Les niveaux d'eau record sur le fleuve Mississippi en 2022 montrent à quel point le changement climatique altère les grands fleuves

Les rivières sont des corridors essentiels qui relient les villes et les écosystèmes.Lorsque la sécheresse se développe, les niveaux d’eau baissent, rendant la navigation fluviale plus difficile et plus coûteuse.

En 2022, les niveaux d’eau de certains des plus grands fleuves du monde, dont le Le Rhin en Europe et le Le Yangtsé en Chine, est tombé à des niveaux historiquement bas.Le niveau du fleuve Mississippi est tombé si bas à Memphis, dans le Tennessee, à la mi-octobre que les barges ne pouvaient pas flotter, nécessitant un dragage et des rejets d'eau spéciaux des réservoirs en amont pour garder les chaînes navigables.

Les conditions dans le bas Mississippi pourraient s'améliorer quelque peu, grâce à pluies du début de l'hiver.Mais comme Terre scientifiques à la Université de Memphis, nous considérons la chute spectaculaire des niveaux d’eau de cette année comme un aperçu d’un avenir modifié par le climat.

Les barges fluviales constituent un moyen efficace de transporter des produits en vrac, tels que des cargaisons de céréales et des équipements lourds, sur de longues distances.Mais cela n’est vrai que pour des conditions d’eau normales.Les fluctuations accrues entre les minimums et les maximums extrêmes sur le fleuve Mississippi, provoquées par le changement climatique, signifient que les conditions typiques de l'eau ne sont plus la norme et que le transport fluvial sera probablement confronté à davantage de bouchons à l'avenir.

Une énorme baisse de volume

Sécheresses ont tendance à commencer lorsque les précipitations tombent en dessous des niveaux normaux.De nombreux autres facteurs, notamment la température, le vent, la nébulosité et le type de sol de la région, influencent la gravité des sécheresses.Le sol peut retenir l’eau des mois de précipitations précédents, fournissant ainsi un débit aux rivières qui retarde le début du déclin en aval.

À Memphis, un temps chaud et sec s’est développé fin juin 2022 et s’est poursuivi jusqu’au début de l’automne.Des températures plus chaudes ont augmenté les taux d'évaporation et diminué l'humidité du sol, créant ainsi un sécheresse éclair – celui qui s’est développé en quelques semaines.

Le fleuve Mississippi bassin versant draine une zone qui couvre 1,2 million de miles carrés (3,2 millions de kilomètres carrés) – plus de 40 % de la zone continentale des États-UnisCela produit un débit énorme, en particulier dans le bas Mississippi, à mesure que de plus en plus d'affluents s'y jettent.

Lorsque les niveaux d'eau sont normaux, plus de 500 000 pieds cubes (14 000 mètres cubes) s'écoulent chaque seconde devant Memphis.C'est suffisant pour remplir le stade Rose Bowl de Pasadena, en Californie, en moins d'une minute.

Le débit des cours d'eau dans le bas Mississippi peut être lent à réagir aux changements de précipitations, car l'eau doit parcourir de longues distances pour atteindre la région.Cependant, lors de la récente sécheresse soudaine, les niveaux d'eau de la rivière ont fortement baissé d'août à octobre, atteignant un plus bas historique en octobre.20, 2022, à Memphis.La rivière a baissé de 20 pieds en 11 semaines.

Changer les schémas de sécheresse éclair

La sécheresse éclair de 2022 s’est produite dans le cadre d’une tendance à long terme selon laquelle les niveaux d’eau minimum annuels du cours inférieur du fleuve Mississippi ont diminué au cours du siècle dernier.En d’autres termes, les creux annuels diminuent.

Il y a deux causes principales à ces niveaux extrêmement bas.Premièrement, la construction de écluses, barrages et digues pour la gestion des inondations à partir des années 1930 a retenu une part croissante du débit du fleuve en amont et diminué les variations du débit du fleuve.Cela a involontairement aggravé les épisodes d’étiage.

Deuxièmement, la sécheresse éclair de 2022 a touché des zones différentes de celles des précédents épisodes d’étiage extrême.Au cours des dernières années, les sécheresses soudaines, chaudes et sèches, étaient centrées sur les affluents du fleuve. Missouri et Rivières de l'Ohio, qui se jettent dans le Mississippi.Cela a fait que moins d’eau a atteint le cours inférieur du fleuve Mississippi.En 2022, les niveaux d’humidité du sol étaient normaux dans les affluents, mais une sécheresse soudaine s’est développée dans le centre des États-Unis.sur le fleuve Mississippi lui-même, augmentant l'évaporation et réduisant les niveaux d'eau inférieurs du fleuve Mississippi.

