Opinion: les approvisionnements en eau de la Californie sont en grande difficulté alors que la sécheresse resserre son emprise sur l’État avec la plus grande population et la plus grande production agricole


La Californie se prépare à une troisième année consécutive de sécheresse, et les autorités resserrent les limites d’utilisation de l’eau à des niveaux jamais vus si tôt dans l’année de l’eau. La plupart des réservoirs d’eau de l’État sont bien en dessous de la moyenne, avec plusieurs à moins d’un tiers de leur capacité. Les perspectives de pluie et de neige cet hiver, lorsque la plupart des précipitations annuelles de l’État arrivent, ne sont pas prometteuses.

Les perspectives pour la Sierra Nevada, la longue chaîne de montagnes qui traverse la partie orientale de l’État, sont particulièrement inquiétantes. Les villes de Californie et ses fermes, qui produisent plus d’un tiers des légumes du pays et les deux tiers de ses fruits et noix, dépendent du ruissellement de la neige des montagnes pour l’eau.

En tant qu’ingénieur, j’étudie l’eau et le climat de la Californie depuis plus de 30 ans. Un examen plus approfondi des ressources en eau de la Californie montre le défi à venir et comment le changement climatique met l’approvisionnement en eau et l’agriculture de l’État en plus grand risque.

La chaîne de la Sierra Nevada doit son nom à ses abondantes chutes de neige, mais il faudra peut-être changer le nom des montagnes.

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Où la Californie prend son eau

À l’échelle de l’État, la Californie enregistre en moyenne environ 2 pieds de précipitations par an, soit environ les deux tiers de la moyenne mondiale, ce qui confère à l’État dans son ensemble un climat semi-aride.

La majorité de la pluie et de la neige en Californie tombe dans les montagnes, principalement en hiver et au printemps. Mais l’agriculture et les villes côtières ont besoin de cette eau pour traverser les étés secs. Pour amener de l’eau dans le sud de la Californie asséchée et aider à lutter contre les inondations dans le nord, la Californie a développé au cours du siècle dernier un système de réservoirs, de tunnels et de canaux à l’échelle de l’État qui achemine l’eau des montagnes. Le plus grand de ces projets, le State Water Project, fournit de l’eau de la Sierra du nord à plus forte précipitation à la moitié sud de l’État.

Pour suivre où va l’eau, il est utile de regarder le volume en acres-pieds. La Californie a une superficie d’environ 100 millions d’acres, donc à 2 pieds par an, ses précipitations annuelles sont en moyenne d’environ 200 millions d’acres-pieds.

La Sierra Nevada pourrait connaître des hivers faibles à sans neige pendant des années à la fin des années 2040 si les émissions de gaz à effet de serre ne diminuent pas.

Sur ces 200, une moyenne de seulement environ 80 millions d’acres-pieds se dirige vers l’aval. Une grande partie de l’eau retourne dans l’atmosphère par évapotranspiration par les plantes et les arbres des forêts de la Sierra Nevada ou de la côte nord. Sur les 80 millions d’acres-pieds qui s’écoulent, environ la moitié reste dans l’environnement aquatique, comme les rivières qui se jettent dans l’océan. Cela laisse environ 41 millions d’acres-pieds pour une utilisation en aval. Environ 80 % de cette somme va à l’agriculture et 20 % aux usages urbains.

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Les années humides, il peut y avoir beaucoup plus de 80 millions d’acres-pieds d’eau disponible, mais les années sèches, cela peut être beaucoup moins.

En 2020, par exemple, les précipitations en Californie étaient inférieures aux deux tiers de la moyenne, et le State Water Project n’a livré que 5 % des quantités contractuelles. Les autres principaux systèmes d’aqueduc de l’État qui déplacent l’eau dans l’État ont également considérablement réduit leurs approvisionnements.

L’année de l’eau 2021, qui s’est terminée le 30 septembre, a été l’une des trois plus sèches jamais enregistrées pour la Sierra Nevada. Les précipitations étaient d’environ 44% de la moyenne. Avec des précipitations limitées en décembre 2021 et l’état de sécheresse extrême, le State Water Project a réduit ses allocations préliminaires pour les agences de l’eau à 0% pour 2022, avec de petites quantités qui continuent de couler pour les besoins de santé et de sécurité.

Alors que les conditions pourraient s’améliorer si davantage de tempêtes surviennent au cours des trois prochains mois, les perspectives officielles de la National Oceanic and Atmospheric Administration indiquent que des précipitations inférieures à la normale sont plus probables que supérieures à la normale.

