米国最大の2つの貯水池、ミード湖（アリゾナ州とネバダ州の州境）にあるパウエル湖（アリゾナ州とユタ州の州境）にある貯水池は、2000年には満水だった。わずか4年後、両湖の水量は、カリフォルニア州に法的に割り当てられたコロラド川の水量を5年以上にわたって供給できるほど減少していた。それから17年が経った今も、回復していない。
この前例のない事態が続けば、ロサンゼルス、サンディエゴ、フェニックス、ツーソン、デンバー、ソルトレークシティー、アルバカーキの水供給に加え、世界有数の農業生産地の一部も脅かされる。水管理者が現実的な水利用・節水計画を立てられるよう、原因を理解することが不可欠だ。
過剰な利用も一因だが、貯水量減少のかなりの部分は、続く干ばつによるもので、干ばつは2000年に始まり、河川流量を大幅に減少させてきた。干ばつの多くは降水量不足が原因だ。しかし、公表した研究によれば、流量減少のおよそ3分の1は、気候変動に起因するコロラド川上流域の気温上昇による可能性が高い。
この違いは重要だ。気候変動による長期的な温暖化は、今後何世紀にもわたって続くからだ。現在の「高温干ばつ」が示すように、気候変動による温暖化は、あらゆる干ばつをより深刻化させる可能性があり、比較的穏やかな干ばつを深刻なものに、深刻な干ばつを前例のないものに変えてしまう。
気候変動が河川流量を減らす仕組み
私たちの研究では、公式な流量測定が始まった1906年以降、2000年から2014年までが最悪の15年間の干ばつだったことが分かった。この期間、コロラド川の年間流量は20世紀平均を19％下回った。
1950年代に同じような15年間の干ばつがあった際、年間流量は18％減少した。しかし、その干ばつの時期は地域がより乾燥しており、降水量は約6％減少した。2000年から2014年の減少幅は4.5％だった。それなのに、なぜ近年の干ばつが観測史上最も深刻なのだろうか。
答えは単純だ。気温の上昇である。コロラド川に流れ込む水の大半が生まれる上流域では、2000年から2014年までの気温が20世紀平均より華氏1.6度高かった。だから私たちは、この現象を高温干ばつと呼ぶ。2015年と2016年も高温が続き、河川流量も平均を下回った。2017年の流出量は平均を上回ると予想されるが、貯水量の回復はわずかにとどまるだろう。
高温はさまざまな形で河川水位に影響する。雪解けが早まることと相まって、生育期間が長くなり、植物が水を必要とする日数が増える。また、高温は植物の日々の水利用量を増やし、水域や土壌からの蒸発も促す。つまり、大気は温暖化するにつれて、より多くの水を引き出す。利用可能なあらゆる水源から、華氏1度の気温上昇につき最大4％多く水分を引き出すため、河川に流れ込む水は減る。この知見は、米国南西部の半乾燥地帯を流れるすべての河川、特にリオグランデ川にも当てはまる。
より高温で乾燥した未来
温暖化と河川流量の関係が分かれば、今後の気候変動がコロラド川に及ぼす影響を予測できる。気候モデルによる気温予測は、十分に検証された物理学に基づく、信頼性の高い科学的知見である。コロラド川流域では、温室効果ガス排出量が中程度または高水準で推移するシナリオのいずれでも、今世紀半ばまでに気温が20世紀平均と比べて華氏5度上昇すると予測されている。世界の温室効果ガス排出量が削減されなければ、今世紀末にはこの地域の気温は華氏9.5度上昇するだろう。
水文学モデルから得た単純ながら強固な関係を観測データで裏付け、私たちは同僚とともに、気温上昇が河川流量に及ぼす影響を算出した。その結果、コロラド川の流量は、華氏1度の気温上昇につき約4％減少することが分かった。これは、先に述べた大気中の水蒸気保持容量の増加とほぼ同じ割合である。したがって、温暖化によってコロラド川の流量は、今世紀半ばまでに20世紀平均を20％以上、今世紀末までには最大40％下回る可能性がある。排出削減により、2100年までの気温上昇幅を華氏9.5度から6.5度に抑えられれば、河川流量の減少は約25％にとどまるだろう。
降水量が大幅に増えれば、ほぼ確実に起きる将来の気温上昇による流量減少を相殺できるかもしれない。しかし、そのためには降水量が今世紀半ばまでに平均8％、2100年までに15％増える必要がある。
毎年続く変化として考えると、こうした大幅な増加は相当なものだ。20世紀における10年間の降水量の最大増加幅は8％だった。1980年代、コロラド川流域で10年間にわたり同程度の増加が起きた際には、大規模な洪水が発生し、グレンキャニオンダムの構造安定性が脅かされた。その原因となった放水路の損傷は、近年カリフォルニア州のオロビルダムで起きた崩壊とよく似ていた。
いくつかの理由から、私たちはこれほどの降水量増加は起きないと考えている。コロラド川流域と、地球上でほぼ同じ緯度にある他の地域、たとえば地中海沿岸やチリ、南アフリカ、オーストラリアの各地は、地球の主要な砂漠のすぐ極側に位置するため、特に乾燥化のリスクが高い。こうした砂漠は、気候の温暖化に伴って極側へ広がると予測されている。コロラド川流域では、南部の乾燥地域が北上し、流域で最も雪や流出水に恵まれた地域の一部に入り込むと予想される。
さらに、コロラド川流域の将来の降水量が増えるか減るか、ましてその変化幅について、気候モデルの見解は一致していない。雨量計の観測によると、1896年以降、コロラド川上流域の降水量に有意な長期変化は見られず、将来大幅に増加する可能性はさらに低い。
大干ばつは20年から50年以上続くことがあり、降水量増加を過信すべきでない理由がもう一つある。年輪の研究から、紀元800年までさかのぼると、この流域では過去にも大干ばつが起きていたことが分かっている。
複数の新しい研究によれば、気温が上昇すると、21世紀に大干ばつが起きる可能性は急激に高まり、発生確率は80％を超える。平均的、あるいは平均を上回る降水量の期間もあるかもしれないが、平年より河川流量が少ない状態が数十年続く可能性も高い。
流量減少に備える
2017年3月はコロラド州の観測史上、最も暖かい3月となり、気温は平年を華氏8.8度も上回った。記録的な暖かさを受けて積雪量と予想流出量は大幅に減少した。コロラド川流域では気候変動がすでに起きており、深刻な問題で、複数の対応が必要なのは明らかだ。
新たな水利用協定の実施には何年もかかるため、州や都市、大口の水利用者は、気温上昇による大幅な流量減少に今から備え始めるべきだ。米国南西部には再生可能エネルギー資源が豊富にあり、太陽光発電のコストも低い。こうした強みを生かし、温室効果ガス排出削減を主導して他の地域にも同様の取り組みを促すことができる。気候変動への対策を怠ることは、コロラド川流域が今後も干上がり続けるという非常に高いリスクを受け入れることを意味する。
