カリフォルニアの干ばつ

カリフォルニアにおける 歴史的および現在も続く干ばつは、さまざまな複雑な気象現象に起因しており、その一部は科学者によって完全には理解されていません。

干ばつは一般的に「長期間（通常は1シーズン以上）にわたって降水量が不足し、水不足が生じること」と定義されています。^[1]

干ばつの原因として一般的に挙げられるのは、降雨量（または降雪量）の不足または降水量の少なさ、平均気温より高い気温、大気中の乾燥した空気塊などです。これらの自然要因は、人口増加と水需要の増加によってさらに複雑化します。カリフォルニアの水供給は、多様で複雑な気象パターンによって満たされた多数の水源から得られるため、干ばつの原因は一つではありません。カリフォルニアは米国で最も人口が多く、最大の農業生産地であるだけでなく、最も生物多様性に富んでいます。^[2]そのため、カリフォルニアの干ばつは、経済と環境に広範囲にわたる影響を及ぼす可能性があります。

干ばつには、(1)気象、(2)農業、(3)水文学、(4)社会経済、(5)生態学の5つの主要な技術的カテゴリーがある。気象的な干ばつは混乱を引き起こさずに短期間続くことがあるが、より長く続く場合は、その影響に応じて他のカテゴリーに入る可能性がある。^{[3] [4]}技術的なカテゴリーに加えて、ギャビン・ニューサム知事とその政権は2023年に政治的干ばつという概念を導入した。これは、短期的な干ばつ状態が改善した後でも、州の公共政策措置を継続する必要があるというものである。^[5]

カリフォルニア州の降水量は主に 11 月から 5 月にかけて多く、州全体の雨や降雪のほとんどは冬季に発生します。この微妙なバランスにより、乾燥した雨季は長期的な影響を及ぼす可能性があります。

干ばつはカリフォルニアの自然気候に固有のものです。^[6]カリフォルニア地域全体で、1,000 年以上前の古気候記録は、最近の世紀と比較して、より顕著な乾燥期間を示しています。古代のデータでは、1 世紀以上続いた 2 つの大規模な干ばつが明らかになっており、1 つは 220 年、もう 1 つは 140 年続きました。20 世紀は数多くの干ばつに見舞われましたが、この時代は 3,500 年の歴史と比較すると、比較的「湿潤」であったと考えられます。最近では、5 年から 10 年続く干ばつが懸念されていますが、異常ではありません。むしろ、10 年続く干ばつは、この州の固有の気候の通常の特徴です。科学的証拠に基づくと、遠い過去に検出された大規模な干ばつと同じくらい深刻な乾燥期間は、人為的な気候変動がなくても再発する可能性があります。^[7]

気候変動に関する政府間パネル（IPCC）によると、気候変動の影響に関する第6次評価報告書（AR6）では、地球の未来について科学的に裏付けられた主張が数多く明らかにされている。気候パターンの変動は自然現象であるが、AR6は、人間の影響によって複合的な異常気象の可能性が高まっており、具体的には「地球規模での同時熱波と干ばつの頻度の増加」であると高い確信を持って結論付けている。^[8]

NOAA干ばつタスクフォースの2014年の報告書によると、干ばつは降水量の長期的な変化の一部ではなく、自然変動の症状であったが、最近の干ばつに伴う記録的な高温は、人為的な地球温暖化によって増幅された可能性がある。^[9]これは、地球温暖化が「2012年から2014年に観測された干ばつ異常の8〜27％を占めた」と推定した2015年の科学的研究によって確認された。自然変動が支配的であるとはいえ、人為的な温暖化により、カリフォルニアの極端な干ばつの全体的な可能性が大幅に高まった。^[10] 2016年に発表された研究では、気候変動の総合的な影響により農業干ばつが発生する可能性が低くなったことが判明しており、著者らは「私たちの研究結果は、カリフォルニアの農業部門、森林、その他の植物生態系に対する干ばつの現在の深刻な影響は、長期的な気候変動によって大きく引き起こされたものではないことを示している」とも述べている。^[11]