L’idée selon laquelle le cours principal d’un grand fleuve comme le Mississippi peut connaître des niveaux d’eau bas même lorsque ses principaux affluents coulent à des niveaux normaux va à l’encontre de la pensée conventionnelle sur la sécheresse hydrologique.L’événement historique de cette année dans le bassin versant du fleuve Mississippi est la preuve que le changement climatique altère les grands fleuves, car les températures élevées augmentent l’évaporation et rendent le sol plus « assoiffé ».

Sauvegardes par barge

Le fleuve Mississippi est une voie navigable clé pour déplacer du grain par barge des États agricoles vers les marchés intérieurs et d’exportation.Les barges constituent l’option la moins coûteuse et la plus durable pour la navigation commerciale.

Une seule barge-trémie peut transporter autant de marchandises sèches que 16 wagons ou 70 camions.Environ 92 % des États-Unisles exportations agricoles, notamment le soja, le maïs et le blé, traverser le bassin du fleuve Mississippi.

Les faibles niveaux d'eau réduisent les parties navigables de la rivière qui sont suffisamment profondes pour les barges.En octobre.7, 2022, plus de 2 000 barges ont été sauvegardées à divers endroits le long du Mississippi en raison de la fermeture des rivières.Les faibles niveaux d'eau ont perturbé les expéditions vers le nord et le sud.

Les frais d’expédition augmentent pendant la saison des récoltes, lorsque la demande de transport par barge est plus élevée. Tarifs des barges peut fluctuer considérablement en fonction de l'offre et de la demande du marché, de la taille de la flotte de barges et d'autres facteurs.

Les restrictions de navigation sur le Mississippi en raison du faible niveau d'eau ont considérablement augmenté le coût hebdomadaire du transport des céréales par barge.Le tarif moyen du transport par barge est passé d'environ 11 à 12 dollars la tonne à l'été 2022 à plus de 71 dollars la tonne en octobre 2022.En novembre, il est tombé à une moyenne de 27,25 dollars la tonne, soit toujours plus du double du taux habituel.

Se préparer à davantage de basses eaux

Des températures atmosphériques plus chaudes ont le potentiel d’évaporer davantage d’eau, provoquant une sécheresse, et de retenir davantage d’eau, provoquant des précipitations extrêmes. Registres fluviaux préhistoriques en Amérique du Nord indiquer que des températures plus chaudes il y a 1 000 ans a rendu les régimes de précipitations plus variables, avec des sécheresses importantes ponctuées d’inondations extrêmes – des conditions similaires à celles que nous observons actuellement dans le bas Mississippi.

Au cours des 100 dernières années, les changements d'année en année de très sec à très humide dans la vallée du fleuve Mississippi sont devenus plus fréquents.Nous nous attendons à ce que cette tendance se poursuive alors que les températures mondiales continuent d'augmenter à cause du changement climatique.

Les entreprises qui expédient des céréales rechercheront des alternatives d’expédition, et dragage répété peut être nécessaire pour garder la rivière navigable.Cela rendra le transport maritime plus coûteux, et les coûts plus élevés seront répercutés sur les consommateurs.

Les faibles niveaux d'eau du fleuve permettent également à l'eau salée de s'infiltrer vers le nord depuis le golfe du Mexique, ce qui pourrait contaminer les réserves d’eau potable dans le sud de la Louisiane.Pour éviter cela, le Corps des ingénieurs de l'armée est en train de construire un digue sous-marine pour empêcher l'eau salée, qui est plus dense et coule sous l'eau douce, de se déplacer vers l'amont.

Tout au long du XXe siècle, l'ingénierie fluviale du Mississippi a été motivée par la nécessité de réduire les inondations.L’atténuation des inondations restera importante à l’avenir, mais le risque d’étiage des eaux augmentera également.Comme les États-UnisAlors que nous entrons dans une nouvelle ère d’extrêmes hydrologiques, nous pensons qu’il est essentiel de comprendre comment les bassins versants et les grands fleuves réagissent au changement climatique, afin que les industries et les communautés puissent mieux se préparer à l’avenir.

Cet article a été mis à jour pour corriger la valeur fournie pour le volume d'eau qui passe devant Memphis chaque seconde.