I bassi livelli d'acqua record sul fiume Mississippi nel 2022 mostrano come il cambiamento climatico stia alterando i grandi fiumi

I fiumi sono corridoi critici che collegano città ed ecosistemi.Quando si sviluppa la siccità, il livello dell’acqua diminuisce, rendendo la navigazione fluviale più difficile e più costosa.

Nel 2022, i livelli dell’acqua in alcuni dei fiumi più grandi del mondo, incluso il Reno in Europa e il Yangtze in Cina, è sceso a livelli storicamente bassi.Il fiume Mississippi era così basso a Memphis, nel Tennessee, a metà ottobre che le chiatte non erano in grado di galleggiare, che richiedono dragaggi e rilasci speciali di acqua dai serbatoi a monte mantenere i canali navigabili.

Le condizioni nel basso Mississippi potrebbero essere leggermente migliorate, grazie a prime piogge invernali.Ma come Terra scienziati al Università di Memphis, consideriamo il drammatico crollo del livello dell’acqua avvenuto quest’anno come un’anteprima di un futuro alterato dal clima.

Le chiatte fluviali sono un modo efficiente per trasportare merci sfuse, come spedizioni di grano e attrezzature pesanti su lunghe distanze.Ma questo è vero solo per le normali condizioni dell’acqua.L’aumento delle oscillazioni tra minimi e massimi estremi sul fiume Mississippi, guidato dai cambiamenti climatici, significa che le condizioni tipiche dell’acqua non sono più la norma e che il trasporto fluviale probabilmente dovrà affrontare ulteriori soste in futuro.

Un enorme calo di volume

Siccità tendono ad iniziare quando le precipitazioni scendono al di sotto dei livelli normali.Molti altri fattori, tra cui la temperatura, il vento, la nuvolosità e il tipo di terreno nella regione, influenzano la gravità della siccità.Il suolo può trattenere l’acqua proveniente dai mesi precedenti di precipitazioni, fornendo un flusso ai fiumi che ritarda l’inizio del declino a valle.

A Memphis, il clima caldo e secco si è sviluppato alla fine di giugno 2022 ed è continuato fino all’inizio dell’autunno.Le temperature più calde hanno aumentato i tassi di evaporazione e diminuito l’umidità del suolo, creando un siccità improvvisa – uno che si è sviluppato in poche settimane.

Quello del fiume Mississippi spartiacque drena un'area che copre 1,2 milioni di miglia quadrate (3,2 milioni di chilometri quadrati) – più del 40% degli Stati Uniti continentaliCiò produce un flusso enorme, specialmente nel basso Mississippi poiché vi si riversano più affluenti.

Quando i livelli dell'acqua sono normali, più di 500.000 piedi cubi (14.000 metri cubi) scorrono davanti a Memphis ogni secondo.Ce n’è abbastanza per riempire lo stadio Rose Bowl di Pasadena, in California, in meno di un minuto.

Il flusso dei corsi d'acqua nel basso Mississippi può essere lento nel rispondere ai cambiamenti delle precipitazioni, poiché l'acqua deve percorrere lunghe distanze per raggiungere la regione.Durante la recente siccità improvvisa, tuttavia, i livelli dell'acqua nel fiume sono diminuiti drasticamente da agosto a ottobre, toccando il minimo storico lo scorso ottobre20, 2022, a Memphis.Il fiume è caduto di 20 piedi in 11 settimane.

Cambiare i modelli di siccità improvvisa

La siccità improvvisa del 2022 si è verificata all’interno di una tendenza a lungo termine in cui i livelli minimi annuali dell’acqua sul fiume Mississippi inferiore sono diminuiti nel corso dell’ultimo secolo.In altre parole, i minimi annuali si stanno abbassando.

Ci sono due cause principali per questi minimi estremi.Innanzitutto, la costruzione di chiuse, dighe e argini per la gestione delle inondazioni a partire dagli anni '30 ha sequestrato una quota crescente del flusso del fiume a monte e ha ridotto le variazioni nel flusso del fiume.Ciò ha involontariamente reso più gravi gli eventi di magra.

In secondo luogo, la siccità improvvisa del 2022 ha colpito aree diverse rispetto ai precedenti eventi estremi di magra.Negli anni passati, il clima caldo e secco di siccità improvvisa era concentrato sugli affluenti del fiume Missouri E Fiumi dell'Ohio, che sfociano nel Mississippi.Ciò ha fatto sì che meno acqua raggiungesse il fiume Mississippi inferiore.Nel 2022 i livelli di umidità del suolo erano normali negli affluenti, ma negli Stati Uniti centrali si è verificata una siccità improvvisa.sul fiume Mississippi stesso, aumentando l’evaporazione e riducendo i livelli inferiori dell’acqua del fiume Mississippi.