干ばつの時期はカリフォルニアの気候に不可欠な要素です。^[7]さらに、世界的なラニーニャ気象現象は、一般的にカリフォルニアと米国南西部、そしてある程度は南東部のより乾燥した高温の気候と干ばつのさらなる悪化に関連しています。気象学者は、ラニーニャが時間の経過とともにより頻繁に発生していることを観察しています。^[12]

21世紀に入り、カリフォルニアの天候はますます劇的に変動するようになっている。2015年、カリフォルニアは過去500年間で最も積雪量が少なくなり、2012年から2015年は過去1200年間で最も乾燥していた。^{[13] [14] [15] [16] [17] [18]}しかし、2016年から2017年の冬は北カリフォルニアで記録された中で最も雨が多く、1982年から1983年に記録された以前の記録を上回った。2017年2月、シャスタ湖、オロビル湖、フォルサム湖は洪水制御のために同時に海に水を排出した。オロビル湖は、主放水路が破損して20万人が一時的に避難した後、48年ぶりに緊急放水路を越えて水が流れた。^[19] 2月9日のシャスタ湖、オロビル湖、フォルサム湖への流入量は合計で764,445エーカーフィート（0.942929 km ³）でした。2日後、洪水調節放流量は合計で370,260エーカーフィート（0.45671 km ³）でした。 ^[20]この水はロサンゼルス郡の自治体料金では3億7000万ドルの価値があったでしょう。

近年の記録された歴史を通じて、カリフォルニア州は1841年、^{[21] 1864年、1895年、1924年、1928～1935年、1947～1950年、1959} ～ 1961年、1976～1977年、1986～1992年、2007～2009年、^{[22] [21]} 2011～2017年、2020～2022年など、定期的な干ばつを経験しています。^[5]

1841 年以降、乾燥した年には降水量が平均を大幅に下回った。

• 1841年^[21]
• 1863–1864年^[21]
• 1895-1896
• 1917–1921
• 1922–1926
• 1928–1937
• 1943–1951 ^[要出典]
• 1959–1961
• 1971-1972
• 1976–1977
• 1987–1992
• 1999-2004 ^[要出典]
• 2006–2009 ^[要出典]
• 2011-2017年^[22]
• 2020-2022年^[5]

干ばつは非常に深刻で、当時の入植者の記録ではソノマ地域は「農業には全く適さない」とされている。^[21]

この干ばつに先立って、1861年から1862年にかけて大洪水が発生していた。^[21]

この干ばつにより、農家はより定期的に灌漑を利用するようになりました。カリフォルニアの天候は変動が激しいため、安定した水の供給は農家にとって非常に重要でした。^[21]

この干ばつは、1920年代から1930年代にかけてアメリカの平原地帯の多くを特徴づけた歴史的なダストボウルの時期に発生しました。 ^[21] セントラルバレープロジェクトは、干ばつに対応するために1930年代に開始されました。^[23]

1950年代の干ばつは州水道プロジェクトの創設に貢献した。^[23]

1977年は、同州の歴史上、これまでで最も乾燥した年であった。^[24]ロサンゼルス・タイムズ紙によると、「1970年代の干ばつは都市保全への取り組みを促し、州の干ばつ緊急水銀行は1980年代の干ばつから生まれた。」^[23]

さらに、干ばつの予測は本質的にランダムであり、近年の深刻な干ばつへの対応として、1977年に米国内務省水研究技術局は、カリフォルニアを特に対象地域として、1年または2年先の干ばつの条件付き確率を決定する問題に、多変量データの統計分析であるエントロピーミニマックス法を適用できるかどうかの探索的研究をエントロピー社と契約しました。クリステンセンら(1980) ^[25]は、情報理論モデルが、1年、2年、さらには3年後の降水量が平均以下または上回る確率を控えめながらも統計的に有意な精度で予測することを実証しました。この先駆的な研究により、エルニーニョ(エルニーニョ南方振動)が米国の天気予報に及ぼす影響が発見されました。

