Две трети суши теряют воду из-за потепления климата
Жители Кейптауна выстраивались в очередь за водой, поскольку в 2018 году краны почти пересохли.
Моргана Вингард / Getty Images

В 2018 году мир с чувством страха наблюдал, как Кейптаун, Южная Африка, отсчитывал дни, пока в городе не закончится вода. Поверхностные водохранилища региона пересыхали из-за самой сильной засухи за всю историю наблюдений, и общественный отсчет времени был призывом о помощи.

Резко сократив потребление воды, жители и фермеры Кейптауна смогли отодвинуть "нулевой день" пока не пошел дождь, но этот звонок показал, насколько ненадежной может быть водная безопасность. Калифорния также столкнулась с серьезными ограничениями на воду во время недавнего многолетняя засуха. И Мехико теперь сталкивается с ограничениями в использовании воды после года с небольшим дождем.

Растут опасения, что многие регионы мира столкнутся с подобными водными кризисами в ближайшие десятилетия, поскольку повышение температуры усугубит засушливые условия.

Понимание предстоящих рисков требует рассмотрения всего ландшафта наземных водохранилищ - не только рек, но и воды, хранящейся в почвах, грунтовых водах, снежном покрове, лесных пологах, водно-болотных угодьях, озерах и водохранилищах.


графика подписки внутри себя


Мы изучаем изменения земного водного цикла как инженеры и гидрологи. В новое исследование опубликовано 11 января, мы и группа коллег из университетов и институтов по всему миру впервые показали, как изменение климата, вероятно, повлияет на доступность воды на суше из всех источников хранения воды в течение этого столетия.

Мы обнаружили, что объем этих земных водохранилищ на двух третях суши на планете постепенно сокращается. Наихудшие последствия будут в районах Южного полушария, где нехватка воды уже угрожает продовольственной безопасности и ведет к миграции людей и конфликтам. В глобальном масштабе каждый 12-й человек может столкнуться с серьезной засухой, связанной с накоплением воды каждый год к концу этого столетия, по сравнению со средним показателем примерно каждого 33-го в конце 20-го века.

Эти результаты имеют значение для доступности воды не только для нужд человека, но также для деревьев, растений и устойчивости сельского хозяйства.

Где риски самые высокие

Вода, обеспечивающая здоровье земли, выращивание сельскохозяйственных культур и удовлетворение потребностей человека, поступает из различных источников. Горный снег и дожди питают потоки, которые влияют на коммунальное водоснабжение. Содержание воды в почве напрямую влияет на рост растений. Ресурсы подземных вод имеют решающее значение как для снабжения питьевой водой, так и для урожайности сельскохозяйственных культур в орошаемых регионах.

Хотя исследования часто сосредотачиваются только на речном потоке как индикаторе наличия воды и засухи, наше исследование вместо этого дает целостную картину изменений в общем объеме воды, доступной на суше. Это позволяет нам уловить нюансы, такие как способность лесов забирать воду из глубоких источников грунтовых вод в те годы, когда верхние уровни почвы более сухие.

Снижение запасов воды на суше вызывает особую тревогу в бассейне реки Амазонки, Австралии, южной части Африки, Средиземноморском регионе и других странах. части Соединенных Штатов. Ожидается, что в этих регионах количество осадков резко сократится с изменением климата, а повышение температуры приведет к увеличению испарения. В то же время некоторые другие регионы станут более влажными, процесс уже видел сегодня.

На карте показано прогнозируемое изменение запасов воды на суше к концу 21 века.
На карте показано прогнозируемое изменение запасов воды на суше к концу 21 века по сравнению со средним показателем за 1975–2005 годы при среднем сценарии глобального потепления. Сплошной цвет от желтого до оранжевого и темно-красного отражает возрастающую степень потери накопленной воды; от бирюзового до синего до темно-синего отражает увеличение накопленной воды.
Яду Покхрел и др., Изменение климата, природа, 2021 г., CC BY-ND

Наши выводы для бассейна Амазонки добавляют к давним спорам о судьбе тропических лесов в более теплом мире. Многие исследования с использованием прогнозов климатических моделей предупреждают о повсеместная гибель лесов в будущем, поскольку меньше осадков и более высокие температуры приведут к повышенный тепловой и влажный стресс сочетается с лесными пожарами.

