Zwei Drittel des Erdlandes sind auf dem besten Weg, Wasser zu verlieren, wenn sich das Klima erwärmt

Zwei Drittel des Erdlandes sind auf dem besten Weg, Wasser zu verlieren, wenn sich das Klima erwärmt
Die Einwohner von Kapstadt standen an, um Wasser zu holen, da die Wasserhähne 2018 fast leer waren.
Morgana Wingard / Getty Images

Die Welt sah 2018 mit einem Gefühl der Angst zu, wie Kapstadt, Südafrika, die Tage herunterzählte, bis der Stadt das Wasser ausgehen würde. Die Oberflächenreservoire der Region wurden während der schlimmsten Dürre seit Bestehen trocken, und der öffentliche Countdown war ein Hilferuf.

Durch die drastische Reduzierung des Wasserverbrauchs konnten die Einwohner und Bauern Kapstadts dies tun "Day Zero" zurückschieben bis der Regen kam, aber der enge Anruf zeigte, wie prekär die Wassersicherheit sein kann. Kalifornien war in jüngster Zeit auch strengen Wassereinschränkungen ausgesetzt mehrjährige Dürre. Und Mexiko Stadt ist jetzt nach einem Jahr mit wenig Regen mit Wasserrestriktionen konfrontiert.

Es gibt wachsende Bedenken, dass viele Regionen der Welt in den kommenden Jahrzehnten mit solchen Wasserkrisen konfrontiert sein werden, da steigende Temperaturen die Dürrebedingungen verschärfen.

Um die bevorstehenden Risiken zu verstehen, muss die gesamte Landschaft der terrestrischen Wasserspeicherung betrachtet werden - nicht nur die Flüsse, sondern auch das Wasser, das in Böden, Grundwasser, Schneedecke, Waldkronen, Feuchtgebieten, Seen und Stauseen gespeichert ist.

Wir untersuchen Veränderungen im terrestrischen Wasserkreislauf als Ingenieure und Hydrologen. In einer neue Studie veröffentlicht am 11. JanuarWir und ein Team von Kollegen von Universitäten und Instituten auf der ganzen Welt haben zum ersten Mal gezeigt, wie sich der Klimawandel im Laufe dieses Jahrhunderts wahrscheinlich auf die Wasserverfügbarkeit an Land aus allen Wasserspeicherquellen auswirken wird.

Wir fanden heraus, dass die Summe dieser terrestrischen Wasserspeicher in zwei Dritteln des Landes auf dem Planeten langsam sinken wird. Die schlimmsten Auswirkungen werden in Gebieten der südlichen Hemisphäre zu verzeichnen sein, in denen die Wasserknappheit bereits die Ernährungssicherheit bedroht und zu menschlicher Migration und Konflikten führt. Weltweit könnte einer von zwölf Menschen bis zum Ende dieses Jahrhunderts jedes Jahr einer extremen Dürre im Zusammenhang mit der Wasserspeicherung ausgesetzt sein, verglichen mit einem Durchschnitt von etwa einem von 12 am Ende des 33. Jahrhunderts.

Diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit, nicht nur auf die Bedürfnisse des Menschen, sondern auch auf Bäume, Pflanzen und die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft.


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Wo die Risiken am höchsten sind

Das Wasser, das das Land gesund hält, die Pflanzen wächst und die menschlichen Bedürfnisse befriedigt, stammt aus verschiedenen Quellen. Bergschnee und Regen speisen Bäche, die sich auf die Wasserversorgung der Gemeinde auswirken. Der Bodenwassergehalt wirkt sich direkt auf das Pflanzenwachstum aus. Grundwasserressourcen sind sowohl für die Trinkwasserversorgung als auch für die Pflanzenproduktivität in bewässerten Regionen von entscheidender Bedeutung.

Während sich Studien häufig nur auf den Flussfluss als Indikator für Wasserverfügbarkeit und Dürre konzentrieren, liefert unsere Studie stattdessen ein ganzheitliches Bild der Veränderungen des gesamten an Land verfügbaren Wassers. Auf diese Weise können wir Nuancen erfassen, beispielsweise die Fähigkeit der Wälder, in Jahren, in denen die oberen Bodenebenen trockener sind, Wasser aus tiefen Grundwasserquellen zu beziehen.

Besonders alarmierend sind die Rückgänge bei der Landwasserspeicherung im Amazonasgebiet, in Australien, im südlichen Afrika, im Mittelmeerraum und im Amazonasgebiet Teile der Vereinigten Staaten. In diesen Regionen wird erwartet, dass die Niederschläge mit dem Klimawandel stark zurückgehen und steigende Temperaturen die Verdunstung erhöhen. Gleichzeitig werden einige andere Regionen feuchter, a Prozess bereits heute gesehen.

