science >> Wetenschap >  >> Natuur

Dit is hoe de klimaatcrisis de watercyclus beïnvloedt

De watercyclus is het voortdurende proces van de beweging van water op aarde. Vloeibaar water verdampt in waterdamp, condenseert vervolgens tot wolken en verandert uiteindelijk in neerslag en valt terug naar de aarde als regen of sneeuw. NOAA

Afhankelijk van waar je op dit moment in de wereld woont, u kunt zware regenval of extreme droogte ervaren. De huidige extreme fluctuatie in neerslag over de hele wereld is grotendeels te wijten aan klimaatverandering.

Echter, de cyclus die de regen controleert - of het gebrek aan regen - is de hydrologische cyclus, ook wel de waterkringloop genoemd. Dit is de cyclus die verantwoordelijk is voor de continue beweging van water door zijn vloeibare toestanden, vaste stoffen en damp, van de lucht naar het aardoppervlak en zelfs ondergronds.

Dus als water een continue en goed gereguleerde cyclus doorloopt, waarom zien we dan nog steeds extreme weersomstandigheden met te veel of te weinig water, en hoe verhoudt klimaatverandering zich tot de waterkringloop?

Wat is de watercyclus?

Zoals genoemd, de watercyclus is hoe al het water van de aarde door zijn verschillende vloeistoftoestanden beweegt, vast en gasvormig. Het wordt aangedreven door de zon, en omdat het een continue fase is, er is geen begin- of eindpunt, maar omwille van dit artikel, we zullen beginnen in de vloeibare toestand.

De zon verwarmt watermassa's, zoals oceanen en meren (vloeibaar), die een deel van het water verdampt en verandert in damp in de lucht. Samen met waterpartijen, damp (gas) komt ook uit het water dat planten verdampen en wordt vervolgens verdampt. Dit wordt ook wel verdamping genoemd.

Damp komt ook van ijs en sneeuw (vast), die kan sublimeren, wat betekent dat het van een vaste toestand direct in damp kan veranderen. Stijgende luchtstromen nemen dan al deze damp mee naar de atmosfeer, waar het condenseert tot wolken in de koelere lucht.

Omdat deze wolken door luchtstromen rond de aarde worden verplaatst, ze botsen en groeien, en sommige vallen uiteindelijk uit de lucht als neerslag, bijvoorbeeld als regen of sneeuw. Water dat als regen valt, valt ofwel rechtstreeks in watermassa's of raakt de grond en stroomt als oppervlakte-afvoer in waterlichamen. Een deel van het water zakt ook in de grond en vult watervoerende lagen aan, waarin zoet water is opgeslagen waartoe mensen onder andere kunnen drinken.

Neerslag die als sneeuw valt, smelt ofwel onmiddellijk, wordt opgeslagen als sneeuwpakket dat in de lente smelt, of in bijzonder koude klimaten, kunnen blijven hangen als gletsjers en ijskappen. Dit water kan duizenden jaren worden opgeslagen.

Al het water dat naar de aarde valt - als vloeistof of vaste stof - zal uiteindelijk, hetzij onmiddellijk of eeuwen later, weer opgenomen worden in de atmosfeer, het proces van de watercyclus tot in de eeuwigheid voortzetten.

Bijna al het water op aarde bevindt zich in de oceanen als zout water. NASA

Waar is het meeste water op aarde?

De overgrote meerderheid van het water op aarde – 96,5 procent – ​​is zout water dat in de oceanen wordt aangetroffen, plus een klein percentage, 0,9 procent, van zout water dat elders wordt gevonden. De overige 2,5 procent is zoet water. Echter, het grootste deel van dat zoete water - 68,7 procent - is bevroren in gletsjers en ijskappen. Nog eens 30 procent van het zoet water zit onder de grond, en slechts 1,2 procent is oppervlaktewater of een ander soort zoet water, volgens de U.S. Geological Survey.

Van die 1,2 procent 69 procent van het zoet water zit opgesloten in grondijs en permafrost, en de resterende 31 procent vormt meren, rivieren en moerassen. Wat al deze percentages betekenen, is dat een minuscule hoeveelheid (0,007 procent!) van al het water op aarde direct beschikbaar zoet water is dat we kunnen gebruiken om te drinken, schoonmaken en irrigeren. deze nummers, natuurlijk, fluctueren op de lange termijn - zoals in millennia - terwijl water door de cyclus beweegt.

