加利福尼亞正在經歷創紀錄的干旱，從2012開始，這是最糟糕的 至少1,200年。 從許多方面可以看出：大部分淡水水庫正在乾涸，農田中的作物枯萎，地下水也是如此。 迅速耗盡.
無論定義用於抗旱，根據氣象，水文，農業和社會經濟的引用文件，所有的指標都顯示出一種極端的情況，由於特別溫暖和乾燥的條件。 去年有 最低日曆年降水量 在記錄中，導致嚴重的水資源短缺，地下水透支，以取代失踪的雨水，嚴重的低流量和高野火風險。
過去，加利福尼亞州和其他西南部各州經歷了多年的干旱，但氣候變化如何影響現在正在發生的事情？ 科學家能否將溫室氣體水平上升對當前乾旱的影響與其他因素分開？ 要回答這些問題，我們需要考慮驅動加州天氣的氣象力量。
關注太平洋
加州冬季降水通常來自東行北太平洋的風暴，這是由被稱為風河較強的指導 急流。 降水量的逐年變化受到許多因素的影響，包括： 厄爾尼諾現象 氣候變暖太平洋溫度以及長期振盪的氣候導致了幾十年或上百年的自然變化的週期。 此外，在發揮都在正常大氣中短期變化和長期氣候變化的影響。
持久性高壓天氣模式，綽號NOAA 當有在執行沉澱太平洋風暴的數量大幅減少，到達西海岸的乾旱造成的。 它們是由持續的高氣壓的區域阻擋，稱為上位 脊 （見上圖）。 這股高壓脊將射流引向更北偏的軌道。 結果是大多數降水系統都錯過了加利福尼亞州，其中一些降水系統位於不列顛哥倫比亞省和阿拉斯加州的北部。
在2013和2014中，北太平洋的海面溫度為 異常高，這為持久的高壓脊創造了條件，從而為加利福尼亞州的干燥創造了條件。 此外，減少的北極海冰與太平洋地區更溫暖的地表溫度有關 減少降雨和降雪 在風暴軌道向北移動的美國西部。
持續高壓導致空氣的下沉運動，被稱為塌陷，從而導致缺乏雲層覆蓋和土地最終氣溫升高。 並具有較高的表面溫度，土壤變幹隨著更多的水蒸發到空氣中。
較高的溫度加上降水量有所降低 - 有時被稱為“溫暖乾旱” - 在減少水資源供應方面起著至關重要的作用。在加利福尼亞州，由於高溫，今年冬季的降水以降雨而不是雪山的形式降落。積雪是至關重要的，因為它可以儲存水並緩慢釋放。較薄的積雪意味著在夏季使用較少的積水儲存在地面上。因此，即使是正常的降水量，但以雨的形式降落意味著可用的水更少。
氣候指紋？
加州在過去經歷了持續的乾旱。 例如，在900 1330和AD，廣泛和持續的中世紀暖期 特大旱災發生在北美西部。 使用諸如樹木年輪的代理記錄進行的古氣候研究表明，在較高溫度期間發生了嚴重的干旱期。
以往的觀測相比，赤字的降水量在今天的乾旱轉變大氣條件的幅度不是那麼不尋常。 然而，也有非常高的溫度的背景現今，顯然超過了中世紀變暖時期。
因此，這是水文平衡的雙重打擊：由於暖空氣，降水量減少，蒸發和蒸騰增加，或植物水分蒸發。
運行數字
因此，目前的干旱至少引發了兩個問題：第一，這個破紀錄的21世紀乾旱是否與人為氣候變化有關，其次，長期變暖是否會改變降水赤字將來會產生極端乾旱的可能性？
檢測和歸因於人為引起的氣候變化的觀測或預測影響並非如此 輕鬆的任務。 但是，有一些支持證據來自改進數值氣候模型和已經發生的幾種不同氣象和水文事件的記錄，包括熱浪，洪水或乾旱。
儘管如此，直接的因果關係幾乎是不可能在一個複雜的體系建立，如氣候系統，因為相互作用和反饋所有，但抹去什麼似乎是因果聯繫。
儘管如此，過去數據的統計分析可以通過提供特定事件發生的可能性來提供幫助。 此外，科學家們可以進行僅包括自然變異的氣候模型實驗，然後包括人為因素，如溫室氣體。 這些工具用於突出和區分負責特定空氣循環特徵的主要機制。
這些氣候模型模擬表明，本世紀造成西海岸乾旱的極端和持續的環流模式是由於人為的外力，而不是自然原因。
例如，在高壓的永久區域的情況下 - 外號“可笑的彈性凸起“ - 觀察事件的可能性 2012-2013 是一家以 每420年!
研究表明，氣候變化可能會引起一個 新氣候制度其中多年的低降水量將伴隨著溫暖的條件，造成上述“溫暖乾旱”。
這一預測表明增長 前所未有的干旱風險 在加利福尼亞州，與美國西部在一般情況下，由溫暖的溫度，減少積雪和春末和夏季土壤水分主要驅動，即使沒有顯著乾燥降水模式。
所有這一切都意味著西南部分地區的供水持續將成為今年和未來的挑戰。
關於作者
凱瑟琳戈蒂埃是地理學教授榮譽退休加州大學聖巴巴拉分校。 研究興趣包括全球輻射和水，厄爾尼諾，雲，氣溶膠與氣候，全球遙感，地球系統科學教育
