يُظهر انخفاض مستويات المياه القياسية في نهر المسيسيبي في عام 2022 مدى تأثير تغير المناخ على الأنهار الكبيرة

تعتبر الأنهار ممرات مهمة تربط بين المدن والنظم البيئية على حد سواء.وعندما يتطور الجفاف، تنخفض مستويات المياه، مما يجعل الملاحة النهرية أكثر صعوبة وأكثر تكلفة.

في عام 2022، سترتفع مستويات المياه في بعض أكبر الأنهار في العالم، بما في ذلك نهر النيل الراين في أوروبا و نهر اليانغتسي في الصين, ، إلى مستويات منخفضة تاريخيا.انخفض منسوب نهر المسيسيبي إلى مستوى منخفض جدًا في ممفيس بولاية تينيسي في منتصف أكتوبر لم تكن الصنادل قادرة على الطفو, ، الأمر الذي يتطلب التجريف وإطلاقات المياه الخاصة من خزانات المنبع إلى إبقاء القنوات قابلة للملاحة.

قد تتحسن الظروف في الجزء السفلي من نهر المسيسيبي إلى حد ما، وذلك بفضل أمطار الشتاء المبكرة.ولكن كما أرض العلماء في جامعة ممفيس, ، فإننا نرى الانخفاض الكبير في مستويات المياه هذا العام كمعاينة لمستقبل تغير المناخ.

تعتبر المراكب النهرية وسيلة فعالة لنقل السلع السائبة، مثل شحنات الحبوب والمعدات الثقيلة لمسافات طويلة.ولكن هذا صحيح فقط بالنسبة لظروف المياه العادية.إن التقلبات المتزايدة بين الانخفاضات الشديدة والارتفاعات الشديدة في نهر المسيسيبي، بسبب تغير المناخ، تعني أن ظروف المياه النموذجية لم تعد هي القاعدة، وأن النقل النهري من المرجح أن يواجه المزيد من النسخ الاحتياطية في المستقبل.

انخفاض كبير في الحجم

الجفاف تميل إلى أن تبدأ عندما ينخفض ​​هطول الأمطار إلى ما دون المستويات الطبيعية.وتؤثر العديد من العوامل الأخرى، بما في ذلك درجة الحرارة والرياح والغيوم ونوع التربة في المنطقة، على مدى شدة الجفاف.يمكن للتربة أن تحتفظ بالمياه من الأشهر السابقة لهطول الأمطار، مما يوفر تدفقًا إلى الأنهار مما يؤخر بداية الانخفاضات في اتجاه مجرى النهر.

في ممفيس، تطور الطقس الحار والجاف في أواخر يونيو 2022 واستمر حتى أوائل الخريف.أدت درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة معدلات التبخر وانخفاض رطوبة التربة، مما أدى إلى تكوين أ فلاش الجفاف – تلك التي تطورت في غضون أسابيع.

نهر المسيسيبي مستجمعات المياه يستنزف المنطقة التي تغطي 1.2 مليون ميل مربع (3.2 مليون كيلومتر مربع) – أكثر من 40% من مساحة الولايات المتحدة القارية.وينتج عن ذلك تدفق هائل، خاصة في الجزء السفلي من نهر المسيسيبي حيث تصب فيه المزيد من الروافد.

عندما تكون مستويات المياه طبيعية، يتدفق أكثر من 500000 قدم مكعب (14000 متر مكعب) عبر ممفيس في كل ثانية.وهذا يكفي لملء ملعب روز بول في باسادينا، كاليفورنيا، في أقل من دقيقة.

يمكن أن يكون تدفق المجاري المائية في الجزء السفلي من المسيسيبي بطيئًا في الاستجابة للتغيرات في هطول الأمطار، حيث يجب أن تنتقل المياه لمسافات طويلة للوصول إلى المنطقة.ولكن خلال موجة الجفاف الأخيرة، انخفضت مستويات المياه في النهر بشكل حاد في الفترة من أغسطس إلى أكتوبر. ليصل إلى أدنى مستوى تاريخي في أكتوبر20 نوفمبر 2022، في ممفيس.انخفض النهر بمقدار 20 قدمًا خلال 11 أسبوعًا.

تغيير أنماط الجفاف فلاش

حدث الجفاف المفاجئ في عام 2022 ضمن اتجاه طويل المدى حيث انخفض الحد الأدنى السنوي لمستويات المياه في الجزء السفلي من نهر المسيسيبي خلال القرن الماضي.وبعبارة أخرى، فإن أدنى مستوياتها السنوية آخذة في الانخفاض.

هناك سببان رئيسيان لهذه الانخفاضات الشديدة.أولا، البناء الأقفال والسدود والسدود لإدارة الفيضانات ابتداءً من الثلاثينيات أدى ذلك إلى حجز حصة متزايدة من تدفق النهر عند المنبع وتقليل الاختلافات في تدفق النهر.وقد أدى هذا عن غير قصد إلى جعل أحداث انخفاض المياه أكثر خطورة.

ثانيًا، أثر الجفاف المفاجئ في عام 2022 على مناطق مختلفة عن تلك التي أثرت عليها أحداث انخفاض المياه الشديدة السابقة.وفي السنوات الماضية، تركز الطقس الحار والجاف والجفاف فوق روافد النهر ميسوري و أنهار أوهايو, والتي تصب في نهر المسيسيبي.تسبب هذا في وصول كمية أقل من المياه إلى نهر المسيسيبي السفلي.في عام 2022، كانت مستويات رطوبة التربة طبيعية في الروافد، ولكن حدث جفاف مفاجئ في وسط الولايات المتحدة.فوق نهر المسيسيبي نفسه، مما يؤدي إلى زيادة التبخر وتقليل مستويات المياه المنخفضة في نهر المسيسيبي.

