Boeren in delen van het westen van de Verenigde Staten die afhankelijk zijn van gesmolten sneeuw om hun gewassen te helpen irrigeren, zullen het zwaarst worden getroffen in de wereld door klimaatverandering, blijkt uit een nieuwe studie.

In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Klimaatverandering , een interdisciplinair team van onderzoekers analyseerde van 1985 tot 2015 de maandelijkse vraag naar irrigatiewater en de afvoer van sneeuwsmeltwater in wereldwijde bekkens. Het doel was om te bepalen waar de geïrrigeerde landbouw in het verleden afhankelijk was van de afvoer van sneeuwsmeltwater en hoe dat zou kunnen veranderen bij een opwarmend klimaat.

Vervolgens voorspelden ze veranderingen in het smelten van sneeuw en regenval als de aarde met 2 of 4 graden Celsius opwarmt (ongeveer 3 of 7 graden Fahrenheit), die mogelijk sneeuwafhankelijke bekkens in gevaar brengen.

De bevindingen wezen op bassins die wereldwijd het meeste risico lopen om niet genoeg water beschikbaar te hebben op het juiste moment voor irrigatie vanwege veranderingen in sneeuwsmeltpatronen. Twee van die risicogebieden zijn de rivierbekkens San Joaquin en Colorado in het westen van de Verenigde Staten.

"In veel delen van de wereld landbouw is afhankelijk van de afvloeiing van sneeuwsmelt die op bepaalde tijden en in bepaalde hoeveelheden plaatsvindt, " zei Yue Qin, assistent-professor geografie en een kernfaculteit van het Sustainability Institute aan de Ohio State University.

"Maar klimaatverandering zal in sommige bekkens minder sneeuw en sneller smelten veroorzaken, die ingrijpende gevolgen kunnen hebben voor de voedselproductie."

Qin, hoofdauteur van de studie, het onderzoek samen met Nathaniel Mueller ontworpen, assistent-professor aan de Colorado State University, en Steven Davis, universitair hoofddocent aan de Universiteit van Californië, Irvine.

Bij een opwarmingsscenario van 4 graden Celsius de onderzoekers voorspellen dat het aandeel van de vraag naar irrigatiewater dat door gesmolten sneeuw in het San Joaquin Basin wordt gedekt, afneemt van 33 procent naar 18 procent. In het Colorado-bekken, het aandeel van de vraag naar water dat door gesmolten sneeuw wordt gedekt, daalt van 38 procent naar 23 procent.

Andere stroomgebieden waarin de landbouw een groot risico loopt vanwege veranderingen in het smelten van de sneeuw, bevinden zich in Zuid-Europa, West-China en Centraal-Azië.

Afhankelijk van zowel de omvang als de timing, regenafvoer kan mogelijk de afname van de afvoer van gesmolten sneeuw compenseren om aan de vraag naar irrigatiewater te voldoen, maar alleen voor sommige bekkens, berekenden de onderzoekers.

"In veel bassins, toekomstige veranderingen in regenval compenseren niet de verloren sneeuwsmelt in de groeiseizoenen van gewassen, ' zei Muller.

De San Joaquín, bijvoorbeeld, is een bekken waar een toename van de afvoer van regenval de afname van de smeltende sneeuw niet kan compenseren wanneer irrigatie het hardst nodig is.

De onderzoekers evalueerden de potentiële beschikbaarheid van reservoiropslag en grondwater om te helpen voldoen aan de extra irrigatiebehoefte die wordt veroorzaakt door minder smeltende sneeuw en vroeg smelten. In sommige bassins, die aanvullende vereisten zouden grote uitdagingen opleveren bij het proberen goed te maken voor veranderende sneeuwsmeltpatronen.

"De vraag naar irrigatie waaraan niet wordt voldaan door regenval of smeltende sneeuw, vertegenwoordigen momenteel al meer dan 40 procent van de wateropslag in het reservoir in veel Aziatische en Noord-Amerikaanse bekkens. ' zei Davy.

"En in een opwarmende wereld, landbouw zal niet de enige extra vraag zijn naar reservoirs en andere alternatieve watervoorzieningen zoals grondwater."

In het San Joaquin-bekken, bevindingen suggereerden dat 14 procent van de vraag naar irrigatiewater moet worden gedekt door nieuwe alternatieve bronnen bij een opwarmingsscenario van 4 graden Celsius. In het Colorado-bekken, het cijfer zou 9 procent zijn.

De studie onderzocht ook welke gewassen wereldwijd het meeste risico liepen als gevolg van veranderingen in de sneeuwsmelt als gevolg van klimaatverandering. Bevindingen toonden aan dat rijst en katoen in de zomer op het noordelijk halfrond, of tarwe en beheerd grasland in het voorjaar, waren bijzonder sneeuwafhankelijk.

Voor de studie, onderzoekers gebruikten gegevens over maandelijkse regenval en smeltwaterafvoer wereldwijd van 1985 tot 2015 uit een dataset genaamd TerraClimate. Vervolgens berekenden ze het maandelijkse irrigatiewaterverbruik voor verschillende gewassen.

Historische afvoer en totaal oppervlaktewaterverbruik vergelijken, ze schatten het maandelijkse verbruik van gesmolten sneeuw en regenwater, evenals de vraag naar alternatieve waterbronnen in elk groot stroomgebied.

Vervolgens gebruikten ze klimaatmodellen om het smelten van sneeuw en regenval in elk bekken te projecteren als de wereldgemiddelde temperatuur 2 of 4 graden Celsius stijgt boven pre-industriële omstandigheden.

Qin zei dat de resultaten van het onderzoek kunnen worden gebruikt om prioriteiten te stellen en methoden te informeren om de impact van veranderende sneeuwsmelt op de watervoorziening voor de landbouw te minimaliseren. In sommige gevallen, beleidsmakers moeten wellicht nadenken over extra grondwaterpompen en reservoirontwikkeling.

Mogelijk moeten er ook limieten worden gesteld aan de vraag naar water, zoals door de productiviteit van het gewaswater te verhogen, merkte Qin op.

"We moeten manieren vinden om die bassins te helpen die zich het meest moeten aanpassen aan de komende veranderingen, " ze zei.