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カリフォルニア州は 3 年連続の干ばつに備えており、当局は水使用量の制限を水の年の早い段階で見られなかったレベルにまで引き締めています。州の貯水池のほとんどは平均を大きく下回り、いくつかは容量の 3 分の 1 未満です。州の年間降水量のほとんどが到来するこの冬の雨と雪の見通しは有望ではありません。
特に懸念されるのは、州東部を走る長い山脈であるシエラネバダ山脈の見通しです。カリフォルニア州の都市とその農場は、全国の野菜の 3 分の 1 以上、果物とナッツの 3 分の 2 を栽培しており、水を山の積雪からの流出水に依存しています。
エンジニアとして、カリフォルニアの水と気候を 30 年以上研究してきました。カリフォルニア州の水資源を詳しく見てみると、今後の課題と、気候変動が州の水供給と農業をより大きなリスクにさらしていることがわかります。
カリフォルニアの水源
カリフォルニア州全体では、年間平均降水量が約 2 フィートで、世界平均の約 3 分の 2 であり、州全体が半乾燥気候になっています。
カリフォルニアの雨と雪の大部分は、主に冬と春に山に降ります。しかし、農業や沿岸都市では、乾燥した夏を乗り切るためにその水が必要です。南カリフォルニアの水を乾かし、北部の洪水調節を助けるために、カリフォルニアは過去 100 年以上にわたり、山から水を運ぶ貯水池、トンネル、運河の州全体のシステムを開発しました。これらのプロジェクトの中で最大のものである State Water Project は、降水量の多いシエラ北部から州の南半分に水を届けています。
State Water Project 内の California Aqueduct の一部。 Ken James/California Department of Water Resources 提供の写真
水がどこへ行くのかを追跡するには、体積をエーカーフィート単位で見ると便利です。カリフォルニア州の面積は約 1 億エーカーであるため、年間 2 フィートで、年間降水量は平均で約 2 億エーカー フィートになります。
その 200 のうち、平均で約 8,000 万エーカー フィートだけが下流に向かいます。水の多くは、シエラネバダまたはノース コーストの森林の植物や樹木による蒸発散によって大気に戻ります。流出する 8000 万エーカー フィートのうち、約半分は海に流れ込む川などの水生環境に残ります。これにより、下流で使用するために約 4,100 万エーカー フィートが残ります。その約 80% が農業用、20% が都市用です。
雨の多い年には、利用可能な水が 8,000 万エーカー フィートをはるかに超える可能性がありますが、乾燥した年には、それがはるかに少なくなる可能性があります。
たとえば、2020 年のカリフォルニア州の降水量は平均の 3 分の 2 未満であり、州の水プロジェクトは契約量の 5% しか供給しませんでした。州内で水を移動させる州の他の主要な水道システムも、供給量を大幅に削減しました。
9 月 30 日に終了した 2021 年の水年は、シエラネバダで記録された 3 つの最も乾燥した水の 1 つでした。降水量は平均の約 44% でした。 2021 年 12 月の時点で降水量が限られており、州が極度の干ばつ状態にあるため、州の水プロジェクトは 2022 年の水管理機関への予備割り当てを 0% に削減しましたが、健康と安全のニーズのためにまだ少量が流れています。
今後 3 か月以内にさらに多くの嵐が発生すれば状況は改善する可能性がありますが、公式の米国海洋大気庁の見通しでは、平年を下回る降水量が平年を上回る可能性が高いと指摘しています。
カリフォルニア州水計画 2018.
干ばつと気候の温暖化
年間降水量が平均を下回る数年にわたる乾期は、カリフォルニアの気候の特徴ですが、地球の気温上昇も影響を及ぼしています。
過去 1,100 年間に、1 世紀ごとに 4 年以上続く乾期が少なくとも 1 回ありました。過去 35 年間に、1987 ～ 92 年と 2012 ～ 15 年という 2 つのことがありました。温暖な気候は、乾燥した土壌と乾燥した空気が自然の植生と作物の両方にストレスを与えるため、これらの乾燥期間の影響を強めます.
世界的な気温の上昇は、カリフォルニア州の開発された水供給の 60% 以上を提供するシエラネバダ山脈からの流出に影響を与えます。
シエラネバダ中部および南部の流出水の 80% 以上は、降雪地帯からのものです。湿潤だが標高の低い北シエラでは、年間降水量の 3 分の 1 以上が降雨によるものです。
ほとんどの降水量が雪になる標高である平均降雪線は、北の約 5,000 フィートから南の 7,000 フィートまで続きます。平均して、華氏 1.8 度 (摂氏 1) の温暖化ごとに、雪線がさらに 500 フィート高くなり、積雪量が減少する可能性があります。
雪から雨への移行と早期の流出は、既存のダムの背後にある容量の多くが洪水調節に割り当てられ、季節的な給水貯蔵の容量がさらに減少することも意味します.
2021 年 10 月 28 日、カリフォルニア州最大の貯水池であるシャスタ湖の一部。Andrew Innerarity/California Department of Water Resources 提供
温暖化はまた、生育期が長くなり、樹木の枯死につながる干ばつストレスと深刻度の高い山火事のリスクの両方を促進するため、森林からの水の需要を増加させます。
温暖化気候における持続可能性
貯水は、カリフォルニアの水の安全保障の中心です。
コミュニティや農場は、供給量が少ないときにより多くの地下水をくみ上げることができますが、州は多雨の年に補充されるよりも多くの水を汲み上げています。州の一部はコロラド川の水に依存しており、そのダムは数年間の貯水を提供していますが、流域にはダムを満たすための流出水がありません.
世論の反対により、新しいダムの建設が困難になっているため、季節および複数年の貯水池として地下水をより有効に利用することが重要です.
州の持続可能な地下水管理法では、地元の機関が持続可能性計画を作成する必要があります。これは、地下水の汲み上げと補充のバランスをとれるという希望を与えてくれます。サクラメント サン ホアキン デルタの南にある管理された帯水層涵養は徐々に拡大しており、さらに多くのことを行うことができます。
淡水化技術を適用して塩水を利用できるようにするなどの戦術を含め、州がこれ以上のことをしなければ、2012 年から 2015 年の干ばつの間に実施された 25% の水使用量の削減がより一般的になり、潜在的にさらに深刻になると都市部は期待できます。
カリフォルニアの水資源は、健全な環境、堅調な経済、持続可能な農業利用を可能にします。これを達成するには、源流域の森林、氾濫原、農業地域の地下水涵養などの自然のインフラと、運河、放水路、堤防などの建設されたインフラの両方をアップグレードする必要があります。情報は利用可能です。当局は今、それに従う必要があります。 
Roger Bales は、エンジニアリングの著名な教授であり、UC Merced の創設教員であり、30 年以上にわたって水と気候関連の研究に積極的に取り組んできました。
