氣候變暖,地球上三分之二的土地正處於缺水的狀態

氣候變暖,地球上三分之二的土地正處於缺水的狀態
由於水龍頭在2018年幾乎幹as,開普敦居民排隊買水。
Morgana Wingard /蓋蒂圖片社

南非的開普敦(Cape Town)倒數了一天,直到這座城市將要用完水的日子了,全世界都在2018年感到恐懼。 由於有記錄以來最嚴重的干旱,該地區的地表水庫已乾dry,公眾倒計時是尋求幫助的懇求。

通過大幅度減少用水量,開普敦的居民和農民得以 推回“零日” 直到下雨了,但近距離通話顯示出水的安全狀況是多麼不穩定。 加州最近還面臨嚴格的用水限制 多年干旱。 和 墨西哥城 一年少雨後,現在面臨水資源限制。

人們越來越擔心,由於氣溫上升加劇乾旱,未來幾十年世界許多地區將面臨類似的水危機。

要了解未來的風險,就需要研究陸地儲水的整個格局–不僅是河流,而且還應該儲藏在土壤,地下水,積雪,森林冠層,濕地,湖泊和水庫中的水。

我們研究陸地水循環的變化 作為工程師 和水文學家。 在 11月XNUMX日發布了新研究,我們和來自世界各地大學和研究所的同事團隊首次展示了在本世紀中氣候變化將如何影響所有儲水源在陸地上的水供應。

我們發現,地球上三分之二的陸地儲水量正在逐步減少。 影響最嚴重的地區將是南半球缺水已經威脅到糧食安全並導致人類遷徙和衝突的地區。 在全球範圍內,到本世紀末,每年將有十二分之一的人面臨與蓄水有關的極端乾旱,而到12世紀末,這一數字僅為平均三分之一。

這些發現不僅對人類的需求,而且對樹木,植物和農業的可持續發展都具有水資源的意義。


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風險最高的地方

維持土地健康,農作物生長和滿足人類需求的水來自多種來源。 影響社區供水的高山雪和降雨飼料流。 土壤水分直接影響植物的生長。 地下水資源對於灌溉地區的飲用水供應和農作物生產力至關重要。

儘管研究通常只著眼於河流流量,以作為可用水和乾旱的指標,但我們的研究卻提供了陸地可用總水量變化的整體情況。 這使我們能夠捕捉細微差別,例如在較高的土壤水平較乾燥的幾年中,森林從深層地下水源中汲水的能力。

我們發現,在亞馬遜河流域,澳大利亞,南部非洲,地中海地區和 美國部分地區。 在這些地區,預計降水會隨著氣候變化而急劇下降,而溫度升高將增加蒸發。 同時,其他一些地區也會變得濕潤, 今天已經見過的過程.

該地圖顯示了到21世紀末陸地儲水量的預計變化
該地圖顯示了在全球變暖的中期情況下,與21-1975年的平均水平相比,到2005世紀末陸地儲水量的預計變化。 黃色到橙色到深紅色的連續體反映了越來越多的失水現象; 藍綠色到深藍色反映出儲存水的增加。
Yadu Pokhrel等人,《自然氣候變化》,2021年, CC BY-ND

我們對亞馬遜河流域的發現加深了人們對氣候溫暖世界中雨林命運的長期爭論。 許多使用氣候模型預測的研究警告說 森林大面積死亡 未來會因為降雨減少和溫度升高而導致 較高的熱量和水分壓力 加上森林大火。

早期的研究,我們發現,根深蒂固的雨林對短期乾旱的抵抗力可能比它們看起來的要強,這是因為它們可以挖掘存儲在地下更深土壤中的水,而典型的氣候模型預測並未考慮這些水。 但是,我們使用多種模型得出的新發現表明,包括深層地下水在內的總蓄水量的下降可能導致乾旱季節(樹木最需要儲水的時候)缺水,加劇了未來的干旱。 所有這些都會削弱雨林的複原力。

一種看待乾旱的新方法

我們的研究還為未來的干旱提供了新的視角。

不同類型的干旱。 氣象乾旱是由於缺乏降水造成的。 農業乾旱是由於土壤缺水造成的。 水文乾旱涉及河流和地下水的缺水。 通過查看總儲水量,我們為乾旱提供了新的視角。

環境中的水。 (隨著氣候變暖,地球上三分之二的土地正在流失水)
環境中的水。
英國氣象局

我們發現,涉及儲水的中度至重度乾旱將持續到21世紀中葉,然後在各國削減排放的未來情況下保持穩定,但極端至異常的儲水乾旱可能會持續增加,直至本世紀末。

這將進一步威脅到預計儲水量將減少的地區的水供應。

全球變暖推動的變化

這些儲水量的減少和未來乾旱的增加主要是由氣候變化驅動的,而不是由灌溉和地下水抽運等土地水管理活動引起的。 當我們研究模擬如果工業化時期之前的氣候條件沒有變化,未來將是什麼樣子,這一點就變得很清楚。 如果不增加溫室氣體的排放量,大多數地區的陸地儲水量通常將保持穩定。

如果還考慮將來增加灌溉用水和其他需求,則預計的儲水量減少和乾旱增加可能更加嚴重。

關於作者談話

Yadu Pokhrel,土木與環境工程副教授, 密歇根州立大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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