L’idea che il tronco principale di un grande fiume come il Mississippi possa essere soggetto a bassi livelli di acqua anche quando i suoi principali affluenti scorrono a livelli normali va contro il pensiero convenzionale sulla siccità idrologica.L’evento storico di quest’anno nello spartiacque del fiume Mississippi è la prova che il cambiamento climatico sta alterando i grandi fiumi poiché le alte temperature aumentano l’evaporazione e rendono il suolo più “assetato”.

Backup della chiatta

Il fiume Mississippi è un corso d'acqua fondamentale per spostare il grano su una chiatta dagli stati agricoli ai mercati interni e di esportazione.Le chiatte rappresentano l’opzione meno costosa e più sostenibile per la navigazione commerciale.

Una singola chiatta a tramoggia può trasportare tanto carico secco quanto 16 vagoni ferroviari o 70 camion.Circa il 92% degli Stati Unitiesportazioni agricole, tra cui soia, mais e grano, spostarsi attraverso il bacino del fiume Mississippi.

I bassi livelli dell'acqua riducono le porzioni navigabili del fiume che sono sufficientemente profonde per le chiatte.Il mese di ottobre7, 2022, sono state sostenute oltre 2.000 chiatte in vari punti lungo il Mississippi a causa delle chiusure dei fiumi.Il basso livello dell’acqua ha interrotto le spedizioni sia al nord che al sud.

I costi di spedizione aumentano durante la stagione del raccolto, quando la domanda di trasporto su chiatte è maggiore. Tariffe delle chiatte può variare in modo significativo a seconda della domanda e dell’offerta del mercato, delle dimensioni della flotta di chiatte e di altri fattori.

Le restrizioni alla navigazione sul Mississippi dovute al basso livello dell’acqua hanno aumentato notevolmente il costo settimanale del trasporto di grano su chiatta.La tariffa media di spedizione su chiatta è salita alle stelle da circa 11-12 dollari per tonnellata nell’estate del 2022 a oltre 71 dollari per tonnellata nell’ottobre 2022.Nel mese di novembre è sceso a una media di 27,25 dollari per tonnellata, ancora più del doppio del tasso tipico.

Prepararsi per ulteriori bassi livelli d'acqua

Le temperature atmosferiche più calde hanno il potenziale di far evaporare più acqua, causando siccità, e di trattenere più acqua, causando precipitazioni estreme. Documenti fluviali preistorici nel Nord America indicarlo temperature più calde 1.000 anni fa ha reso i modelli delle precipitazioni più variabili, con siccità significative intervallate da inondazioni estreme – condizioni simili a quelle che stiamo vedendo ora nel basso Mississippi.

Negli ultimi 100 anni, i cambiamenti di anno in anno da molto secco a molto umido nella valle del fiume Mississippi sono diventati più frequenti.Ci aspettiamo che questa tendenza continui mentre le temperature globali continuano ad aumentare a causa del cambiamento climatico.

Le aziende che spediscono grano cercheranno alternative di spedizione e ripetuti dragaggi potrebbe essere necessario per mantenere navigabile il fiume.Ciò renderà la spedizione più costosa, con costi più elevati trasferiti ai consumatori.

I bassi livelli dell'acqua sul fiume consentono anche all'acqua salata di insinuarsi verso nord dal Golfo del Messico, il che potrebbe contaminare le riserve di acqua potabile nel sud della Louisiana.Per evitare ciò, il Corpo del Genio dell'Esercito sta costruendo un argine sottomarino per impedire all'acqua salata, che è più densa e affonda sotto l'acqua dolce, di risalire il fiume.

Nel corso del 20° secolo, l'ingegneria fluviale sul Mississippi è stata guidata dalla necessità di farlo ridurre le inondazioni.La mitigazione delle inondazioni sarà ancora importante in futuro, ma aumenterà anche il rischio di magra.Poiché gli Stati Unitientra in una nuova era di estremi idrologici, riteniamo che sia fondamentale capire come i bacini idrografici e i grandi fiumi rispondono ai cambiamenti climatici, in modo che le industrie e le comunità possano prepararsi meglio per il futuro.

Questo articolo è stato aggiornato per correggere il valore fornito per il volume d'acqua che scorre davanti a Memphis ogni secondo.