科羅拉多河是一條生命線。它從科羅拉多州和懷俄明州中部的落基山脈流出，穿過美國其他五個州、11 個美國國家公園和墨西哥的兩個州，行程 1450 英里，為 4000 萬人供水，支援無數野生動物，灌溉超過 500 萬英畝的農田。而這條河流正面臨危險。
不僅人類正從該水源中抽取不可持續的水量，而且異常低的降水量和炎熱乾燥的條件多年來一直在使其萎縮——這種令人擔憂的趨勢可能會隨著氣候變化的影響而惡化。“在某種程度上，水就是生命，我們失去科羅拉多河——甚至只是它的水量減少——對該地區都具有巨大的影響，”國家奧杜邦協會科羅拉多河專案主任詹妮弗·皮特說。然而，儘管這條河流非常重要，但科學家們一直很難確定隨著全球變暖，其流量可能會下降多少。美國地質調查局高階研究科學家克里斯·米利認為，這個問題既令人不安又令人著迷。“我被拉入了河流流域中真正發生的事情的謎團，”他說。“我的興趣近乎痴迷。”
這種痴迷變成了一年沉浸在資料中的研究。週四發表在《科學》雜誌上的結果表明，到本世紀中葉，這條河流的流量可能會比 1913-2017 年的歷史流量減少 14% 到 31%。
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米利和他在美國地質調查局的同事克里斯塔·鄧恩建立了一個極其詳細的計算機模型，該模型分析了水如何透過降水、融化的積雪、蒸發和其他關鍵過程進出科羅拉多河流域。但是，由於有幾個物理引數的值難以測量（例如，流域中任何給定位置的土壤可以容納的最大水量），研究人員運行了該模型多達 50 萬次——每次都調整這些未知引數——直到他們找到 171 個版本，這些版本非常出色地再現了歷史記錄。然後，他們將新的改進模型投射到未來幾十年，以估計如果流域溫度升高 1 攝氏度（1.8 華氏度），河流可能會發生怎樣的變化。答案是令人沮喪的：其流量將下降 9.3%。基於一系列氣候情景，米利和鄧恩繼續預測，到本世紀中葉，與歷史值相比，科羅拉多河的流量可能會減少多達 31%。
該研究表明，科羅拉多河的未來取決於積雪，積雪是其主要水源，因為隨著積雪在春季和夏季逐漸融化，產生的水會滲入地下、河流及其支流。“我們發現積雪覆蓋層充當著保護罩，”米利說。其高表面反射率或反照率會反射回入射的太陽輻射，並使下方的地面保持相對涼爽。但氣候變化正在減少該保護罩的範圍，使更多的太陽輻射能夠穿透地表，從而產生一系列連鎖反應。土壤和樹木中的大量水分可能會蒸發。剩餘的大部分積雪和地下水也會如此，幾乎沒有水流入河流。
科羅拉多州立大學高階科學家布拉德·烏達爾沒有參與這項新論文，他稱其研究結果——尤其是流量下降 9.3%——“令人震驚”。烏達爾與人合著了一份 2017 年的研究，該研究表明，每升高 1.8 華氏度，流量將減少 3% 到 10%，因此米利和鄧恩的數字位於該範圍的上限這一事實引起了他的注意。但他並不懷疑研究人員的結果，他說，這些結果比之前的研究更加詳細。“我認為他們做得更優雅、更嚴謹，”他說。“你必須非常認真地對待這個結果。”
烏達爾認為，這些發現將對水資源管理者和使用者產生重大影響。“這條河裡的每一滴水都在被使用。任何這樣的減少都會造成嚴重的痛苦，”他說。但他希望保護管理者能夠找到最佳的前進路線。“我喜歡說，‘嘿，如果我們少了 20%，那仍然意味著杯子是 80% 滿的，’”他說。“讓我們變得聰明而精明，弄清楚如何利用我們所擁有的。”與此同時，同樣沒有參與這項新研究的皮特也受到了去年達成的一項決議的鼓舞，該決議是美國七個擁有這條河流的州同意自願減少用水量。
儘管如此，皮特仍然擔心科羅拉多河將繼續變化——而且是以不可預測的方式變化。儘管科學家們在預測全球氣溫上升的影響方面取得了重大進展，但這些預測無法包括河流中水流量的內在變異性。例如，歷史記錄顯示，由於積雪量的變化，河流流量可能會在一年內降至約 400 萬英畝英尺，而在另一年內攀升至約 2400 萬英畝英尺。（一英畝英尺是覆蓋一英畝面積、一英尺深的水量，約合 326,000 加侖。）* 此外，這些研究無法考慮到積雪量減少將在美國西南部產生的許多更廣泛的變化。早期的融雪不僅會形成更暗、更易吸收水分的土地，還會使夏季和火災季節提前到來。這一過程將進一步使該地區乾燥，並減少流入科羅拉多河的水量。
“水有點像一種無聲的公用事業，”皮特說。“人們往往不會考慮它或擔心它。但潛在的影響是巨大的。”
*編者注（2020 年 2 月 2 日）：這句話在釋出後經過編輯。它最初將英畝英尺描述為覆蓋一英畝面積、一英尺深的水量。