Overstromingswater was meer dan 60 cm diep op de I-96 in Detroit, Michigan, in juni na stortregens, automobilisten dwingen hun auto te verlaten. Dergelijke plotselinge overstromingen kunnen vaker voorkomen naarmate de luchttemperatuur stijgt. Steven King/Icon Sportswire via Getty Images

Hoe beïnvloedt de klimaatcrisis de watercyclus?

Dus terug naar de vraag waarom hebben sommige plaatsen te veel regen of te weinig regen? Kevin Trenberth zegt dat het komt omdat de temperatuur bepaalt hoeveel vocht de lucht kan bevatten. Trenberth is een vooraanstaande senior wetenschapper bij het National Center of Atmospheric Research in Boulder, Colorado, en een eredoctoraat in de afdeling natuurkunde, Universiteit van Auckland in Auckland, Nieuw-Zeeland. Alleen al in 2021 temperaturen zijn gestegen en zullen naar verwachting alleen maar aanhouden, volgens een studie gepubliceerd in Nature 26 juli.

Laten we het opsplitsen:de atmosfeer kan 7 procent meer vocht bevatten per 1,8 graden Fahrenheit (1 graad Celsius) opwarming, wat betekent dat stijgende temperaturen een directe invloed hebben op de watercyclus, of hoeveel water verdampt en hoeveel wordt teruggegeven aan de aarde en in welke vorm.

Dus omdat de atmosfeer meer water kan bevatten dankzij hogere temperaturen, stormen hebben meer vocht, daarom produceren ze meer intense neerslaggebeurtenissen. Warmere oceaanoppervlaktetemperaturen, die we nu ook zien, voed vocht in stormen, ook, en voeg meer extreme hoeveelheden regen toe. Dit alles betekent dat deze stormen natuurlijk het risico op grote overstromingen vergroten.

Anderzijds, opwarmende luchttemperaturen veroorzaken verhoogde verdamping. Dat droogt het aardoppervlak verder uit en, meer en meer, intensiteit van de duur van droogtes. In aanvulling, een verwarmde atmosfeer zuigt meer vocht uit de bodem, bomen en planten. Dit kan ervoor zorgen dat ze uitdrogen en verwelken en leiden tot een verhoogd risico op natuurbranden. Als er regen komt, veel van het water loopt weg omdat de grond zo hard is. Zo blijft de grond droog en blijft water verdampen, met meer kans op droogte.

Zelfs in koude klimaten, als het te droog wordt in de atmosfeer, het zal niet sneeuwen, dat een van de belangrijkste bronnen van zoet water is.

"Sinds ongeveer 2000 de waarschuwingen waren aanwezig om meer extremen te verwachten aan beide uiteinden van de watercyclus", zegt Trenberth, wiens aanstaande boek "The Changing Flow of Energy Through the Climate System, " kijkt naar dit probleem.

"Zwaardere regens verhogen het risico op overstromingen en waar het niet regent, dingen drogen sneller uit en vergroten de intensiteit van droogte en risico op hittegolven en natuurbranden. Waterbeheer is dus enorm belangrijk:water besparen van wanneer er een overschot is voor de momenten dat er een tekort is."

Door waterbeheer, Trenberth verwijst naar dammen, reservoirs en retentievijvers. Hij noemt ook het belang van irrigatie, maar let erop dat dit niet ten koste mag gaan van de uitputting van aquifers.

"Uitvinden hoe de diepe watervoerende lagen kunnen worden aangevuld in tijden van overmaat is van vitaal belang, "zegt hij. Om dit te doen, waterbesparing staat centraal. "Het heeft betrekking op het laten zitten en sijpelen van water in de bodem en spleten, en niet alles wegjagen in kanalen en het naar zee sturen."

De waterkringloop wordt beïnvloed door hoge temperaturen, te, die grote schade aanrichten aan gebieden die extreme droogte veroorzaken. Deze luchtfoto toont lage waterstanden bij Lake Oroville in Californië op 22 juli. De waterstanden van Lake Oroville blijven dalen tot 28 procent van de capaciteit. Justin Sullivan/Getty Images Nu is dat eng

De waterstanden bij Lake Mead en Lake Powell, twee van de grootste reservoirs in de Verenigde Staten, bevinden zich op het laagste niveau in de geschiedenis. Beide dammen maken deel uit van het damsysteem van de Colorado River dat meer dan 40 miljoen mensen van water voorziet.