科罗拉多河流域为美国西南部半干旱地区的4000多万人提供淡水，包括拉斯维加斯和洛杉矶等大城市。然而，在2000年至2021年之间，该盆地经历了一场特大干旱(持续数十年的严重干旱)，研究人员认为，如果不是人为的气候变化，这种情况可能不会发生。特别是，在2020年和2021年期间，该流域经历了自1895年以来最干旱的20个月，以及自1906年以来最低的河流流量。
加州大学(University of California)的本杰明·巴斯(Benjamin Bass)博士和他的同事们旨在确定自19世纪80年代以来，该流域的降水和径流是如何变化的，这与同期气温上升1.5°C是一致的。发表在《水资源研究》上的一项新研究发现，由于人为变暖和景观植被变化的直接结果，流域内的径流量减少了10.3%，这意味着支持当地人口的可用水资源减少了2.1立方公里。
此外，科学家们发现，积雪地区受到干旱化的显著影响，加剧了径流的减少，是邻近地区的两倍。虽然积雪地区只占科罗拉多河流域的30%，但干旱导致径流减少了86%(每升温1摄氏度就会损失1.2立方千米的水)。
由于反照率反馈，这种情况可能会恶化减少的雪减少了较轻的“白色”雪表面来反射来自太阳日照的热量，而不是暴露更多的土地来吸收热量，最终导致温度进一步升高，导致更多的雪融化，因此反馈循环继续下去。
利用全球气候模型和历史数据，研究人员进行了模拟，以评估径流随人为变化的趋势，并预测了人类影响消除后的情景。他们发现，自1954年以来，流域径流量减少了1.2立方公里，但如果没有全球变暖和二氧化碳浓度升高的影响，径流量实际上会增加0.9立方公里。
据估计，1880年大气中的二氧化碳含量为285 ppm(百万分之一)，而1950年为313 ppm, 2021年为416 ppm。自20世纪80年代以来，正是二氧化碳的增加及其导致的气候变化的影响，显示出径流下降的明显趋势，速度加快。
植被还通过平衡径流在流域排水中发挥重要作用。研究人员描述了二氧化碳浓度升高是如何导致叶片底部气孔(用于气体交换的孔隙)关闭并减少蒸腾作用(通过气孔释放水蒸气)的。然而，温度升高导致叶片表面蒸发速率增加，这一过程超过了蒸腾的任何水资源效率，导致植物水分的净损失。总体而言，植被确实有助于抵消15%的径流损失，尽管这一有效程度取决于流域植被的类型和覆盖范围。
自2000年以来，这一特大干旱的气温比气候平均水平上升了0.48°C，降水量减少了3.1%，而在2021年末至2022年初，其加剧与气温升高0.83°C(比气候平均水平高出8.6%)同时发生，降水和径流分别减少了23.9%和38.6%。
这导致了超级干旱的总径流量减少了40.1 km3，而最近的2020年至2021年的径流量减少了3 km3，其中亚利桑那州、内华达州和墨西哥在2021年被宣布为缺水，其淡水分配减少了0.756 km3。相比之下，这种水资源短缺比内华达州米德湖的规模还要大，米德湖是美国容量最大的水库。
考虑到科罗拉多河流域的年平均径流量为21.2 km3，在过去140年里，10%的径流量损失是显著的。据预测，随着二氧化碳浓度和气温在未来的上升，水的流失率可能会进一步加快，给每天依赖其水的数百万人带来后果。
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