Noodweer in verdroogd Californië

In februari 2022 meldde Fox Weather nog dat het westen van de Verenigde Staten volgens wetenschappers de droogste periode in meer dan 1200 jaar beleefde. En dat dit na 22 droge jaren opnieuw zo zou blijven. Een jaar later ziet het er heel anders uit. Drie weken heftige regen mondden uit in overstromingen, 21 slachtoffers en dikke pakketten sneeuw in de bergen.

Vraag je ChatGPT, het veel gehypte artificial intelligence schrijfprogramma, om een stukje over regen in Californië in januari, dan krijg je het verhaal dat januari midden in het droge seizoen valt en dat er deze maand zeer weinig regen is. In de kustregio kan er sprake zijn van wat lichte neerslag, maar landinwaarts zijn significante hoeveelheden neerslag zeer onwaarschijnlijk. Dat klopt dus met wat Fox Weather voorspelde. Maar het lijkt in niets op wat zich de afgelopen maanden in realiteit afspeelde. Tot zo ver automatisch geschreven verhalen, we gaan zelf aan de slag.

Waanzinnig veel neerslag

Op 20 januari jl. meldde de Amerikaanse online weersdienst dat het sinds 26 december bijna non-stop had geregend in Californië en dat daarbij gemiddeld 28 centimeter neerslag was gevallen. Een reeks van negen ‘atmosferische rivieren’ had in drie weken in totaal 32 trillion gallons, dat is 121.133.177.088.000 liter, water over de staat uitgestort. Dat klinkt als veel en is het ook. Het is ongeveer de hoeveelheid water die in 1,7 jaar door de Rijn bij Spijk ons land binnenstroomt.

Dat er waanzinnig veel neerslag valt, is eigenlijk onvoorstelbaar en moet dus haast wel uniek zijn. Nou, dat valt mee. Afgelopen januari waren er best dagen waarop de hoeveelheid neerslag in de richting van recordwaarden ging en data van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) tonen dat het gemiddelde ruim boven de normale waarden voor de laatste 70 jaar zit. Maar de situatie is zeker niet uniek. In 2017 bijvoorbeeld had het rond eind januari veel meer geregend en in 1997 ook. In 1983 bleef het geen weken, maar maanden heftig regenen. Toen was het pas echt erg (figuur 1).

De Californische neerslag vindt zijn oorsprong in tropische gebieden. Het water dat hier verdampt, wordt door de jetstream vervoerd in ‘atmosferische rivieren’, corridors van waterdamp. Het zijn als het ware rivieren in de lucht – en heel grote ook. We gebruikten eerder de vergelijking met de Rijn om te laten zien hoeveel neerslag er afgelopen januari in Californië was gevallen. Als we de hoeveelheid water die de atmosferische rivier per seconde naar Californië vervoert, vergelijken met de doorvoer in de Rijn, blijkt de eerste zo’n 250 keer zo groot te zijn. Deze rivier in de lucht is veel omvangrijker dan waar dan ook op land te vinden is.

Regen en sneeuw

Zodra de atmosferische rivier aan land komt, zal hij uitregenen, vooral tegen de Californische bergruggen. Vanwege de afwisselende geografie is de neerslag in Californië zeer ongelijk verdeeld. Wolken komen met de westenwinden vanaf de Noordelijke Stille Oceaan. Dat leidt tot gematigde neerslag in de kuststrook en heftiger regenval tegen de bergen (loefzijde). Voorbij de bergen, aan de lijzijde, zijn de wolken uitgedund en daalt de lucht. Hier valt nauwelijks nog een druppel regen.

Daar komt bij dat Californië van noord naar zuid zo’n 1300 kilometer lang is. Hevige neerslag in Zuid-Californië kan samengaan met droogte in het noorden. En omgekeerd. Een kleine verandering in de plek waar een atmosferische rivier aan land komt, of de hoek waaronder, bepaalt welk gebied te maken zal krijgen met heftige regens en overstromingen. Dit maakt het moeilijk meteorologische voorspellingen te doen.

