Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel asli.
California sedang mempersiapkan untuk tahun ketiga berturut-turut kekeringan, dan para pejabat memperketat batas penggunaan air ke tingkat yang tidak pernah terlihat begitu awal di tahun air. Sebagian besar tempat penampungan air negara bagian itu jauh di bawah rata-rata, dengan beberapa di antaranya kurang dari sepertiga kapasitasnya. Prospek hujan dan salju musim dingin ini, ketika sebagian besar curah hujan tahunan negara bagian itu tiba, tidak menjanjikan.
Yang paling mengkhawatirkan adalah pemandangan Sierra Nevada, rangkaian pegunungan panjang yang melintasi bagian timur negara bagian itu. Kota-kota California dan pertaniannya—yang menanam lebih dari sepertiga sayuran negara itu serta dua pertiga buah dan kacangnya—mengandalkan limpasan dari kantong salju pegunungan untuk mendapatkan air.
Sebagai seorang insinyur, saya telah mempelajari air dan iklim California selama lebih dari 30 tahun. Pengamatan lebih dekat pada sumber daya air California menunjukkan tantangan ke depan dan bagaimana perubahan iklim menempatkan pasokan air dan pertanian negara bagian pada risiko yang lebih besar.
Dari mana California mendapatkan airnya
Di seluruh negara bagian, California rata-rata curah hujan sekitar dua kaki per tahun, sekitar dua pertiga dari rata-rata global, memberikan negara bagian secara keseluruhan iklim semi-kering.
Sebagian besar hujan dan salju California turun di pegunungan, terutama di musim dingin dan musim semi. Tetapi pertanian dan kota-kota pesisir membutuhkan air itu untuk melewati musim panas yang kering. Untuk mengeringkan California Selatan dan membantu pengendalian banjir di utara, California selama satu abad terakhir mengembangkan sistem waduk, terowongan, dan kanal di seluruh negara bagian yang membawa air dari pegunungan. Proyek terbesar, Proyek Air Negara, menyalurkan air dari Sierra utara dengan curah hujan lebih tinggi ke bagian selatan negara bagian.
Bagian dari Saluran Air California dalam Proyek Air Negara Bagian. Foto milik Ken James/Departemen Sumber Daya Air California
Untuk melacak ke mana air mengalir, akan berguna untuk melihat volume dalam acre-feet. California memiliki luas sekitar 100 juta hektar, jadi dengan dua kaki per tahun, curah hujan tahunannya rata-rata sekitar 200 juta hektar.
Dari 200 itu, rata-rata hanya sekitar 80 juta acre-feet menuju hilir. Sebagian besar air kembali ke atmosfer melalui evapotranspirasi oleh tanaman dan pepohonan di hutan Sierra Nevada atau Pantai Utara. Dari 80 juta acre-kaki yang mengalir, sekitar setengahnya tetap berada di lingkungan perairan, seperti sungai yang mengalir ke laut. Itu menyisakan sekitar 41 juta acre-feet untuk penggunaan hilir. Sekitar 80 persennya digunakan untuk pertanian dan 20 persen untuk penggunaan perkotaan.
Pada tahun-tahun basah, mungkin ada lebih dari 80 juta acre-feet air yang tersedia, tetapi di tahun-tahun kering, jumlahnya bisa jauh lebih sedikit.
Pada tahun 2020, misalnya, curah hujan California kurang dari dua pertiga rata-rata, dan Proyek Air Negara hanya menghasilkan lima persen dari jumlah yang dikontrak. Sistem saluran air utama negara bagian lainnya yang mengalirkan air di sekitar negara bagian juga sangat mengurangi pasokan mereka.
Tahun air 2021, yang berakhir 30 September, adalah salah satu dari tiga tahun terkering di Sierra Nevada. Curah hujan sekitar 44 persen dari rata-rata. Dengan curah hujan terbatas pada Desember 2021 dan negara bagian dalam kekeringan ekstrem, Proyek Air Negara memangkas alokasi awal untuk badan air menjadi nol persen untuk 2022, dengan sejumlah kecil masih mengalir untuk kebutuhan kesehatan dan keselamatan.
Meskipun kondisi dapat membaik jika lebih banyak badai datang dalam tiga bulan ke depan, perkiraan resmi Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional menunjukkan bahwa curah hujan di bawah normal lebih mungkin terjadi daripada di atas normal.
Rencana Air Negara Bagian California 2018.