カリフォルニア州は1986年後半から1992年後半にかけて、史上最長の干ばつに見舞われた。1988年には米国の多くの地域も深刻な干ばつに見舞われ、干ばつはさらに悪化した。カリフォルニア州では、太平洋のエルニーニョ現象（および1991年6月のピナツボ山の噴火）が異常なほどの持続的な大雨を引き起こしたため、6年間続いた干ばつは1992年後半に終了した。^[26]

2007年から2009年にかけては3年間の干ばつが続き、これは州史上12番目にひどい干ばつ期間であり、州全体で緊急事態宣言が出された最初の干ばつであった。2007年から2009年の干ばつでは、州の水道プロジェクトからの水の転用も大幅に減少した。2007年の夏には、南カリフォルニア史上最悪の山火事が発生した。^[27]

2011年から2017年は、2011年12月から2017年3月までカリフォルニア州で最長の干ばつとなった。^[22]

2011年後半から2014年にかけての期間は、記録が始まって以来、カリフォルニア州史上最も乾燥した時期でした。^[28] 2015年5月にフィールドポールが実施した州民世論調査では、回答者の3人に2人が水道局に水の消費量を25%削減するよう義務付けるべきだと同意しました。^[29]

2015年にエルニーニョがカリフォルニアに雨をもたらすと予測されたことで、干ばつが終わるのではないかという期待が高まった。2015年春、アメリカ海洋大気庁は、 2015年末までにエルニーニョ現象が発生する確率を80%とした。歴史的に、エルニーニョ現象は1951年から2015年の間に16回の冬に発生した。そのうち6回は降雨量が平均以下、5回は平均、5回は平均以上だった。しかし、2015年5月時点では、干ばつ状況は悪化し、海水温が平均以上でも大規模な嵐は発生していない。^[30]

この干ばつにより、ジェリー・ブラウン知事は2015年6月に25%の給水制限を義務づけた。^[31]

カリフォルニア州では干ばつにより数百万本もの樹木が枯死した。その数は約1億200万本で、2016年だけで6200万本に上る。^[32] 2016年末までにカリフォルニア州の30％が干ばつから回復したが、主に州の北半分で回復した。一方、州の40％は極度の干ばつまたは例外的な干ばつレベルのままだった。^[33] 2017年1月の大雨は、大洪水による広範囲にわたる停電や浸食被害があったにもかかわらず、州北部の水資源に大きな恩恵をもたらすと予想されていた。^{[34]雨の被害の中には}、カラベラス・ビッグ・ツリーズ州立公園の樹齢1000年のパイオニアキャビンツリーがあり、2017年1月8日に倒れた。^[35]

2016年から2017年の冬は北カリフォルニアで記録的な降水量を記録し、1982年から1983年の記録を上回りました。^{[36] 2月初旬には洪水}によりオロビルダムが深刻な被害を受け、サクラメント北部の約20万人が一時的に避難しました。^[37]複数の川が氾濫し、州内の主要な貯水池のほとんどが満水となった豪雨を受けて、ブラウン知事は4月7日に干ばつの公式終息を宣言しました。^[38]

農業や公共利用など、カリフォルニアのインフラの多くの側面を支えるために使われる降雨からの流出水は、干ばつの間に大幅に減少します。地下水の減少率は流出水よりはるかに低いですが、流出水が不足すると、水需要を満たすために地下水の汲み上げ量が増加します。降水量で補充できる量よりも高い速度で地下水が汲み上げられると、地下水位が低下し始め、水質も低下します。そうは言っても、地表水と地下水の関係は水文システムに貢献し、地下水は長期にわたる乾期に地表水の流れを維持するのに役立ちます。両方の水源が減少すると、水質と水の利用可能性が低下します。水不足で病気になる人もいます。

