2022 年密西西比河创纪录的低水位表明气候变化正在如何改变大河

河流是连接城市和生态系统的重要走廊。当干旱发生时，水位下降，使河流航行变得更加困难和昂贵。

2022 年，世界上一些最大河流的水位，包括 欧洲莱茵河 和 中国长江, ，跌至历史低位。十月中旬，密西西比河在田纳西州孟菲斯的水位如此之低，以至于 驳船无法漂浮, ，需要从上游水库进行疏浚和特殊放水，以 保持频道畅通.

密西西比河下游的情况可能会有所缓解，这要归功于 初冬的雨水. 。但作为 地球 科学家 在 孟菲斯大学, ，我们将今年水位的急剧下降视为气候变化未来的预演。

内河驳船是长距离运输大宗商品（例如谷物运输）和重型设备的有效方式。但这仅适用于正常的水条件。由于气候变化，密西西比河的极端低点和极端高点之间的波动加大，意味着典型的水条件不再是常态，河流运输未来可能面临更多的阻碍。

体积大幅减少

干旱 往往在降水量低于正常水平时开始。许多其他因素，包括该地区的温度、风、云量和土壤类型，都会影响干旱的严重程度。土壤可以容纳前几个月降水的水，为河流提供水流，从而延缓下游水位下降的发生。

在孟菲斯，2022 年 6 月下旬出现炎热干燥的天气，并持续到初秋。气温升高会增加蒸发速率并降低土壤湿度，从而形成 突发干旱 – 几周内开发出来的。

密西西比河的 分水岭 排水覆盖的区域 120万平方英里 （320万平方公里）——超过美国大陆面积的40%这会产生巨大的流量，特别是在密西西比河下游，因为有更多的支流流入其中。

当水位正常时，每秒有超过 500,000 立方英尺（14,000 立方米）的水流过孟菲斯。这足以在不到一分钟的时间内填满加利福尼亚州帕萨迪纳市的玫瑰碗体育场。

密西西比河下游的溪流对降水变化的反应可能很慢，因为水必须经过很长的距离才能到达该地区。然而，在最近的突发干旱期间，从八月到十月，河流水位急剧下降， 10月创下历史新低2022 年 20 日，孟菲斯. 。11 周内河水下降了 20 英尺。

改变突发干旱模式

2022 年的突发干旱发生在一个长期趋势中，密西西比河下游的年最低水位在过去一个世纪里一直在下降。换句话说，年度低点正在变得越来越低。

造成这些极端低点的主要原因有两个。一、建设 船闸、水坝和堤坝 用于洪水管理 从20世纪30年代开始 截留了越来越多的上游河流流量，并减少了河流流量的变化。这无意中使低水位事件变得更加严重。

其次，2022 年的突发干旱影响的地区与之前的极端低水位事件不同。过去几年，干热干旱天气主要集中在干流支流地区。 密苏里州 和 俄亥俄河, ，流入密西西比河。这导致到达密西西比河下游的水减少。2022 年，支流土壤湿度正常，但美国中部出现突发干旱。密西西比河本身，增加蒸发并降低密西西比河下游水位。

即使主要支流流量正常，密西西比河等大河的干流也可能出现低水位，这一观点与水文干旱的传统思维相悖。今年密西西比河流域发生的历史性事件证明，气候变化正在改变大河，因为高温会增加蒸发，使土壤更加“干渴”。

驳船备份

密西西比河是重要的水道 用驳船运输谷物 从农业州到国内和出口市场。驳船是商业运输最便宜且最可持续的选择。

一艘底驳船可运载尽可能多的干货 16节轨道车或70辆卡车. 。约 92% 的美国农产品出口，包括大豆、玉米和小麦， 穿过密西西比河流域.

低水位减少了河流中足以容纳驳船的通航部分。十月号7, 2022, 超过2,000艘驳船得到支持 由于河流关闭，密西西比河沿岸的多个地点都发生了这种情况。低水位扰乱了北部和南部的运输。

在收获季节，驳船运输的需求较高，运输成本上升。 驳船费率 可能会根据市场供需、驳船船队规模和其他因素而大幅波动。

由于水位较低，密西西比河的航行受到限制，每周通过驳船运输谷物的成本急剧增加。驳船的平均运费从 2022 年夏季的每吨约 11 美元至 12 美元飙升至 2022 年 10 月的每吨超过 71 美元。11 月份，平均价格下降至每吨 27.25 美元，仍然是典型价格的两倍多。

为更多的低水位做好准备

较高的大气温度有可能蒸发更多的水，导致干旱，并可能容纳更多的水，导致极端降雨。 北美史前河流记录 表明 1000年前气温升高 降水模式变得更加多变，严重的干旱夹杂着极端的洪水——这种情况与我们现在在密西西比河下游看到的情况类似。

在过去的一百年里，密西西比河流域每年从非常干燥到非常潮湿的变化变得更加频繁。我们预计这一趋势将持续下去 随着全球气温持续上升 因为气候变化。

运输谷物的公司将寻找运输替代方案，并且 反复疏浚 可能有必要保持河流通航。这将使运输更加昂贵，并将更高的成本转嫁给消费者。

河流的低水位也使得咸水从墨西哥湾向北蔓延，这可能会导致 污染饮用水供应 在路易斯安那州南部。为了防止这种情况发生，陆军工程兵团正在建造一个 水下堤坝 阻止盐水（密度更大并沉入淡水下方）向上游流动。

整个 20 世纪，密西西比河的河流工程一直受到以下需求的推动： 减少洪水. 。未来防洪仍然很重要，但低水位事件的风险也会增加。正如美国进入水文极端事件的新时代，我们认为了解流域和大河流如何应对气候变化至关重要，以便行业和社区能够更好地为未来做好准备。

本文已更新，以更正为每秒流经孟菲斯的水量提供的值。