إن فكرة أن الجذع الرئيسي لنهر كبير مثل نهر المسيسيبي يمكن أن يعاني من انخفاض المياه حتى عندما تتدفق روافده الرئيسية بمستويات طبيعية تتعارض مع التفكير التقليدي حول الجفاف الهيدرولوجي.إن الحدث التاريخي هذا العام في مستجمع مياه نهر المسيسيبي هو دليل على أن تغير المناخ يغير الأنهار الكبيرة حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة التبخر وجعل التربة أكثر "عطشاً".

النسخ الاحتياطية البارجة

يعد نهر المسيسيبي ممرًا مائيًا رئيسيًا نقل الحبوب بواسطة البارجة من الدول الزراعية إلى الأسواق المحلية وأسواق التصدير.تعتبر الصنادل الخيار الأقل تكلفة والأكثر استدامة للشحن التجاري.

يمكن للبارجة ذات القادوس الواحد أن تحمل قدرًا كبيرًا من البضائع الجافة 16 عربة قطار أو 70 شاحنة.حوالي 92% من الولايات المتحدةالصادرات الزراعية، بما في ذلك فول الصويا والذرة والقمح، التحرك عبر حوض نهر المسيسيبي.

يؤدي انخفاض مستويات المياه إلى تقليل الأجزاء الصالحة للملاحة من النهر والتي تكون عميقة بما يكفي للصنادل.في أكتوبر.7, 2022, تم دعم أكثر من 2000 صندل في نقاط مختلفة على طول نهر المسيسيبي بسبب إغلاق الأنهار.وأدى انخفاض منسوب المياه إلى تعطيل الشحنات في الشمال والجنوب.

ترتفع تكاليف الشحن خلال موسم الحصاد، عندما يكون الطلب على النقل بالمراكب أعلى. أسعار البارجة يمكن أن تتقلب بشكل كبير اعتمادًا على العرض والطلب في السوق وحجم أسطول الصنادل وعوامل أخرى.

أدت القيود الملاحية في نهر المسيسيبي بسبب انخفاض منسوب المياه إلى زيادة حادة في التكلفة الأسبوعية لنقل الحبوب بالمراكب.ارتفع متوسط ​​سعر الشحن بالبارجة من حوالي 11 دولارًا أمريكيًا إلى 12 دولارًا أمريكيًا للطن في صيف عام 2022 إلى أكثر من 71 دولارًا أمريكيًا للطن في أكتوبر 2022.وفي شهر تشرين الثاني (نوفمبر)، انخفض السعر إلى متوسط ​​27.25 دولارًا للطن، وهو ما لا يزال أكثر من ضعف السعر النموذجي.

الاستعداد لمزيد من انخفاض المياه

إن درجات حرارة الغلاف الجوي الأكثر دفئا لديها القدرة على تبخر المزيد من المياه، مما يسبب الجفاف، والاحتفاظ بالمزيد من المياه، مما يسبب هطول أمطار غزيرة. سجلات نهر ما قبل التاريخ في أمريكا الشمالية تشير إلى ذلك درجات حرارة أكثر دفئًا منذ 1000 عام وجعلت أنماط هطول الأمطار أكثر تقلباً، مع حدوث حالات جفاف كبيرة تخللتها فيضانات شديدة ــ وهي ظروف مماثلة لتلك التي نشهدها الآن في الجزء السفلي من نهر المسيسيبي.

على مدار المائة عام الماضية، أصبحت التغيرات من سنة إلى أخرى من الجفاف الشديد إلى الرطب جدًا في وادي نهر المسيسيبي أكثر تواترًا.ونتوقع أن يستمر هذا الاتجاه مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية بسبب تغير المناخ.

ستقوم الشركات التي تقوم بشحن الحبوب بالبحث عن بدائل الشحن، و التجريف المتكرر قد يكون من الضروري الحفاظ على النهر صالحًا للملاحة.وهذا سيجعل الشحن أكثر تكلفة، مع ارتفاع التكاليف التي تنتقل إلى المستهلكين.

كما يسمح انخفاض منسوب المياه في النهر للمياه المالحة بالزحف شمالًا من خليج المكسيك، وهو ما قد يحدث تلوث إمدادات مياه الشرب في جنوب لويزيانا.ولمنع ذلك، يقوم سلاح المهندسين بالجيش ببناء سد تحت الماء لمنع المياه المالحة، وهي أكثر كثافة وتغوص تحت المياه العذبة، من التحرك ضد المنبع.

خلال القرن العشرين، كانت هندسة الأنهار في المسيسيبي مدفوعة بالحاجة إلى ذلك تقليل الفيضانات.وسيظل التخفيف من آثار الفيضانات مهمًا في المستقبل، ولكن خطر حدوث انخفاض المياه سيزداد أيضًا.كما الولايات المتحدة.ومع دخولنا حقبة جديدة من الظواهر الهيدرولوجية المتطرفة، نعتقد أنه من الأهمية بمكان أن نفهم كيفية استجابة مستجمعات المياه والأنهار الكبيرة لتغير المناخ، حتى تتمكن الصناعات والمجتمعات من الاستعداد بشكل أفضل للمستقبل.

تم تحديث هذه المقالة لتصحيح القيمة المقدمة لحجم المياه التي تتدفق عبر مدينة ممفيس في كل ثانية.