過剰な地下水の汲み上げと帯水層の枯渇は、土地の沈下と地下水貯蔵量の恒久的な喪失につながります。地下水位の低下は地下水貯蔵エリアの露出につながり、これにより土壌構造の強度が不足し、上部の土地が十分に重い場合は沈下する可能性があります。これは、最近の干ばつの間に州の特定の地域ですでに始まっています。沿岸地域では、過剰な水の汲み上げにより海水の浸入につながる可能性があり、つまり、過剰な汲み上げによって空になった地下水貯蔵エリアに海水が流れ始めます。これにより水質が低下し、配水前に水を浄化するための高価な淡水化作業につながる可能性があります。野生生物保護区や国立公園を通る水の流れは、地表水と地下水の減少により減少するか、完全に止まる可能性があります。カリフォルニア水科学センターは、これらの危険にさらされている地域で水の流れを回復および維持しようとしているチームの一員です。水の流れが減少し、風が強くなったり乾燥したりすると、山火事のリスクが高まります。通常よりも乾燥した気候のため、落雷や人為的なミスにより大規模な山火事が発生する可能性がある。^[39]

適応とは、状況に適応するプロセスであり、干ばつを止めようとするのではなく、干ばつの状況を考慮して水を保全しようとすることを意味します。これは最もよく使用されるオプションです。なぜなら、干ばつは気象プロセスであるため、それを止めることは難しいからです。地球の自然プロセスを変えようとすると、予期せぬ結果が生じる可能性があるため、イノベーションと問題解決を使用して問題に適応することは、多くの場合、より安価で有用な方法です。

• 水の淡水化
• 廃水のリサイクル
• ^{EPAの流量増加、 [40]}自然美、生息地の多様性などのためにのみ河川を流れる水を循環させる。
• 溢れた湖から、満水にならないと予想される湖に水を移動させるためのポンプと運河を設置します。
• 地下水貯留量の増加
• 地表水貯留量の増加
• プールの廃止（または水漏れや蒸発が起こらないようにプールの維持管理とカバーの設置）
• 大量の水を使用するゴルフ場などの施設の廃止
• アーモンド畑やワイン用ブドウ畑など、水を大量に消費する作物の排除
• 干ばつが発生していない州から食品原材料を調達する（特にこれらの原材料がカリフォルニアから輸出されている場合）。
• 脆弱な堤防の修復と交換^[41]

降水量不足により、州の水道インフラシステムの水量が減少しており、この限られた資源をいかにして最大限に活用するかという議論が巻き起こっている。

1979年以降、人口が倍増したにもかかわらず、大規模な水道プロジェクトはほとんど建設されていない。^{[42] [43]}

カリフォルニア州の水道網の多くは、北から南へ水を移動させるポンプシステムに依存しているため、冬の嵐の際には川の水量がポンプの能力を超え、大量の水が太平洋に失われることが多い。回遊魚を保護するために、環境規則により年間の特定の月にポンプの使用が制限されるため、状況はさらに複雑になっている。 2015年の給水年には、サクラメント・サンホアキン川デルタを940万エーカーフィート（11.6 km ³ ）の水が流れたが、配水システムに回収されたのはわずか190万エーカーフィート（2.3 km ^{3 ）であった。 [44]}

カリフォルニア州の主要貯水池のほとんどは、重要な洪水制御機能を果たしています。河川の水路とダムの放水路の容量が限られているため、大嵐の前に貯水池をすぐに排水することはできません。このため、長期貯蔵に使用できる貯水池の容量が制限されます。カリフォルニア州の貯水池は、雨による洪水、雪解けによる洪水、またはその両方を制御するように設計されています。

