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Determining long-term water quality change in the presence of climate variability: Lake Tahoe (U.S.A.)

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Abstract:

We developed a time series model of Secchi depth for Lake Tahoe incorporating a mechanistic understanding of interannual variability with sufficient simplicity to allow data-based parameter estimation. Secchi depth is still occasionally over 40 m at Lake Tahoe, but mean annual Secchi depth has declined nearly 10 m since 1967, prompting a large-scale restoration program. Year-to-year variability is extremely high, obscuring restoration actions and compliance with water quality standards. The model focused on Secchi depth during summer, when the lake is least transparent and most heavily used. Interannual variability for the summer season is driven largely by precipitation differences. The model offers a means for determining compliance with water quality standards when precipitation anomalies may persist for years. As demonstrated by means of an ex-post forecast, increasing Secchi depths during 1999–2001 were simply climate-driven and do not represent a recovery of the lake. The long-term trend for summer is most likely due to the accumulation of allochthonous mineral suspensoids.

Nous avons mis au point un modèle de série chronologique des profondeurs de Secchi pour le lac Tahoe, modèle basé sur une interprétation mécaniste de la variabilité inter-annuelle suffisamment simple pour permettre l'estimation de paramètres à partir des données. La profondeur mesurée au disque de Secchi au lac Tahoe dépasse encore à l'occasion 40 m, mais la profondeur de Secchi annuelle moyenne a diminué de presque 10 m depuis 1967, ce qui a mené à l'instauration d'un programme de récupération à grande échelle. La variabilité d'une année à l'autre est extrêmement élevée, ce qui masque les effets des actions de récupération et les conséquences du respect des normes de qualité de l'eau. Le modèle prend en considération surtout les profondeurs de Secchi durant l'été quand la transparence est minimale et l'utilisation du lac maximale. La variabilité d'une année à l'autre durant l'été s'explique en grande partie par des différences dans les précipitations. Le modèle fournit un moyen de vérifier le respect des normes de qualité de l'eau lorsque des anomalies dans les précipitations persistent pendant plusieurs années. Ainsi, une prédiction ex post facto démontre que l'accroissement des profondeurs de Secchi de 1999 à 2001 s'explique simplement par des facteurs climatiques et ne représente pas une récupération de la condition du lac. La tendance à long terme en été est sans doute explicable par une accumulation de matière minérale allochtone en suspension.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2003

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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