Как переброска рек меняет муссон

Оригинал: "River interlinking alters land-atmosphere feedback and changes the Indian summer monsoon"
arXiv:2210.11210 · 2022-10-20 · CC BY 4.0 · 2 мин
Переброска воды между бассейнами рек Индии через атмосферную обратную связь снижает сентябрьские дожди на 12% в засушливых регионах.

В 2019 году в индийском штате Махараштра пересохли 16 тысяч деревень, и власти начали раздавать воду по талонам. В ответ на такие кризисы правительство планирует перебросить воду из полноводных речных бассейнов в засушливые через сеть каналов длиной 15 000 километров. Проект исходит из простой логики: если в одном месте воды слишком много, а в другом слишком мало, нужно соединить эти места трубой. Но речные бассейны не изолированные вёдра, они связаны через невидимую атмосферную трубу, и переливание из одного ведра в другое может изменить, куда прольётся дождь.

Влажность почвы после полива испаряется, поднимается в воздух и меняет направление ветра, который несёт дождевые облака.

Учёные проверили эту связь на данных за 40 лет с помощью методов, которые ищут причинные цепочки в сложных системах. Они обнаружили устойчивые пути передачи информации от земных переменных одного бассейна к атмосферным переменным другого. Затем они запустили региональную климатическую модель с разрешением 25 км и провели два численных эксперимента: контрольный с текущим орошением и эксперимент с дополнительным орошением, имитирующим переброску воды. Модель охватывала муссонные сезоны с 1991 по 2012 год.

Результаты оказались тревожными. Дополнительное орошение приводит к статистически значимому снижению осадков в сентябре до 12% в центральной и западной Индии, включая засушливые районы Раджастхана и Гуджарата. В отдельные годы снижение достигало 20% в Одише и Уттаракханде и до 50% в Гуджарате. Снижение осадков сопровождалось повышением максимальной температуры до 1°C и уменьшением влажности почвы примерно на 15 мм. Эффект был сильнее в годы Ла-Нинья, чем в годы Эль-Ниньо.

Переброска воды из одного бассейна в другой не просто перемещает влагу, а перестраивает всю систему дождей, как перестановка мебели меняет эхо в комнате.

Это первое количественное доказательство того, что крупномасштабные гидрологические проекты могут менять региональный климат через обратную связь суша-атмосфера. Традиционное планирование водных ресурсов игнорировало атмосферные связи, считая бассейны независимыми. Теперь это предположение рушится: если один бассейн получает больше воды, соседний может остаться без дождя. Результаты требуют пересмотра подходов к оценке воздействия подобных проектов по всему миру, от Китая до Африки.

В 2019 году деревни Махараштры стояли в очереди за водой, а в это время в других штатах реки выходили из берегов. Переброска рек казалась очевидным решением, но теперь видно, что вода, перелитая из одного ведра в другое, может испариться и улететь дождём в третье место. Атмосферная труба, соединяющая бассейны, работает как сообщающиеся сосуды, и уровень в одном ведре зависит от уровня в другом. Планируя переброску, нужно учитывать не только землю, но и небо.

Планируемая сеть каналов в Индии имеет длину около 15 000 км, что больше расстояния от Дели до Сиднея. Проект предполагает переброску 174 миллиардов кубометров воды в год, что эквивалентно годовому стоку реки Нил.

В романе Кима Стэнли Робинсона «Министерство будущего» описываются масштабные геоинженерные проекты, меняющие климат, что перекликается с непреднамеренными последствиями переброски рек, показанными в этой работе.

Понятия
межгодовая изменчивость начало муссона муссон IRI засуха осадки диполь индийского океана связь океана и атмосферы влажность почвы климатическая сеть сезонный цикл вероятностный прогноз климат аномалия осадков наземный сток углерода сезонный форсинг эффект бутылочного горлышка заблаговременность прогноза ветер энергетический ландшафт