В одном из более раннее исследование, мы обнаружили, что глубоко укоренившиеся тропические леса могут быть более устойчивыми к краткосрочной засухе, чем они кажутся, потому что они могут использовать воду, хранящуюся в почвах глубже в земле, что не учитывается в прогнозах типичных климатических моделей. Однако наши новые результаты, полученные с использованием нескольких моделей, показывают, что сокращение общего объема запасов воды, в том числе глубоких запасов подземных вод, может привести к еще большей нехватке воды в засушливые сезоны, когда деревьям больше всего нужна запасенная вода, и усугубить будущие засухи. Все это ослабляет устойчивость тропических лесов.

Новый взгляд на засуху

Наше исследование также дает новый взгляд на будущие засухи.

Существуют разные виды засух. Метеорологические засухи вызваны отсутствием осадков. Сельскохозяйственные засухи вызваны недостатком воды в почвах. Гидрологические засухи связаны с недостатком воды в реках и грунтовых водах. Мы представили новый взгляд на засуху, посмотрев на общий запас воды.

Вода в окружающей среде. (две трети суши теряют воду из-за потепления климата)
Вода в окружающей среде.
Офис в Великобритании

Мы обнаружили, что умеренные и сильные засухи, связанные с накоплением воды, будут увеличиваться до середины 21-го века, а затем останутся стабильными при будущих сценариях, в которых страны сократят свои выбросы, но засухи от экстремальных до исключительных для накопления воды могут продолжать увеличиваться до конца века. .

Это будет еще больше угрожать доступности воды в регионах, где прогнозируется сокращение запасов воды.

Изменения, вызванные глобальным потеплением

Такое сокращение запасов воды и увеличение числа будущих засух в основном вызвано изменением климата, а не деятельностью по управлению земельными и водными ресурсами, такой как ирригация и откачка грунтовых вод. Это стало ясно, когда мы изучили моделирование того, как могло бы выглядеть будущее, если бы климатические условия не изменились с доиндустриальных времен. Без увеличения выбросов парниковых газов запасы воды на суше в большинстве регионов останутся стабильными.

Если также будет учтено будущее увеличение использования подземных вод для орошения и других нужд, прогнозируемое сокращение запасов воды и усиление засухи может быть еще более серьезным.

Об автореБеседа

Яду Похрел, доцент кафедры гражданского строительства и окружающей среды, Университет штата Мичиган

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги об окружающей среде из списка бестселлеров Amazon

«Тихая весна»

Рэйчел Карсон

Эта классическая книга является важной вехой в истории защиты окружающей среды, привлекая внимание к вредному воздействию пестицидов и их воздействию на мир природы. Работа Карсона вдохновила современное экологическое движение и остается актуальной сегодня, поскольку мы продолжаем решать проблемы гигиены окружающей среды.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Необитаемая Земля: жизнь после потепления»

Дэвид Уоллес-Уэллс

В этой книге Дэвид Уоллес-Уэллс предлагает резкое предупреждение о разрушительных последствиях изменения климата и настоятельной необходимости решения этого глобального кризиса. Книга основана на научных исследованиях и примерах из реальной жизни, чтобы дать отрезвляющий взгляд на будущее, с которым мы столкнемся, если не предпримем никаких действий.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Скрытая жизнь деревьев: что они чувствуют, как общаются? Открытия из тайного мира»

Питер Воллебен

В этой книге Питер Воллебен исследует увлекательный мир деревьев и их роль в экосистеме. Книга основана на научных исследованиях и собственном опыте Воллебена в качестве лесника, чтобы дать представление о сложных способах взаимодействия деревьев друг с другом и с миром природы.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Наш дом в огне: сцены из жизни семьи и планеты в кризисе»

Грета Тунберг, Сванте Тунберг и Малена Эрнман

В этой книге экоактивистка Грета Тунберг и ее семья предлагают личный отчет о своем путешествии по повышению осведомленности о насущной необходимости решения проблемы изменения климата. Книга представляет собой мощный и трогательный рассказ о проблемах, с которыми мы сталкиваемся, и о необходимости действий.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

«Шестое вымирание: неестественная история»

Элизабет Колберт

В этой книге Элизабет Колберт исследует продолжающееся массовое вымирание видов, вызванное деятельностью человека, опираясь на научные исследования и примеры из реального мира, чтобы дать отрезвляющий взгляд на влияние человеческой деятельности на мир природы. Книга предлагает убедительный призыв к действию для защиты разнообразия жизни на Земле.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа