Os níveis recordes de água no rio Mississippi em 2022 mostram como a mudança climática está alterando grandes rios

Os rios são corredores críticos que conectam cidades e ecossistemas.Quando a seca se desenvolve, os níveis da água caem, tornando a navegação fluvial mais difícil e mais cara.

Em 2022, os níveis de água em alguns dos maiores rios do mundo, incluindo o Reno na Europa e o Yangtsé na China, caiu para níveis historicamente baixos.O rio Mississippi caiu tão baixo em Memphis, Tennessee, em meados de outubro que barcaças não conseguiam flutuar, exigindo dragagem e lançamentos especiais de água dos reservatórios a montante para manter os canais navegáveis.

As condições no baixo Mississippi podem estar melhorando um pouco, graças a chuvas no início do inverno.Mas como Terra cientistas no Universidade de Mênfis, vemos a queda dramática deste ano nos níveis da água como uma antevisão de um futuro com alterações climáticas.

As barcaças fluviais são uma forma eficiente de transportar mercadorias a granel, como carregamentos de grãos e equipamentos pesados, por longas distâncias.Mas isso só é verdade para condições normais de água.O aumento das oscilações entre mínimos e máximos extremos no rio Mississipi, impulsionado pelas alterações climáticas, significa que as condições típicas da água já não são a norma e que o transporte fluvial irá provavelmente enfrentar mais problemas no futuro.

Uma enorme diminuição no volume

Secas tendem a começar quando a precipitação cai abaixo dos níveis normais.Muitos outros factores, incluindo a temperatura, o vento, a nebulosidade e o tipo de solo da região, influenciam a gravidade das secas.O solo pode reter a água dos meses anteriores de precipitação, proporcionando fluxo aos rios que atrasa o início dos declínios a jusante.

Em Memphis, o clima quente e seco desenvolveu-se no final de junho de 2022 e continuou no início do outono.As temperaturas mais altas aumentaram as taxas de evaporação e diminuíram a umidade do solo, criando uma seca repentina – aquele que se desenvolveu em semanas.

O rio Mississipi bacia hidrográfica drena uma área que cobre 1,2 milhão de milhas quadradas (3,2 milhões de quilômetros quadrados) – mais de 40% do território continental dos EUA.Isso produz um fluxo enorme, especialmente no baixo Mississippi, à medida que mais afluentes deságuam nele.

Quando os níveis da água estão normais, mais de 14.000 metros cúbicos (500.000 pés cúbicos) passam por Memphis a cada segundo.Isso é o suficiente para encher o estádio Rose Bowl em Pasadena, Califórnia, em menos de um minuto.

O fluxo dos riachos no baixo Mississippi pode demorar para responder às mudanças na precipitação, uma vez que a água deve percorrer longas distâncias para chegar à região.Contudo, durante a recente seca repentina, os níveis de água no rio diminuíram acentuadamente de Agosto a Outubro, atingindo um mínimo histórico em outubro.20 de outubro de 2022, em Memphis.O rio caiu 6 metros em 11 semanas.

Mudando os padrões de seca repentina

A seca repentina de 2022 ocorreu dentro de uma tendência de longo prazo em que os níveis mínimos anuais de água no baixo rio Mississippi diminuíram ao longo do século passado.Em outras palavras, os mínimos anuais estão diminuindo.

Existem duas causas principais para esses mínimos extremos.Primeiro, a construção de eclusas, barragens e diques para gestão de inundações começando na década de 1930 reteve uma parcela crescente do fluxo do rio a montante e diminuiu as variações no fluxo do rio.Isto tornou involuntariamente os eventos de maré baixa mais graves.

Em segundo lugar, a seca repentina de 2022 afetou áreas diferentes dos eventos anteriores de escassez extrema de água.Nos últimos anos, o clima quente e seco de seca repentina centrou-se nos afluentes do Missouri e Rios de Ohio, que deságuam no Mississippi.Isso fez com que menos água chegasse ao baixo rio Mississippi.Em 2022, os níveis de umidade do solo eram normais nos afluentes, mas uma seca repentina se desenvolveu na região central dos EUA.sobre o próprio rio Mississippi, aumentando a evaporação e reduzindo os níveis mais baixos das águas do rio Mississippi.

