Torkan är alltmer i huvudet på amerikaner och oroliga medborgare överallt. Västra USA har upplevt perioder av fruktansvärda torka genom historien, och klimatförändringarna får skulden för att producera mer extrema vädervariationer i många andra regioner. Att förstå vad som orsakar brist på nederbörd hjälper till att forma policyer och val som har potential att förvärra eller minska effekterna av torka.
Fysiska orsaker till torka
NASA Earth Observatory listar tre faktorer som orsakar torka. Dessa är relaterade, naturligt förekommande fenomen som bestämmer platsen, svårighetsgraden och frekvensen av torka.
Temperature of Oceans and Land
Nerbörd är resultatet av den naturliga processen där:
- Vatten avdunstar från jordens yta oavsett om det kommer från vattendrag eller från land.
- Fukten kondenseras sedan i atmosfären.
- Äntligen koncentreras fukten och faller till jorden igen.
Processen drivs av solens värme; ju varmare det är, desto högre avdunstningshastighet. Således, om temperaturen på havet eller markytan är relativt sval i ett visst område, kan torka uppstå i regioner som är beroende av dessa fuktkällor. Till exempel är kalla temperaturer i Stilla havet nära ekvatorn vanligtvis korrelerade med låg nederbörd i västra och centrala USA
Luftcirkulationsmönster i atmosfären
Storskaliga vädermönster, inklusive fördelningen av nederbörd, drivs till stor del av luftcirkulationsmönstren i atmosfären. När varm luft stiger och expanderar skapar den ett kontrasterande luftflöde från kallare områden där luft kondenserar och sjunker. Detta ger upphov till luftströmmar som flyttar fukt runt atmosfären och resulterar i olika nederbördsmönster i olika regioner.
När det finns en anomali i yttemperaturen ändras typiska mönster för luftcirkulationen, vilket innebär att nederbördsmönstren också ändras. Detta leder till mer nederbörd än genomsnittet i vissa områden och torka i andra. El Nino och La Nina är utmärkta exempel på stora fluktuationer i luftströmmar, som ofta förknippas med torka på platser som Afrika, Australien, Indien, Brasilien och Hawaii.
Mängd fukt i jorden
Markfuktighet påverkar molnbildningen, eller avsaknaden av sådan, på en mer lokal nivå. När jorden är fuktig förblir ytluftens temperatur svalare eftersom mer av solens energi absorberas under avdunstningsprocessen. Om marken är torr finns det ingen lokal källa för fukten som gör att moln bildas. Detta leder till varmare yttemperaturer som gör jorden ännu torrare. Cykeln bygger på sig själv och resulterar i långvarig torka.
The Human Connection
Förutom meteorologiska faktorer som orsakar torka kan mänsklig aktivitet också vara en faktor. Mänsklig aktivitet har minskat mängden nederbörd i många regioner i världen. Ibland påverkar hur mycket vatten människor konsumerar, och tidpunkten för den konsumtionen, hur mycket vatten som finns tillgängligt vid ett senare tillfälle för människor, växter och djur. Således kan torka också ses som en obalans mellan utbud och efterfrågan.
avskogning
Utbredd avskogning kan bidra till torka, särskilt i regioner där nederbörden bildas av lokala vattenkretslopp. Vid konventionell nederbörd avdunstar vatten från lokala land- och vattenkällor under höga temperaturer. Den vattenbelastade luften stiger upp i atmosfären, där den kyls och kommer ner som regn. Detta är vanligt i tropikerna. Skogar förlorar vatten genom evapo-transpiration som matar det lokala vattnets kretslopp. När skog huggs av avdunstar det mindre vatten vilket i sin tur minskar mängden moln som bildas.
- Den här typen av nederbörd råder i 50 % av Mellanvästern i USA, 90 % i Sahel i Västafrika och 30–60 % i Amazonas enligt CIFOR, vilket gör dem sårbara för torka.
- Amasonerna upplever redan den här typen av "självförstärkt torka" enligt en vetenskaplig studie.
jordförstöring
Markförstöring uppstår när skyddande växttäcke, särskilt skogar, går förlorade och exponerar jorden. Intensivt jordbruk, som involverar djupplöjning och användning av kemikalier som förstör markstrukturen, är en annan utbredd orsak.
