De wereld keek in 2018 met een gevoel van angst toe hoe Kaapstad, Zuid-Afrika, telde de dagen af ​​tot de stad zonder water zou komen te zitten. De oppervlaktereservoirs van de regio droogden op tijdens de ergste droogte ooit, en het aftellen van het publiek was een smeekbede om hulp.

Door hun waterverbruik drastisch te verminderen, Inwoners en boeren van Kaapstad konden "Day Zero" terugdringen tot de regen kwam, maar de close call liet zien hoe precair waterveiligheid kan zijn. Californië werd ook geconfronteerd met ernstige waterbeperkingen tijdens de recente meerjarige droogte. En Mexico-Stad wordt nu geconfronteerd met waterbeperkingen na een jaar met weinig regen.

Er zijn groeiende zorgen dat veel regio's van de wereld in de komende decennia te maken zullen krijgen met watercrises zoals deze, aangezien stijgende temperaturen de droogte verergeren.

Om de toekomstige risico's te begrijpen, moet naar het hele landschap van terrestrische wateropslag worden gekeken - niet alleen de rivieren, maar ook het water dat in de bodem is opgeslagen, grondwater, sneeuwpak, bos luifels, wetlands, meren en stuwmeren.

Als ingenieurs en hydrologen bestuderen we veranderingen in de terrestrische watercyclus. In een nieuwe studie gepubliceerd op 11 januari, wij en een team van collega's van universiteiten en instituten over de hele wereld hebben voor het eerst laten zien hoe klimaatverandering in de loop van deze eeuw de beschikbaarheid van water op het land uit alle wateropslagbronnen waarschijnlijk zal beïnvloeden.

We ontdekten dat de som van deze terrestrische wateropslag op tempo aan het afnemen is over tweederde van het land op de planeet. De ergste gevolgen zullen zijn in gebieden van het zuidelijk halfrond waar waterschaarste de voedselzekerheid al bedreigt en leidt tot menselijke migratie en conflicten. wereldwijd, een op de 12 mensen zou tegen het einde van deze eeuw elk jaar te maken kunnen krijgen met extreme droogte in verband met wateropslag, vergeleken met een gemiddelde van ongeveer één op 33 aan het einde van de 20e eeuw.

Deze bevindingen hebben gevolgen voor de beschikbaarheid van water, niet alleen voor menselijke behoeften, maar ook voor bomen, planten en de duurzaamheid van de landbouw.

Waar de risico's het grootst zijn

Het water dat het land gezond houdt, gewassen die groeien en waarin aan de menselijke behoeften wordt voldaan, komt uit verschillende bronnen. Bergsneeuw en regenval voeden stromen die de watervoorziening van de gemeenschap beïnvloeden. Het bodemwatergehalte heeft een directe invloed op de plantengroei. Grondwatervoorraden zijn cruciaal voor zowel de drinkwatervoorziening als de gewasproductiviteit in geïrrigeerde gebieden.

Terwijl studies zich vaak alleen richten op rivierstroming als indicator van waterbeschikbaarheid en droogte, onze studie geeft daarentegen een holistisch beeld van de veranderingen in het totale beschikbare water op het land. Dat stelt ons in staat om nuances vast te leggen, zoals het vermogen van bossen om water te putten uit diepe grondwaterbronnen in jaren dat de bovenste bodemniveaus droger zijn.

De dalingen die we aantroffen in de opslag van landwater zijn vooral alarmerend in het stroomgebied van de Amazone, Australië, Zuid-Afrika, het Middellandse Zeegebied en delen van de Verenigde Staten. In deze regio's, neerslag zal naar verwachting sterk afnemen door klimaatverandering, en stijgende temperaturen zullen de verdamping doen toenemen. Tegelijkertijd, sommige andere regio's zullen natter worden, een proces dat we vandaag al hebben gezien.

Onze bevindingen voor het Amazonebekken dragen bij aan het langdurige debat over het lot van het regenwoud in een warmere wereld. Veel studies die gebruik maken van klimaatmodelprojecties hebben gewaarschuwd voor wijdverbreide bossterfte in de toekomst, aangezien minder regenval en warmere temperaturen leiden tot hogere hitte- en vochtstress in combinatie met bosbranden.

In een eerdere studie, we ontdekten dat de diepgewortelde regenwouden mogelijk beter bestand zijn tegen droogte op korte termijn dan ze lijken, omdat ze water kunnen tappen dat is opgeslagen in bodems dieper in de grond die niet in aanmerking worden genomen in typische klimaatmodelprojecties. Echter, onze nieuwe bevindingen, meerdere modellen gebruiken, geven aan dat de afname van de totale waterberging, inclusief diepe grondwatervoorraden, kan leiden tot meer watertekorten tijdens droge seizoenen, wanneer bomen het meeste water nodig hebben, en toekomstige droogtes verergeren. Allemaal verzwakken ze de veerkracht van de regenwouden.

Een nieuwe kijk op droogte

Onze studie biedt ook een nieuw perspectief op toekomstige droogtes.

Er zijn verschillende soorten droogte. Meteorologische droogtes worden veroorzaakt door een gebrek aan neerslag. Droogte in de landbouw wordt veroorzaakt door een gebrek aan water in de bodem. Hydrologische droogtes hebben te maken met een gebrek aan water in rivieren en grondwater. Door te kijken naar de totale waterberging gaven we een nieuw perspectief op droogte.

We ontdekten dat matige tot ernstige droogtes met wateropslag tot het midden van de 21e eeuw zouden toenemen en daarna stabiel zouden blijven in toekomstige scenario's waarin landen hun uitstoot verminderen, maar extreme tot uitzonderlijke waterbergingsdroogten zouden tot het einde van de eeuw kunnen blijven toenemen.

Dat zou de waterbeschikbaarheid verder bedreigen in regio's waar de wateropslag naar verwachting zal afnemen.

Veranderingen gedreven door de opwarming van de aarde

Deze afname van wateropslag en toename van toekomstige droogtes worden voornamelijk veroorzaakt door klimaatverandering, geen activiteiten op het gebied van landwaterbeheer, zoals irrigatie en het oppompen van grondwater. Dit werd duidelijk toen we simulaties onderzochten van hoe de toekomst eruit zou zien als de klimaatomstandigheden ongewijzigd zouden blijven ten opzichte van pre-industriële tijden. Zonder de toename van de uitstoot van broeikasgassen, terrestrische wateropslag zou in de meeste regio's over het algemeen stabiel blijven.

Als toekomstige verhogingen van het grondwatergebruik voor irrigatie en andere behoeften ook worden overwogen, de verwachte vermindering van de waterberging en de toename van droogte zouden zelfs nog ernstiger kunnen zijn.

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