De grondwateraanvulling in het westen van de VS zal veranderen naarmate het klimaat warmer wordt - de droge zuidelijke regio's zullen minder hebben en de noordelijke regio's zullen meer hebben, een door de Universiteit van Arizona geleid onderzoeksteam meldt.

"Onze studie vroeg wat het effect zal zijn van klimaatverandering op de grondwateraanvulling in de westelijke VS in de nabije toekomst, 2021-2050, en de verre toekomst, 2070-2100, "Zei eerste auteur Rewati Niraula. Het onderzoek maakte deel uit van zijn doctoraatswerk in de UA-afdeling Hydrologie en Atmosferische Wetenschappen.

De nieuwe studie bestrijkt het hele Amerikaanse westen, van de High Plains-staten tot de Pacifische kust, en geeft een eerste gedetailleerde kijk op hoe grondwateraanvulling kan veranderen als het klimaat verandert, zei senior auteur Thomas Meixner, UA-hoogleraar en universitair hoofddocent hydrologie en atmosferische wetenschappen.

"Voor de zuidelijke regio van de westelijke VS zal er een vermindering van de grondwateraanvulling zijn, en in de noordelijke regio van de westelijke VS zullen we een toename hebben, " zei Niraula, nu een senior onderzoeksmedewerker bij het Texas Institute of Applied Environmental Research aan de Tarleton State University in Stephenville, Texas.

Grondwater is een belangrijke bron van zoet water, vooral in het westen, en wordt vaak gebruikt om het gebrek aan oppervlaktewater tijdens droogtes te compenseren, merken de auteurs op. In veel delen van het Westen grondwaterpompen is momenteel groter dan de hoeveelheid grondwateraanvulling.

"De delen van het Westen die al zijn uitgerekt in termen van watervoorraden - Arizona, New Mexico, de hoogvlakten van Texas, de zuidelijke Central Valley - voor die plaatsen die al problemen hebben, klimaatverandering gaat de schroeven aandraaien, ' zei Meixner.

Niraula zei, "2021 is redelijk dichtbij, dus we moeten nu beginnen met acteren. Op individueel niveau en op waterbeheerdersniveau zijn er veel dingen die we kunnen doen."

De onderzoekers testten hoe toekomstige neerslag- en temperatuurprojecties zouden interageren met aspecten van het landoppervlak zoals vegetatie en bodemtype om de grondwateraanvulling gedurende twee tijdsintervallen te beïnvloeden:2021-2050 en 2071-2100.

Hoewel de droge gebieden over het algemeen droger zullen worden en de natte gebieden natter onder klimaatverandering, het nieuwe onderzoek geeft aan dat toekomstige veranderingen in grondwateraanvulling complexer zijn.

"Veranderingen in het opladen zijn niet noodzakelijkerwijs gerelateerd aan veranderingen in neerslag, zelfs niet op een zeer lokale schaal, "Zei Meixner. "De geologie en de ecologie van het landschap hebben een effect."

De krant, "Hoe zou de verandering kunnen worden opgeladen onder de verwachte klimaatverandering in de westelijke VS?" online geplaatst in Geofysische onderzoeksbrieven in oktober. Een lijst van de auteurs staat onderaan deze uitgave. Het John Wesley Powell Center van de U.S. Geological Survey en de National Science Foundation hebben het onderzoek gefinancierd.

Omdat de verschillende klimatologische regimes in het Westen het opladen verschillend zullen beïnvloeden, het team verdeelde het westen in vijf hydroklimatologische regio's:het zuiden (Texas, Oklahoma en Kansas), zuidwesten (Utah, Colorado, Arizona en New Mexico), westen (Californië en Nevada), noordwesten (Washington, Oregon en Idaho), en de noordelijke staten van Rockies en Plains (Montana, Wyoming, Noord-Dakota, Zuid-Dakota en Nebraska).

Om de grondwateraanvulling voor de referentieperiode van 1971-2000 te schatten, de onderzoekers gebruikten een model dat bekend staat als VIC (Variabele Infiltratie Capaciteit). Informatie van VIC is beschikbaar voor de hele samenvallende VS op een raster van ongeveer 7,5 mijl (12 km) aan een kant.

Naast temperatuur en neerslag, VIC's schattingen van grondwateraanvulling houden rekening met het landoppervlak van een bepaalde locatie, vegetatie en bodemtype. Die factoren beïnvloeden of water op het landschap verdampt, wegvloeit of in de grond zakt en de watervoerende laag weer oplaadt.

Voor projecties van toekomstige temperatuur en neerslag in de nabije toekomst (2021-2050) en de verre toekomst (2071-2100), de onderzoekers gebruikten 11 verschillende wereldwijde klimaatmodellen. De wetenschappers stopten vervolgens de toekomstige klimaatschattingen van elk van de 11 modellen in het VIC-model om geprojecteerde scenario's voor het aanvullen van grondwater te genereren.

Voor elke regio en periode, de onderzoekers vergeleken de verwachte grondwateraanvulling met de aanvulling in de periode 1971-2000.

Voor de nabije toekomst, de meeste modellen verwachtten dat het opladen zal toenemen in de noordelijke Rockies and Plains-regio. De modellen waren het erover eens dat de grondwateraanvulling voor de westelijke en zuidwestelijke regio's zou afnemen. Voor de zuidelijke en noordwestelijke regio's, de projecties waren onzekerder en namen af ​​en toe, respectievelijk.

Het verschil tussen de oplaadprojecties van de 11 global change-modellen weerspiegelt het verschil in toekomstige regionale neerslag dat de modellen projecteren, schrijven de auteurs.

Dit nieuwe onderzoek geeft een breed beeld van hoe klimaatverandering de grondwateraanvulling in de toekomst kan veranderen, zei Meixner.

"Grondwater vertegenwoordigt een bank. We kunnen water van decennium tot decennium opslaan, en misschien wel millennium tot millennium - maar als we een opname van die bank nemen, we moeten hopen dat er stortingen zijn die onze opname goedmaken, "Zei Meixner. "Als er geen stortingen zijn die de opnames goedmaken, we hebben in de toekomst minder water om de uitdagingen op het gebied van watervoorziening het hoofd te bieden."

Beheer van grondwater nu en in de toekomst is de rol van beheer en beleid, zei Meixner.

"De toekomst zegt dat er minder zal worden opgeladen. Dat betekent niet dat je de watervoerende lagen drooglegt, "Zei Meixner. "Of we de watervoerende lagen droogleggen, is een managementbeslissing."