Ernstige droogtes vonden gelijktijdig plaats in de regio's die Zuid-Californië sinds 1500 gemiddeld bijna zes keer per eeuw van water voorzien, volgens nieuw onderzoek onder leiding van de Universiteit van Arizona.

De studie is de eerste die de duur en frequentie van gelijktijdige droogte in de belangrijkste waterbronnen van Zuid-Californië documenteert:het stroomgebied van de Sacramento-rivier, de Upper Colorado River Basin en de lokale stroomgebieden van Zuid-Californië.

Het rapport benadrukt wat een eerdere onderzoeker "perfecte droogte" noemde - wanneer de neerslag of stroomstroming in alle drie de waterbronnen gedurende twee of meer jaar onder de mediaan valt. De meest recente perfecte droogte duurde van 2012 tot 2015.

Gelijktijdige droogtes die meerdere jaren aanhouden in alle drie de waterbronnen voor Zuid-Californië vormen "de grootste uitdaging voor het waterbeheer, " schrijven de auteurs in de Journal of American Water Resources Association .

De onderzoekers gebruikten de jaarringen van bomen om de klimaatgeschiedenis van de drie waterbronnen te reconstrueren tot het jaar 1126. Voor de periode 1906 tot 2017, de hoeveelheid jaarlijkse neerslag en stroming werd met instrumenten geregistreerd.

"Zo'n reconstructie van de watervoorziening voor Zuid-Californië is nog niet eerder gedaan, " zei eerste auteur Connie Woodhouse, een professor in de School of Geography and Development.

Het California Department of Water Resources, of CADWR, wilde de frequentie en duur van ernstige droogte in het verleden weten in de belangrijkste bronnen van de watervoorziening in Zuid-Californië en financierde de studie.

Het team ontdekte dat perfecte droogtes niet ongebruikelijk waren en gelijkmatig verdeeld waren in de tijd sinds ongeveer 1400, met ongeveer vijf tot zes van dergelijke droogtes per 100 jaar, aldus Woodhouse. Meer ernstige en langdurige droogtes deden zich voor tijdens de warmere 11e en 12e eeuw.

"California Department of Water Resources heeft een lange geschiedenis als departement voor waterbronnen en gebruikt paleodata om het begrip van droogte, " zei co-auteur David Meko, een onderzoeksprofessor in dendrochronologie in het Laboratorium voor Tree-Ring Research.

Woodhouse en Meko's co-auteur is Erica Bigio, die lid was van het onderzoeksteam aan de Universiteit van Arizona en nu docent is aan de Universiteit van Nevada, Reno.

De onderzoekers testten ook of specifieke oceanische of atmosferische circulatiepatronen konden worden gekoppeld aan het optreden van perfecte droogtes. Het enige patroon dat ze vonden, was dat perfecte droogte samenviel met hoge druk voor de noordwestelijke kust van de Stille Oceaan die stormsporen ten noorden van alle drie de waterbronnen duwt.

De krant van het team, "Een lang overzicht van de watervoorziening in Zuid-Californië:perfecte droogte opnieuw bezocht, " staat gepland voor publicatie XXXX DATE in het Journal of the American Water Resources Association.

Woodhouse en Meko bestudeerden eerder droogtes in het Sacramento River Basin en het Colorado River Basin voor CADWR met behulp van boomringen om stroompatronen te reconstrueren die teruggaan tot de 10e eeuw of eerder. Het bureau vroeg het team om eerdere studies uit te breiden met waterbronnen in Zuid-Californië.

Elke jaarring van een boom weerspiegelt de groeiomstandigheden, inclusief temperatuur en neerslag, gedurende dat jaar. Door ofwel potlooddunne kernen van levende bomen of dwarsdoorsneden van dode bomen te nemen, wetenschappers stellen de patronen van jaarringen samen om groeiomstandigheden te onthullen die eeuwen teruggaan. De klimaatinformatie in boomringen weerspiegelt ook variaties in stroming, waardoor het mogelijk wordt om reconstructies van vroegere stromingen te ontwikkelen.

Grondwater is een van de waterbronnen voor Zuid-Californië. Er zijn niet genoeg historische instrumentele records van grondwaterrecords om een ​​reconstructie te ontwikkelen die eeuwen teruggaat, dus het team gebruikte neerslag als een proxy voor grondwater.

Om de neerslag in het verleden voor Zuid-Californië te bepalen die 890 jaar teruggaat, Bigio leidde het team bij het verzamelen van aanvullende boomringrecords van bergketens, waaronder de San Bernardino, San Gabriel en San Jacinto bergen.

Het team controleerde ook of perfecte droogtes samenvielen met specifieke atmosferische of oceanische omstandigheden, wat een nieuwe benadering was, zei Meko.

"Het California Department of Water Resources wilde dat deze langetermijninformatie zou helpen bij de planning, " zei hij. "De bredere vraag is wat deze gelijktijdige droogte in deze verschillende stroomgebieden veroorzaakt."

De onderzoekers ontdekten dat geen enkel atmosferisch of oceanisch circulatiepatroon, zoals El Niño, correspondeerde met ernstige droogte in alle drie de bekkens.

Het team ontdekte dat er perfecte droogtes voorkwamen in Zuid-Californië toen de stormbanen naar het noorden verschoven. Woodhouse zei dat verschillende atmosferische circulatiepatronen die verschuiving kunnen veroorzaken.

Langere en ernstigere droogtes in alle drie de bekkens deden zich voor in de 11e en 12e eeuw, een periode waarin het klimaat warmer was, ze zei.

"We hadden een perfecte droogte van negen jaar en een perfecte droogte van zeven jaar - en ze waren vrijwel overal in het westen, ' zei Woodhouse.

De onderzoekers schrijven tot slot dat, gezien de verwachte veranderingen in de beschikbaarheid van water als gevolg van opwarming, "perfecte droogtes zoals 2012-2015 kunnen steeds vaker voorkomen, met de mogelijkheid dat er nog langere gebeurtenissen plaatsvinden."