州の沿岸部と南部、およびサクラメント川水系の大半では、11月から4月の雨期に発生する洪水が主な脅威となっている。海洋の「大気河川」またはパイナップルエクスプレスの嵐は、短期間で大量の降雨を引き起こす可能性がある（わずか数回の嵐で年間降雨量の50％に達することもよくある）。^[45]このため、貯水池には一定の安全余裕を維持する必要があり、貯水池は4月下旬または5月まで満水にならないことが多い。カリフォルニア州最大の貯水池であるシャスタ湖は、雨による洪水を制御するために、冬季には容量の約71％に制限されている。サクラメント川やアメリカ川など、北カリフォルニアの川沿いの堤防は、大量の洪水を通過させるためにかなり余裕のある大きさになっている。^[46]

サンホアキン川流域（サンホアキン渓谷）や、積雪が川の水量の主な源となっている州の他の地域では、河道は主に雪解け洪水を制御するためにサイズが決められている。雪解け洪水は、雨による洪水に典型的な巨大なピークは生み出さないが、継続時間が長く、総量もはるかに多い。その結果、この地域の貯水池では放水できる水の量に非常に厳しい制限がある。雪による洪水のために運用されている貯水池の例としては、フレズノ近郊のパインフラット湖がある。この湖は、夏の雪解け水を貯めるために、春まで約53%の容量に制限されている。^[47]しかし、パインフラット湖やサンホアキンの他の貯水池は、冬の嵐の合間に十分な速さで水を放水できないため、雨による洪水を制御するのに効果がないことが多い。^{[47] [48] [ページが必要]}

州内の特定の地域、特にシエラネバダ山脈中央部では、雨と雪の両方による洪水が発生しやすい。オロビル湖やフォルサム湖などの貯水池は、より広範囲の流出条件に対応しなければならない。オロビル湖は通常、冬季に容量の 79～89% に制限され、フォルサム湖は 33～60% に制限される。これらの値は、雨量と雪量の予測に基づいて上下に調整されることが多い。^[46]フォルサム湖では、貯水池のサイズが小さいため、冬の洪水制御スペースの必要性と夏季の貯水の必要性のバランスを取るのが難しい。このため、春の雪解け水が予想よりも少なく、湖を満たすことができないことがよくある。水管理者と水文学の専門家は、天気予報と積雪測定技術の向上を挙げて、フォルサムダムの時代遅れで過度に保守的な運用基準を批判している。^[49]

予測方法の進歩により、メンドシノ湖など、カリフォルニア州の特定の貯水池では、より効率的で「スマートな」運用が可能になりました。乾燥した天候が予測される場合、下流で水を無駄にするのではなく、法定の洪水制御限度を超えて水を貯めることができます。このプログラムは、「予測情報に基づく貯水池運用」として知られています。^{[ 50]}さらに、フォルサムダムの9億ドルの放水路プロジェクトなどの設備投資により、放水の柔軟性が向上し、雨期に貯水池の水位を高く維持することがより安全になります。

カリフォルニア州は米国の州の中でも最も気候が変わりやすい州の一つで、非常に雨の多い年の後に極端に乾燥した年が続くことが多い。^[53]カリフォルニア州の貯水池は雨の多い年と乾燥した年の間で水供給のバランスをとるのに十分な容量がない。

エルニーニョとラニーニャは、それぞれカリフォルニアの雨季と乾燥季と関連付けられることが多い（史上最強の1982～83年のエルニーニョ現象は、カリフォルニア州に記録的な降水量をもたらした）が、最近の気候データは、人為的な地球温暖化の影響の増大もあって、そのような関係については複雑な証拠を示している。非常に雨の多い2010～2011年シーズンは、ラニーニャ現象が強かった時期に発生し、一方、強度において1982～83年を上回った2014～16年のエルニーニョ現象は、カリフォルニア州に目立った降水量の増加をもたらさなかった。