- Förlust av täckning eller struktur minskar jordens förmåga att absorbera och hålla vatten, och resulterar i avrinning och minskar den tid som finns tillgänglig för vatten att sippra in i djupare lager av jorden.
- Så jordar torkar snabbt och kan inte stödja tillväxt av växter och grödor och på kort sikt leda till jordbrukstorka. Effekterna av detta är större i regioner som söder om Sahara där 95 % av jordbruket är beroende av denna markfuktighet för jordbruket.
- När det blir mer avrinning, och mindre infiltration och genomträngning av regnvatten i marken, tillkommer mindre grundvatten, vilket leder till längre sikt hydrologisk torka.
Ökad efterfrågan på vatten
I motsats till meteorologisk torka, som är ett resultat av endast väder och klimatförhållanden, orsakas hydrologisk torka av brist på nederbörd (regn och snö) under längre perioder, och ett större behov av vatten i en viss region än är tillgänglig. Källor för vatten kan vara naturliga sjöar och floder, konstgjorda reservoarer och grundvatten.
- Människans användning av grundvattenreservoarer genom pumpning för dricks-/hushållsbehov eller flodvatten för bevattning kan också ta upp vatten vilket bidrar till hydrologisk torka. Byggande av dammar uppströms för vattenkraft kan orsaka vattenbrist nedströms. Till exempel ökade mänsklig användning antalet gånger hydrologisk torka inträffade med 100-200 % och intensiteten med 8 gånger i Kina (sid. 1).
- Mänsklig användning i allmänhet har ökat frekvensen som hydrologisk torka inträffar med 27 % glob alt och med 35 % i Asien, 25 % i Amerika och 20 % i Europa.
- Djur och vattenlevande organismer är också beroende av vissa vattennivåer i sjöar och floder för att överleva, och vegetationen beror på vissa nivåer i grundvattenytan.
En torka uppstår när alla dessa kombinerade "behov" blir större än den tillgängliga vattentillgången under en längre period. Hydrologisk torka kräver en lång sikt för att mildras eftersom uppladdning av naturliga vattenkällor sker långsamt. När efterfrågan på vatten är hög under en period med låg nederbörd, när floderna och grundvattnet inte laddas om som vanligt, kan effekterna bli värre.
Timing
Tidpunkten för nederbörd och vattenbehov har mycket att göra med när en torka inträffar. Även om den totala vattentillgången är låg, är torka vanligtvis mindre oroande under vintermånaderna eftersom efterfrågan är mycket mindre än på sommaren.
Jordbrukstorka tenderar att inträffa när det inte finns tillräckligt med vatten på våren för att hjälpa till att etablera plantor och säkerställa framgången för grödorna. När nederbördsfördelningen sker mer på sommaren än på vintern går mycket av vattnet snabbt förlorat till avdunstning och avrinning, snarare än att lagras som snöpackning. Detta orsakar torka tillstånd senare när människor eller naturliga system är vana vid att ha vatten tillgängligt från snösmältning.
Klimatförändringar och torka
I takt med att mänskligt orsakade klimatförändringar drivs på alltmer, studerar många forskare dess förmodade effekter på torka. Som de meteorologiska mekanismerna som orsakar torka klargör:
- Onormala temperaturfluktuationer motsvarar onormala variationer i nederbörd.
- Ökningar i temperatur har potential att orsaka mer frekventa och allvarliga torkar, vilket gör att klimatförändringar är en viktig orsak till torka i våra dagar.
- Mellan 2000-2015 upplevde USA torrare väder än vanligt över 20-70 % av sin yta.
- Globala områden som drabbats av extrem torka hade ökat från 1 % på 1950-talet till 3 % på 2000-talet.
NASA påpekar att det finns avgörande vetenskapliga bevis för att klimatförändringar gör planeten varmare i genomsnitt, vilket gör värmeböljorna mer intensiva och torkan svårare. På det kontinentala USA förväntas frekvensen och svårighetsgraden av torka att öka över hela landet under de närmaste decennierna.
Skydda mot torra tider
Orsakerna till torka är komplexa, relaterade till varandra och i allt högre grad konstgjorda. Det finns dock många sätt att spara på vattnet, vilket blir mer och mer prioriterat i regioner som är drabbade av torka. Faktum är att människor överallt borde överväga att utöva vattenvård som en förebyggande åtgärd mot framtida torka.