A ideia de que o curso principal de um grande rio como o Mississippi pode sofrer com águas baixas, mesmo quando os seus principais afluentes fluem a níveis normais, vai contra o pensamento convencional sobre a seca hidrológica.O acontecimento histórico deste ano na bacia hidrográfica do rio Mississipi é uma prova de que as alterações climáticas estão a alterar grandes rios à medida que as altas temperaturas aumentam a evaporação e tornam o solo mais “sedento”.

Backups de barcaça

O rio Mississippi é uma via navegável fundamental para transportando grãos por barcaça dos estados agrícolas aos mercados internos e de exportação.As barcaças são a opção menos dispendiosa e mais sustentável para o transporte comercial.

Uma única barcaça pode transportar tanta carga seca quanto 16 vagões ou 70 caminhões.Cerca de 92% dos EUAexportações agrícolas, incluindo soja, milho e trigo, mover-se pela bacia do rio Mississippi.

Os baixos níveis de água reduzem as porções navegáveis ​​do rio que são profundas o suficiente para as barcaças.Em outubro7, 2022, mais de 2.000 barcaças foram apoiadas em vários pontos ao longo do Mississippi devido ao fechamento de rios.Os baixos níveis de água interromperam os embarques tanto para o norte quanto para o sul.

Os custos de transporte aumentam durante a época da colheita, quando a procura pelo transporte por barcaça é maior. Taxas de barcaça pode flutuar significativamente dependendo da oferta e da procura do mercado, do tamanho da frota de barcaças e de outros factores.

As restrições à navegação no Mississippi devido aos baixos níveis de água aumentaram drasticamente o custo semanal do transporte de grãos por barcaça.A taxa média de transporte por barcaça disparou de cerca de US$ 11 a US$ 12 por tonelada no verão de 2022 para mais de US$ 71 por tonelada em outubro de 2022.Em Novembro, caiu para uma média de 27,25 dólares por tonelada – ainda mais do dobro da taxa típica.

Preparando-se para mais baixas de água

As temperaturas atmosféricas mais altas têm o potencial de evaporar mais água, causando secas, e de reter mais água, causando chuvas extremas. Registros de rios pré-históricos na América do Norte indicar que temperaturas mais quentes há 1.000 anos tornou os padrões de precipitação mais variáveis, com secas significativas pontuadas por inundações extremas – condições semelhantes às que vemos agora no baixo Mississippi.

Nos últimos 100 anos, as mudanças anuais de muito seco para muito úmido no Vale do Rio Mississippi tornaram-se mais frequentes.Esperamos que esta tendência continue à medida que as temperaturas globais continuam a subir por causa das mudanças climáticas.

As empresas que embarcam grãos buscarão alternativas de transporte e dragagem repetida pode ser necessário para manter o rio navegável.Isso tornará o frete mais caro, com custos mais elevados repassados ​​aos consumidores.

Os baixos níveis de água no rio também permitem que a água salgada se arraste para norte a partir do Golfo do México, o que poderia contaminar o abastecimento de água potável no sul da Louisiana.Para evitar isso, o Corpo de Engenheiros do Exército está construindo um dique subaquático para impedir que a água salgada, que é mais densa e afunda abaixo da água doce, se mova rio acima.

Ao longo do século 20, a engenharia fluvial no Mississippi foi impulsionada pela necessidade de reduzir inundações.A mitigação das cheias continuará a ser importante no futuro, mas o risco de ocorrência de marés baixas também aumentará.Como os EUAentra numa nova era de extremos hidrológicos, acreditamos que é fundamental compreender como as bacias hidrográficas e os grandes rios respondem às alterações climáticas, para que as indústrias e as comunidades possam preparar-se melhor para o futuro.

Este artigo foi atualizado para corrigir o valor fornecido para o volume de água que passa por Memphis a cada segundo.