Die Karte zeigt die projizierte Veränderung der terrestrischen Wasserspeicherung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts
Die Karte zeigt die projizierte Veränderung der terrestrischen Wasserspeicherung bis zum Ende des 21. Jahrhunderts im Vergleich zum Durchschnitt von 1975 bis 2005 unter einem Mittelklasseszenario für die globale Erwärmung. Ein Kontinuum von Gelb über Orange bis Dunkelrot spiegelt die zunehmende Schwere des Verlusts von gespeichertem Wasser wider. blaugrün bis blau bis dunkelblau spiegeln zunehmende Zuwächse an gespeichertem Wasser wider.
Yadu Pokhrel et al., Nature Climate Change, 2021, CC BY-ND

Unsere Erkenntnisse für das Amazonasbecken tragen zur langjährigen Debatte über das Schicksal des Regenwaldes in einer wärmeren Welt bei. Viele Studien mit Klimamodellprojektionen haben davor gewarnt weit verbreitetes Absterben des Waldes in der Zukunft führen weniger Niederschläge und wärmere Temperaturen dazu höherer Hitze- und Feuchtigkeitsstress kombiniert mit Waldbränden.

In einem frühere StudieWir haben festgestellt, dass die tief verwurzelten Regenwälder möglicherweise widerstandsfähiger gegen kurzfristige Dürreperioden sind, als sie auftreten, da sie Wasser ablassen können, das in tieferen Böden gespeichert ist, die in typischen Klimamodellprojektionen nicht berücksichtigt werden. Unsere neuen Erkenntnisse unter Verwendung mehrerer Modelle zeigen jedoch, dass der Rückgang der gesamten Wasserspeicherung, einschließlich der tiefen Grundwasserspeicher, in der Trockenzeit zu mehr Wassermangel führen kann, wenn Bäume am meisten gespeichertes Wasser benötigen und zukünftige Dürren verschlimmern. Alle schwächen die Widerstandsfähigkeit der Regenwälder.

Eine neue Sichtweise auf Dürre

Unsere Studie bietet auch eine neue Perspektive für zukünftige Dürren.

Es gibt verschiedene Arten von Dürren. Meteorologische Dürren werden durch Niederschlagsmangel verursacht. Landwirtschaftliche Dürren werden durch Wassermangel in den Böden verursacht. Hydrologische Dürren führen zu Wassermangel in Flüssen und Grundwasser. Wir haben eine neue Perspektive für Dürren eröffnet, indem wir den gesamten Wasserspeicher betrachtet haben.

Wasser in der Umwelt. (Zwei Drittel des Landes der Erde sind auf dem besten Weg, Wasser zu verlieren, wenn sich das Klima erwärmt.)
Wasser in der Umwelt.
UK-Met-Büro

Wir fanden heraus, dass mittelschwere bis schwere Dürreperioden mit Wasserspeicherung bis Mitte des 21. Jahrhunderts zunehmen und dann in zukünftigen Szenarien, in denen Länder ihre Emissionen senken, stabil bleiben würden, aber extreme bis außergewöhnliche Dürreperioden für Wasserspeicher könnten bis zum Ende des Jahrhunderts weiter zunehmen .

Dies würde die Wasserverfügbarkeit in Regionen weiter gefährden, in denen die Wasserspeicherung voraussichtlich sinken wird.

Veränderungen aufgrund der globalen Erwärmung

Diese Rückgänge bei der Wasserspeicherung und die Zunahme künftiger Dürreperioden sind hauptsächlich auf den Klimawandel zurückzuführen, nicht auf Landwassermanagementaktivitäten wie Bewässerung und Grundwasserpumpen. Dies wurde deutlich, als wir Simulationen untersuchten, wie die Zukunft aussehen würde, wenn die Klimabedingungen gegenüber vorindustriellen Zeiten unverändert bleiben würden. Ohne die Zunahme der Treibhausgasemissionen würde die terrestrische Wasserspeicherung in den meisten Regionen im Allgemeinen stabil bleiben.

Wenn auch eine künftige Zunahme der Grundwassernutzung für die Bewässerung und andere Bedürfnisse berücksichtigt werden, könnte die projizierte Verringerung der Wasserspeicherung und die Zunahme der Dürre noch schwerwiegender sein.

Über den AutorDas Gespräch

Yadu Pokhrel, außerordentlicher Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen, Michigan State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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