Kekeringan dan iklim yang memanas
Periode kering multitahun, saat curah hujan tahunan di bawah rata-rata, merupakan ciri iklim California, tetapi kenaikan suhu global juga berdampak.
Selama 1.100 tahun terakhir, setidaknya ada satu periode kering yang berlangsung selama empat tahun atau lebih setiap abad. Ada dua dalam 35 tahun terakhir—1987-92 dan 2012-15. Iklim yang lebih hangat mengintensifkan efek periode kering ini, karena tanah yang lebih kering dan udara yang lebih kering menyebabkan stres pada vegetasi dan tanaman alami.
Meningkatnya suhu global memengaruhi limpasan dari Sierra Nevada, yang menyediakan lebih dari 60 persen pasokan air yang dikembangkan di California.
Lebih dari 80 persen limpasan di Sierra Nevada tengah dan selatan berasal dari zona salju. Di Sierra utara yang lebih basah tetapi lebih rendah elevasinya, curah hujan menyumbang lebih dari sepertiga limpasan tahunan.
Garis salju rata-rata, ketinggian di mana sebagian besar curah hujan adalah salju, berkisar dari ketinggian sekitar 5.000 kaki di utara hingga 7.000 kaki di selatan. Rata-rata, setiap pemanasan 1,8 derajat Fahrenheit (1 Celcius) dapat mendorong garis salju 500 kaki lebih tinggi lagi, mengurangi total salju.
Pergeseran dari salju ke hujan dan limpasan sebelumnya juga berarti bahwa lebih banyak kapasitas di belakang bendungan yang ada akan dialokasikan untuk pengendalian banjir, yang selanjutnya mengurangi kapasitasnya untuk penyimpanan pasokan air musiman.
Bagian dari Danau Shasta, waduk terbesar California, pada 28 Oktober 2021. Foto milik Andrew Innerarity/Departemen Sumber Daya Air California.
Pemanasan juga akan meningkatkan permintaan air dari hutan seiring dengan bertambah panjangnya musim tanam dan memicu cekaman kekeringan yang menyebabkan kematian pohon dan peningkatan risiko kebakaran hutan dengan tingkat keparahan yang tinggi.
Keberlanjutan dalam iklim yang memanas
Penyimpanan air sangat penting bagi keamanan air California.
Masyarakat dan pertanian dapat memompa lebih banyak air tanah ketika persediaan rendah, tetapi negara telah memompa lebih banyak air daripada yang diisi ulang pada tahun-tahun basah. Sebagian negara bagian bergantung pada air dari Sungai Colorado, yang bendungannya menyediakan penyimpanan air selama beberapa tahun, tetapi cekungan tersebut tidak memiliki limpasan untuk mengisi bendungan.
Penentangan publik telah mempersulit pembangunan bendungan baru, jadi penggunaan air tanah yang lebih baik untuk penyimpanan musiman dan multitahun sangat penting.
Undang-Undang Pengelolaan Air Tanah Berkelanjutan negara bagian mengharuskan lembaga lokal untuk mengembangkan rencana keberlanjutan. Itu memberikan beberapa harapan bahwa pemompaan dan pengisian air tanah dapat diseimbangkan, kemungkinan besar dengan membiarkan beberapa lahan pertanian tidak ditanami. Pengisian akuifer terkelola di selatan Sacramento-San Joaquin Delta secara bertahap berkembang, dan masih banyak lagi yang bisa dilakukan.
Jika negara tidak berbuat lebih banyak, termasuk taktik seperti menerapkan teknologi desalinasi untuk membuat air asin dapat digunakan, daerah perkotaan dapat mengharapkan pengurangan 25 persen dalam penggunaan air yang diberlakukan selama kekeringan 2012-15 menjadi lebih umum dan bahkan berpotensi lebih dalam.
Sumber daya air California dapat menyediakan lingkungan yang sehat, ekonomi yang kuat, dan penggunaan pertanian yang berkelanjutan. Untuk mencapai hal ini, diperlukan peningkatan baik infrastruktur alam—hutan hulu, dataran banjir, dan resapan air tanah di area pertanian—dan infrastruktur yang dibangun, seperti kanal, saluran pelimpah, dan tanggul. Informasi tersedia; pejabat sekarang harus menindaklanjuti. 
Roger Bales adalah profesor teknik terkemuka dan anggota fakultas pendiri di UC Merced, dan telah aktif dalam penelitian terkait air dan iklim selama lebih dari 30 tahun.