Sécheresse et réchauffement climatique

Des périodes sèches pluriannuelles, lorsque les précipitations annuelles sont inférieures à la moyenne, sont une caractéristique du climat californien, mais la hausse des températures mondiales a également un impact.

Au cours des 1 100 dernières années, il y a eu au moins une période sèche d’une durée de quatre ans ou plus chaque siècle. Il y en a eu deux au cours des 35 dernières années—1987-92 et 2012-15. Un climat plus chaud intensifie l’effet de ces périodes sèches, car un sol plus sec et un air plus sec stressent à la fois la végétation naturelle et les cultures.

La hausse des températures mondiales affecte le ruissellement de la Sierra Nevada, qui fournit plus de 60% de l’approvisionnement en eau développé en Californie.

Plus de 80% des eaux de ruissellement dans le centre et le sud de la Sierra Nevada proviennent de la zone de neige. Dans le nord de la Sierra, plus humide mais à basse altitude, les précipitations contribuent à plus d’un tiers du ruissellement annuel.

La limite moyenne des neiges, l’altitude au-dessus de laquelle la plupart des précipitations sont de la neige, va d’environ 5 000 pieds d’altitude au nord à 7 000 pieds au sud. En moyenne, chaque 1,8 degré Fahrenheit (1 Celsius) de réchauffement pourrait pousser la limite des neiges de 500 pieds plus haut, réduisant ainsi le total de neige.

Le passage de la neige à la pluie et le ruissellement plus précoce signifient également qu’une plus grande partie de la capacité derrière les barrages existants sera allouée à la lutte contre les inondations, réduisant davantage leur capacité de stockage saisonnier d’approvisionnement en eau.

De nombreuses recherches ont établi que la Sierra Nevada pourrait connaître des hivers faibles à sans neige pendant des années d’ici la fin des années 2040 si les émissions de gaz à effet de serre ne diminuaient pas, les conditions s’aggravant au-delà de ce possible.

Le réchauffement augmentera également la demande en eau des forêts à mesure que les saisons de croissance s’allongent et entraînera à la fois un stress de sécheresse entraînant la mortalité des arbres et un risque accru d’incendies de forêt de haute gravité.

La ferme de la vallée impériale de Californie du Sud n’a pas été plantée parce qu’il n’y avait pas assez d’eau pour l’irrigation.

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Durabilité dans un climat qui se réchauffe

Le stockage de l’eau est au cœur de la sécurité de l’eau en Californie.

Les communautés et les fermes peuvent pomper plus d’eau souterraine lorsque les approvisionnements sont faibles, mais l’État pompe plus d’eau qu’elle n’en reconstitue les années humides. Certaines parties de l’État dépendent de l’eau du fleuve Colorado, dont les barrages permettent de stocker l’eau pendant plusieurs années, mais le bassin n’a pas le ruissellement pour remplir les barrages.

L’opposition du public a rendu difficile la construction de nouveaux barrages, une meilleure utilisation des eaux souterraines pour le stockage saisonnier et pluriannuel est donc cruciale.

La loi sur la gestion durable des eaux souterraines de l’État oblige les agences locales à élaborer des plans de durabilité. Cela laisse espérer que le pompage et la reconstitution des eaux souterraines pourront être équilibrés, très probablement en laissant certaines terres cultivées sans plantation. La recharge gérée de l’aquifère au sud du delta Sacramento-San Joaquin s’étend progressivement et beaucoup plus peut être fait.

Si l’État ne fait pas plus, y compris des tactiques telles que l’application de la technologie de dessalement pour rendre l’eau salée utilisable, les zones urbaines peuvent s’attendre à ce que les réductions de 25 % de la consommation d’eau mises en place pendant la sécheresse de 2012-15 soient plus courantes et potentiellement encore plus profondes.

Les ressources en eau de la Californie peuvent fournir un environnement sain, une économie robuste et une utilisation agricole durable. Pour y parvenir, il faudra moderniser à la fois les infrastructures naturelles (forêts d’amont, plaines inondables et recharge des eaux souterraines dans les zones agricoles) et les infrastructures construites, telles que les canaux, les déversoirs et les digues. L’information est disponible; les fonctionnaires doivent maintenant donner suite.

Roger Bales est un éminent professeur d’ingénierie à l’Université de Californie à Merced.

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