In het neerslagpatroon van januari is het effect van het Californische landschap duidelijk zichtbaar. Grote gebieden waar ruim 50 centimeter meer neerslag viel dan normaal, zijn de kuststroken van Santa Barbara tot Los Angeles en van Monterey tot Harmony, en meer landinwaarts tussen Lake Tahou en Sequoia National Park in de Sierra Nevada (figuur 2). De allernatste plek moet je echter zoeken in de buurt van Honeydew, een gehucht met 153 inwoners in Humboldt County, aan de noordkust van Californië. Daar viel bijna 170 millimeter regen.

Waar het in de kustgebieden om regen ging, viel meer landinwaarts vooral sneeuw (figuur 3). Terwijl de wintersportgebieden in de Alpen tot half januari maagdelijk groen bleven, viel in het natuurgebied bij Mt. Solomons, op 4000 meter hoogte, naar schatting  9,5 meter sneeuw. Dichter bij de bewoonde wereld meldde Tahoma meer dan 2,5 meter sneeuw, in Tahoe City was dat 2,2 meter en in Truckee 1,5 meter. Er vielen serieuze hoeveelheden sneeuw op zeer onverwachte plekken, zoals in de zuidelijke Sierra Nevada. Klimaatwetenschappers valt vooral op hoe uitgestrekt het gebied is waar het in januari heeft gesneeuwd.

Gevolgen neerslag

Wat betekent al dat water voor de bewoners van Californië? Op veel plaatsen is de bodem zo verzadigd geraakt met water dat er honderden aard- en modderverschuivingen hebben plaatsgevonden, die door heel Californië wegen blokkeerden en gebouwen ontoegankelijk maakten. De U.S. Geological Survey telde in totaal meer dan 500 aardverschuivingen. Daarnaast ontstonden er sinkholes (gaten die vallen op plekken waar de ondergrond instabiel is) en werden bomen ontworteld.

Alles bij elkaar genoeg reden voor president Biden om Californië op 15 januari tot rampgebied te verklaren en geld van de federale overheid vrij te maken voor steun aan de staat Californië en aan individuele burgers. Gouverneur Gavin Newsom verklaarde de dag erop dat minstens twintig mensen waren omgekomen als gevolg van de regen. Dat zijn meer slachtoffers dan er in de afgelopen twee jaar vielen bij de natuurbranden (wildfires) in deze staat. De directe economische schade bedraagt mogelijk meer dan 1 miljard US dollar en de totale kosten, inclusief omzetverlies, belopen zo’n 31 tot 34 miljard dollar.

Extra zwaar getroffen zijn bijvoorbeeld ouderen met lage inkomens, vooral degenen die leven in goedkope woningen gebouwd in riviervlakten of in overgangszone tussen bebouwing en natuurgebieden. Voor de meer dan 170.000 daklozen in Californië regelt de staat (tijdelijk) onderdak.

Het klinkt bizar, maar de extreem droge periode vóór deze overvloedige regenval komt achteraf gezien heel goed uit. Californië lag er exceptioneel droog bij, vooral door neerslagtekorten in 2020-2021. Aan het begin van 2023 was er een neerslagtekort van een heel jaar. Als de belangrijkste reservoirs niet zo leeg waren geweest toen het begon te regenen, waren de overstromingen rond San Francisco en in andere gebieden veel heftiger geweest.

Effect neerslag op droogte

De afgelopen tien jaar bereikten ons veel berichten over droogte in het westen van de VS. Aanvankelijk maakte menigeen zich vrolijk over de beelden van mensen die hun door het sproeiverbod verdorde gazon groen hadden geschilderd. Het lag voor de hand de dalende watervoorraden in reservoirs direct te koppelen aan de onbeschaamde Amerikaanse way of living, die gepaard gaat met enorme waterverspilling. Maar allengs is duidelijk geworden dat het watertekort in Californië ook bij een verandering van levensstijl niet zomaar verholpen zal zijn. Door de verwoestende natuurbranden, die mede een gevolg waren van de droogte (zie Geografie januari 2021), is nu zonneklaar dat waterschaarste een serieus probleem is. Heeft de overvloedige neerslag dat nu opgelost?

Na weken van regen zijn de reservoirs weer flink gevuld. In oktober kampte 41% van grondgebied in Californië met ‘extreme’ of ‘exceptionele’ droogte. Dat percentage is sindsdien gedaald tot nul. Toch heeft Californië nog steeds te maken met (een overwegend milde) droogte. Want een groot deel van de neerslag is min of meer direct naar de oceaan gestroomd. Daarin spelen ook de natuurbranden van de afgelopen jaren een rol. Doordat veel vegetatie is verdwenen, heeft de bodem op de kale bergen nauwelijks mogelijkheden het water vast te houden.

