Klimaatverandering beïnvloedt de waterhuishouding van onze planeet:afhankelijk van de regio en de tijd van het jaar, dit kan de hoeveelheid water in rivieren beïnvloeden, met mogelijk meer overstromingen of droogte tot gevolg. Rivierstroming is een belangrijke indicator van de watervoorraden die beschikbaar zijn voor mens en milieu. De hoeveelheid beschikbaar water is ook afhankelijk van andere factoren, zoals directe ingrepen in de watercyclus of verandering in landgebruik:als, bijvoorbeeld, water wordt omgeleid voor irrigatie of geregeld via reservoirs, of bossen worden gekapt en monoculturen worden in de plaats gekweekt, dit kan gevolgen hebben voor de rivierstroming.

Echter, hoe de rivierstroming de afgelopen jaren wereldwijd is veranderd, is tot nu toe niet onderzocht met directe waarnemingen. evenzo, de vraag of wereldwijd zichtbare veranderingen te wijten zijn aan klimaatverandering of aan water- en landbeheer was niet opgehelderd.

Nutsvoorzieningen, een internationaal onderzoeksteam onder leiding van ETH Zürich is erin geslaagd de invloed van deze factoren te doorbreken, na analyse van gegevens van 7, 250 meetstations wereldwijd. De studie, die is gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Wetenschap , toont aan dat de rivierstroming tussen 1971 en 2010 systematisch veranderde. Er werden complexe patronen onthuld - sommige regio's zoals de Middellandse Zee en het noordoosten van Brazilië waren droger geworden, terwijl elders het watervolume was toegenomen, zoals in Scandinavië.

De zoektocht naar de oorzaken

"De eigenlijke vraag echter, betreft de oorzaak van deze verandering, " zegt Lukas Gudmundsson, hoofdauteur van de studie en senior assistent in de groep onder leiding van Sonia Seneviratne, professor aan het Instituut voor Atmosferische en Klimaatwetenschap aan de ETH Zürich.

Om deze vraag te beantwoorden, de onderzoekers voerden verschillende computersimulaties uit, met behulp van globale hydrologische modellen gevoed met waargenomen klimaatgegevens uit de bestudeerde periode (1971 tot 2010). De resultaten van de modelberekeningen kwamen goed overeen met de analyse van de waargenomen rivierstroming. "Dit betekent dat klimatologische omstandigheden de waargenomen trends in de stroomvolumes kunnen verklaren, " zegt Gudmundsson. In een tweede procedure, de onderzoekers hebben extra water- en landbeheer in hun simulaties opgenomen om de invloed van deze factoren te bestuderen. Dit had geen invloed op het resultaat, echter. "Veranderingen in water- en landbeheer zijn klaarblijkelijk niet de oorzaak van wereldwijde veranderingen in rivieren, " hij zegt.

Hoewel waterbeheer en landgebruik kunnen leiden tot grote lokale fluctuaties in stroomvolumes, dit te onderzoeken viel niet binnen de scope van het onderzoek, voegt Gudmundsson toe:"Voor ons, het ging niet om lokale trends maar om globale veranderingen die over een langere periode zichtbaar worden." Daarom hebben de onderzoekers data van individuele meetstations niet los van elkaar gezien, maar verzamelde ze in grotere subcontinentale regio's voor de analyse, waardoor het mogelijk wordt de invloed van klimaatverandering in kaart te brengen.

De impact van broeikasgassen

Met behulp van de detectie- en attributiemethode konden de onderzoekers de rol van klimaatverandering onderbouwen. Hiervoor vergeleken ze de waarnemingen met simulaties uit klimaatmodellen die een keer zijn berekend met door de mens veroorzaakte broeikasgassen en een keer zonder. In het eerste geval kwam de simulatie overeen met de werkelijke gegevens, maar in het tweede geval niet. "Dit suggereert dat de waargenomen veranderingen hoogst onwaarschijnlijk zijn zonder klimaatverandering, ", zegt Gudmundsson.

De studie is de eerste die directe waarnemingen gebruikt om aan te tonen dat klimaatverandering een wereldwijd zichtbare invloed heeft op rivieren. "Dit was alleen mogelijk dankzij de geweldige samenwerking tussen onderzoekers en instellingen uit 12 landen, " benadrukt Gudmundsson. De gegevensverzameling van de 7, 250 meetstations wereldwijd was ook het resultaat van een gezamenlijke inspanning:onderzoekers hadden de gegevens in een eerder onderzoek verzameld met Australische samenwerkingspartners. Deze gegevens vertegenwoordigen nu de grootste wereldwijde dataset met observaties van rivierstromingen die vandaag beschikbaar zijn. "Dankzij deze gegevens we hebben de modellen kunnen valideren en aantonen dat ze een goede afspiegeling zijn van de werkelijkheid, ", zegt Gudmundsson.

Dit betekent dat de modellen ook betrouwbare scenario's kunnen bieden over hoe rivieren in de toekomst zullen blijven veranderen. Dergelijke prognoses vormen een belangrijke basis voor de planning in de getroffen regio's om de watervoorziening veilig te stellen en zich aan te passen aan klimaatverandering.