Veel van de stromen waarop mensen rekenen om te vissen, water en recreatie worden warmer naarmate de mondiale temperatuur stijgt. Maar ze worden niet allemaal op dezelfde manier verwarmd.

Als gemeenschappen erachter kunnen komen waar deze stromen het meest zullen opwarmen, ze kunnen plannen voor de toekomst. Dat was in het verleden moeilijk te voorspellen, maar een nieuwe methode met temperatuurpatronen kan het gemakkelijker maken.

Mensen hebben algemeen aangenomen dat stromen die gevoed worden door aanzienlijke hoeveelheden grondwater beter bestand zijn tegen klimaatverandering dan die welke voornamelijk worden gevoed door smeltende sneeuw of regen. Het blijkt dat dit grondwaterbufferende effect nogal varieert. De diepte van het grondwater beïnvloedt de reactie van de stroomtemperatuur op opwarming, die op zijn beurt de leefgebieden van vissen en andere dieren en planten aantast.

In een studie gepubliceerd op 4 maart in het tijdschrift Natuurcommunicatie , mijn collega's en ik beschrijven een eenvoudige, goedkope methode waarmee gemeenschappen kunnen kijken naar de temperatuurgeschiedenis van een stroom in vergelijking met de lokale luchttemperatuur om de diepte van het grondwater dat erin stroomt te meten en, vanaf daar, het risico inschatten als het klimaat verandert.

Waarom temperatuur belangrijk is

Hoewel een paar graden temperatuurverandering misschien niet veel lijkt, de meeste dieren die in beken en rivieren leven, kunnen hun eigen lichaamstemperatuur niet regelen, dus verplaatsen ze zich in de omgeving om geschikte habitats te vinden. Velen hebben zich in de loop van de tijd aangepast aan een smal temperatuurbereik. Bijvoorbeeld, als het water warm is, vooral tijdens hete zomermaanden met een lage waterstroom, vissen zoals zalm en forel die in koudere wateren leven, moeten kouder water opzoeken of vergaan. Deze ecologische effecten kunnen trapsgewijze gevolgen hebben - voor dieren in het wild, mensen en lokale economieën.

De meeste stromen stromen de hele tijd. In tijden zonder regen, water in beken komt meestal van onder de grond. In feite, Men denkt dat grondwater goed is voor gemiddeld 52% van de oppervlaktewaterstroom in de Verenigde Staten.

Omdat grondwater in de zomer doorgaans kouder is dan oppervlaktewater, het grondwater dat in beken stroomt, kan de algehele stroomtemperatuur bufferen tegen klimaatopwarming. Echter, dieper grondwater heeft doorgaans stabielere temperaturen dan grondwater dichter bij het oppervlak.

Eerdere studies hebben aangetoond dat de temperatuur van het grondwater gekoppeld is aan de diepte die het aflegt. Ondiep grondwater wordt gemakkelijker beïnvloed door klimaatvariabiliteit omdat het zich dicht bij het landoppervlak bevindt. Het is ook gevoeliger voor uitdroging, die kan verminderen, of zelfs loskoppelen, de ondiepe grondwaterstroom uit de beek.

Ons onderzoek bouwt voort op deze observaties. We ontdekten dat beken met ondiepe grondwaterbronnen waarschijnlijk evenveel opwarmen als beken die voornamelijk worden gevoed door smeltende sneeuw en regen, en tegen vergelijkbare tarieven.

Het risico van een stream bepalen

De belangrijkste methode die momenteel wordt gebruikt om te beoordelen of stromen op grote schaal worden gevoed door grondwater, kan geen onderscheid maken tussen een stroom die afhankelijk is van ondiep grondwater en een stroom die wordt gevoed door diep grondwater. Dat betekent dat plannen voor het beheersen van de effecten van klimaatverandering waarschijnlijk geen rekening houden met deze belangrijke verschillen. Andere studies hebben ook aangetoond dat veranderingen in het land, zoals van bosbranden, veranderingen in het sneeuwpakket en ontbossing, de temperatuur van het ondiepe grondwater meer beïnvloeden dan de temperatuur van het diepe grondwater.

Door naar temperatuurpatronen te kijken, kan meer informatie worden verkregen over de risico's waarmee stromen kunnen worden geconfronteerd.

We ontdekten dat wanneer de temperatuur van een stroom hetzelfde patroon van opwarming en afkoeling volgt als de luchttemperatuur, met een vertraging van ongeveer 10 tot 40 dagen, die stroom wordt waarschijnlijk gevoed door ondiep grondwater. Dieper grondwater blijft in de zomer koeler en de temperatuur van de beek fluctueert niet zo veel.

We analyseerden de water- en luchttemperatuur op 1, 424 locaties langs stromen in de Verenigde Staten en ontdekten dat ongeveer 40% van de stromen sterk werd beïnvloed door grondwater. Van deze, we ontdekten dat de helft voornamelijk werd gevoed door ondiep grondwater, wat veel hoger was dan verwacht. Het vergelijken van de resultaten van deze methode met veld- en modelgegevens in kleinere studies heeft zijn nauwkeurigheid aangetoond.

Omdat voor deze methode alleen stroom- en luchttemperatuurgegevens nodig zijn, landeigenaren en lokale gemeenschappen kunnen de gegevens tegen lage kosten verzamelen, of het is misschien al beschikbaar. Zodra die informatie bekend is, ze kunnen plannen voor toekomstige veranderingen en stappen ondernemen om de waterkwaliteit te beschermen in stromen die de meeste kans hebben op stabiliteit op lange termijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.