Als klimaatverandering niet wordt afgeremd, verhoogde neerslag zou de Amerikaanse waterwegen aanzienlijk kunnen overbelasten met overtollige stikstof, volgens een nieuwe studie van Carnegie's Eva Sinha en Anna Michalak en Venkatramani Balaji van Princeton University, gepubliceerd door Wetenschap . Overmatige vervuiling door nutriënten vergroot de kans op gebeurtenissen die de waterkwaliteit ernstig aantasten. Uit de studie bleek dat de effecten vooral sterk zullen zijn in het Midwesten en Noordoosten.

Neerslag en andere neerslag spoelt voedingsstoffen van menselijke activiteiten zoals landbouw en de verbranding van fossiele brandstoffen naar rivieren en meren. Wanneer deze waterlopen overladen worden met nutriënten, een fenomeen genaamd "eutrofiëring, "De resultaten kunnen gevaarlijk zijn.

Schadelijk, toxineproducerende algenbloei kan ontstaan, evenals gevaarlijke zuurstofarme dode zones die hypoxie worden genoemd. In de afgelopen jaren, dode zones en algenbloei in kustgebieden in de Verenigde Staten, inclusief de Golf van Mexico, de Chesapeakebaai, en rond Florida - hebben uitgebreide berichtgeving ontvangen.

Sinha en Michalak wilden vooruit kijken en modellen gebruiken om te voorspellen hoe klimaatverandering de eutrofiëring zou kunnen vergroten.

In een eerdere studie, ze ontdekten dat terwijl landgebruik en landbeheer de "toevoer" van stikstof beheersen, neerslag bepaalt hoeveel van die stikstof van het land en in de waterwegen stroomt. Ze merkten op dat zowel de totale hoeveelheid neerslag als de hoeveelheid neerslag die valt als onderdeel van bijzonder intense, "extreem, "Gebeurtenissen spelen een grote rol bij het bepalen hoeveel stikstofafvoer er in een bepaald jaar in de VS plaatsvindt.

In de huidige studie, ze gebruikten deze inzichten om te voorspellen hoe toekomstige veranderingen in neerslag veroorzaakt door klimaatverandering, op zichzelf, invloed hebben op de afvoer van stikstof en daardoor het risico op verslechtering van de waterkwaliteit in de VS vergroten. ze maakten gebruik van klimaatprojecties van 21 verschillende klimaatmodellen en keken naar drie mogelijke toekomstscenario's.

Ze ontdekten dat als trends in de uitstoot van broeikasgassen een "business-as-usual"-scenario volgen, de resulterende klimaatveranderingen zouden de neerslagpatronen in de VS veranderen en de nutriëntenvervuiling tegen het einde van de eeuw met een vijfde doen toenemen. De effecten zouden bijzonder sterk zijn in de Corn Belt en in het noordoosten.

Het zou een enorme opgave zijn om de toegenomen hoeveelheid stikstof die in de waterwegen terechtkomt te compenseren, waarvoor maar liefst een derde van de totale stikstoftoevoer nodig is, zoals het gebruik van kunstmest.

"Onze bevindingen tonen aan dat het absoluut noodzakelijk is dat strategieën voor waterkwaliteitsbeheer rekening houden met de impact van toekomstige veranderingen in neerslag op de stikstofbelasting, ' zei Michalak.

Het model van Sinha en Michalak is specifiek voor de VS, maar door wereldwijde analogieën te zoeken voor de zwaar getroffen gebieden die door hun onderzoek zijn gevonden, zij identificeerden India, China, en Zuidoost-Azië als regio's met een hoog risico op een grote toename van stikstofvervuiling als gevolg van toegenomen neerslag.

"Dit zijn regio's die meer dan de helft van de wereldbevolking hun thuis noemt, dus ernstige verslechtering van de waterkwaliteit kan ernstige gevolgen hebben voor veel levens, " voegde Sinha eraan toe.

"In de jaren zeventig, we ontdekten door de mens veroorzaakte eutrofiëring en hebben stappen ondernomen om de koers te keren, " zegt Tom Torgersen, directeur van de National Science Foundation's Water, Programma Duurzaamheid en Klimaat, die het onderzoek financierde. "Zoals deze krant laat zien, echter, zelfs ogenschijnlijk kleine klimaatschommelingen kunnen leiden tot een terugkeer naar de eutrofiëring van het verleden. Gewoon om gelijk te blijven, er zal meer onderzoek nodig zijn om betere managementstrategieën te ontwikkelen."