentale per la sicurezza idrica della California.
Le comunità e le fattorie possono pompare più acqua sotterranea quando le scorte sono scarse, ma lo stato ha pompato più acqua di quanta ne abbia rifornita negli anni piovosi. Parti dello stato dipendono dall'acqua del fiume Colorado, le cui dighe forniscono diversi anni di stoccaggio dell'acqua, ma il bacino non ha il deflusso per riempire le dighe.
L'opposizione pubblica ha reso difficile la costruzione di nuove dighe, quindi è fondamentale un migliore utilizzo delle acque sotterranee per lo stoccaggio stagionale e pluriennale.
La legge statale sulla gestione sostenibile delle acque sotterranee richiede alle agenzie locali di sviluppare piani di sostenibilità. Ciò fornisce qualche speranza che il pompaggio e il rifornimento delle acque sotterranee possano essere riequilibrati, molto probabilmente lasciando alcuni terreni coltivati non piantati. La ricarica gestita delle falde acquifere a sud del delta Sacramento-San Joaquin si sta gradualmente espandendo e si può fare molto di più.
Se lo stato non fa di più, comprese tattiche come l'applicazione della tecnologia di desalinizzazione per rendere utilizzabile l'acqua salata, le aree urbane possono aspettarsi che i tagli del 25% nell'uso dell'acqua attuati durante la siccità del 2012-15 saranno più comuni e potenzialmente anche più profondi.
Le risorse idriche della California possono fornire un ambiente sano, un'economia solida e un uso agricolo sostenibile. Il raggiungimento di questo obiettivo richiederà il potenziamento sia delle infrastrutture naturali - foreste sorgive, pianure alluvionali e ricarica delle acque sotterranee nelle aree agricole - sia delle infrastrutture costruite, come canali, sfioratori e argini. Le informazioni sono disponibili; i funzionari ora devono seguire. 
Roger Bales è un illustre professore di ingegneria e membro fondatore della facoltà dell'UC Merced, ed è attivo nella ricerca sull'acqua e sul clima da oltre 30 anni.