De waterbergende infrastructuur van Californië bestaat grotendeels uit enorme, hoog gelegen reservoirs. Alle regen die op lagere niveaus viel en/of belandde in rivierstelsels die de reservoirs niet voeden, is al weer zo goed als verdwenen. Daarbij bestaat er onzekerheid over het verloop van het regenseizoen. Als het nu stopt met regenen, zal de neerslaghoeveelheid op de meeste plekken rond het jaarlijks gemiddelde uitkomen.

Een veel gunstiger effect op de droogte heeft de sneeuw die is gevallen in de Sierra Nevada. Waar de regen grotendeel is weggespoeld, blijft de sneeuw liggen. En op grote hoogte. Als deze geleidelijk smelt, kan dit water worden opgevangen in de Californische aquifers en reservoirs, en worden gebruikt voor de landbouw en energieopwekking. Maar smelt de sneeuw in het voorjaar snel, dan bestaat er opnieuw kans op overstromingen.

Klimaatverandering

Was de regenval in januari een voorbeeld van extreem slecht weer, of zien we hier klimaatverandering aan het werk? Tot dusver past deze winterstorm in het plaatje van voorgaande jaren, alleen het tempo waarin de stormen elkaar opvolgen, verschilt. En daar zit de crux, aldus De Californische ‘staatsklimatoloog’ Michael Anderson. ‘Dit jaar zien we veel zware stormen elkaar snel opvolgen.’ En daar komt dan wat klimaatverandering om de hoek kijken. Als de mens fossiele brandstoffen blijft verbranden en de atmosfeer opwarmt, kan de warmere lucht meer vocht vasthouden. Dit maakt dat stormen op veel locaties, zeker ook in Californië, meer kans hebben extreem nat en intens te zijn. Wetenschappers zijn er nog niet uit of de opwarming van de aarde ook van invloed is op de windrichtingen en het transport van vocht in de atmosfeer. Het is niet duidelijk of de atmosferische rivieren, die neerslag naar Californië brengen, in aantal toenemen en langer aanhouden.

De dominante factor in het huidige weerbeeld is dat een warmere atmosfeer exponentieel meer water kan vasthouden, aldus Daniel Swain, klimaatonderzoeker aan de universiteit van Californië in Los Angeles. ‘En dat heeft een enorme impact.’ In de winter van 1861-1862 leidde een periode met heftige buien tot catastrofale overstromingen in Californië en de Pacific Northwest. Huizen en boerderijen werden weggespoeld en dalen veranderden in meren. Mocht de klimaatverandering doorzetten, dan vergroot dat de kans op een herhaling. Swain publiceerde afgelopen jaar samen met Xingying Huang van het National Center for Atmospheric Research in Boulder, Colorado, de resultaten van een studie. Zij schatten dat Californië op dit moment ieder jaar een kans van 1 op 50 heeft om een soortgelijke storm mee te maken. Klimaatverandering heeft die kans de afgelopen eeuw verdubbeld, aldus de onderzoekers. Vanwege de toegenomen hoeveelheid water in de atmosfeer zou de overheid zich moeten opmaken voor verwoestende stormen in de toekomst, vinden zij.

Toekomst

Het zou enorm schelen als stormen zich een week of twee na elkaar aandienen, zodat er voldoende tijd is het overtollige water af te voeren. Regen en sneeuw in de winter zijn noodzakelijk om de watervoorraad in Californië aan te vullen en zo de droge zomer door te komen. Maar als de atmosferische rivieren elkaar snel opvolgen, wegen de lasten zwaarder dan de baten. Te veel water in heel korte tijd overvraagt de waterinfrastructuur. En aangezien de buien zich lastig laten sturen, lijkt er voor de overheid weinig anders op te zitten dan de waterinfrastructuur serieus aan te pakken. Californië kan zich niet meer veroorloven op de ingeslagen weg voort te gaan. Als het regent, zijn er overstromingen, als het niet regent, is er droogte. Er moet een systeem komen waarin overvloedig water ook op lagere hoogten wordt opgevangen om te gebruiken in droge tijden.