2012年から2015年にかけての北米の干ばつは、2011年から2012年の冬に米国から嵐を排除した 北極振動と北大西洋振動の状況によって引き起こされました。

• カリフォルニア州では毎年約5,100,000エーカーフィート（6.3 km ^{3 ）が}牛の飼料として使用されています。^[54]
• 大規模農家：大規模農家の夫婦1組がロサンゼルスの全世帯よりも多くの水を使用している^[55]
• また、2008年から2015年にかけて、絶滅の危機に瀕しているデルタワカサギを救うために、サンフランシスコ湾に240万エーカーフィート（3.0 km ³）（年間30万エーカーフィート（0.37 km ³ ））以上の水が放出されました。^[56] 代替策として、塩分バリアの設置が進められています。^[57]

現在、EPAの水質基準を満たすには、1日あたり数十億ガロンの水を海に流す必要がある。^[58]

2023年3月20日、トリニティ湖は流量増加により1日あたり10億ガロンを失っていました。^[59]これは歴史的な干ばつの間に起こりましたが、トリニティは歴史的平均の50％に過ぎず、他のすべての主要なカリフォルニアの湖は歴史的平均の少なくとも91％でした。トリニティ川修復プログラムは流量を調整する責任があります。^[60]

カリフォルニアの水は高価になることがあります。^[61] このことが水管理の課題に対する認識につながっています。^[62]

いくつかの例では、地下水位が100フィートから400～600フィートの深さまで低下し、ほとんどの個人井戸所有者が自分の水源を利用できなくなっています。^[63]

水は政府の同意を得て管理されており、その管轄区域内のすべての自由に流れる河川、湖沼、水域の所有権と管理が前提となっている。米国では多くの場合、ネスレの72ブランドのボトル入り飲料水のように、水が商業目的で使用されている。水利権を売却する政府当局によって水が管理されている。一部の地方自治体や州政府は、地元のコミュニティや環境に害を及ぼす場合でも、収入を得るために水利権を売却している^[64]（例えば、カリフォルニアから水を奪い、利益のためにボトルに詰めて米国や世界の水資源の豊富な地域に輸送する）。このため、水を商品として扱うことを批判する人が多くいる。^{[65] [66]}

しかしネスレは法律に従って行動していると主張していたが、2017年にカリフォルニア州当局は同社が5800万ガロンを抽出したと判定した。これは同社が請求する権利のある年間230万ガロンをはるかに上回る量だった。^[67]最近、地元住民は貴重な資源の「盗難」に対抗し、巨大な取水施設の設置に反対し、許可していない。^[68]たとえば、カリフォルニア州水資源管理委員会の職員は、ネスレがサンバーナーディーノ国有林から何百万ガロンもの水を排出するのを阻止する動きを見せている。^{[64] [69] [70]}ネスレは、許可が数十年失効した後も森林での瓶詰めを続けている。^[71]そうすることで、ネスレはストロベリークリークを枯渇させた。^[70]

別のボトル入り飲料水会社であるクリスタルガイザーは、自社のボトル入り飲料水製造施設からヒ素を含んだ廃水を違法に輸送し、投棄していたことが判明した。^[72]

オレンジ郡は、世界最大の間接飲料水リサイクルプロジェクトである地下水補給システムを構築することで、水の自立を目指しています。^[73]ポセイドンウォーターは、オレンジ郡のハンティントンビーチ^{[74]に海水淡水化プラントを開発しており、サンディエゴ郡のカールスバッド[75]}にすでに海水淡水化プラントを建設して運営しています。 2つのプラントを合わせると、1日あたり1億ガロンの飲料水、つまり約80万人分の水が供給されます。^[要出典]

• 地球規模の気候の混乱
• 陸地表面の気候への影響
• カリフォルニアにおける水の再利用

• カリフォルニア州：干ばつ
• カリフォルニア州の米国干ばつ監視
• USGS: カリフォルニア水科学センター、干ばつ
• 水資源局: カリフォルニアデータ交換センター、および CDEC の毎日の干ばつ概要