Het Tibetaanse plateau, bekend als de "watertoren" van Azië, levert zoet water voor bijna 2 miljard mensen die stroomafwaarts wonen. Nieuw onderzoek onder leiding van wetenschappers van Penn State, Tsinghua University en de University of Texas in Austin voorspelt dat klimaatverandering, in een scenario van zwak klimaatbeleid, onomkeerbare achteruitgang van de zoetwateropslag in de regio zal veroorzaken, wat een totale ineenstorting van de watervoorziening zal veroorzaken voor Centraal-Azië en Afghanistan en een bijna totale ineenstorting voor Noord-India, Kasjmir en Pakistan tegen het midden van de eeuw.

"De prognose is niet goed", zegt Michael Mann, hoogleraar atmosferische wetenschappen, Penn State. "In een 'business as usual'-scenario, waarin we er de komende decennia niet in slagen om de verbranding van fossiele brandstoffen op een zinvolle manier te beperken, kunnen we een bijna ineenstorting verwachten - dat wil zeggen, bijna 100% verlies - van de beschikbaarheid van water voor stroomafwaartse regio's van het Tibetaanse plateau. Ik was verbaasd over hoe groot de voorspelde daling is, zelfs bij een scenario van bescheiden klimaatbeleid."

Volgens de onderzoekers zijn de effecten van klimaatverandering op de vroegere en toekomstige opslag van terrestrisch water (TWS) - die al het boven- en ondergrondse water omvat - op het Tibetaanse plateau grotendeels onderbelicht.

"Het Tibetaanse plateau voorziet in een aanzienlijk deel van de vraag naar water voor bijna 2 miljard mensen", zegt Di Long, universitair hoofddocent hydrologische engineering aan de Tsinghua University. "Terrestrische wateropslag in deze regio is cruciaal bij het bepalen van de beschikbaarheid van water en is zeer gevoelig voor klimaatverandering."

Mann voegde eraan toe dat een solide maatstaf voor de TWS-veranderingen die al op het Tibetaanse plateau hebben plaatsgevonden, ontbrak. Bovendien, zei hij, beperkt het ontbreken van betrouwbare toekomstige prognoses van TWS alle richtlijnen voor beleidsvorming, ondanks het feit dat het Tibetaanse plateau lang wordt beschouwd als een hotspot voor klimaatverandering.

Om deze kennislacunes op te vullen, gebruikte het team "top-down" - of satellietgebaseerde - en "bottom-up" - of grondgebaseerde - metingen van de watermassa in gletsjers, meren en ondergrondse bronnen, gecombineerd met machine learning technieken om een ​​benchmark te bieden van waargenomen TWS-veranderingen in de afgelopen twee decennia (2002-2020) en projecties in de komende vier decennia (2021-2060).

Mann legde uit dat vooruitgang in Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellietmissies ongekende mogelijkheden hebben geboden om TWS-veranderingen op grote schaal te kwantificeren. Toch hebben eerdere studies de gevoeligheid van GRACE-oplossingen niet onderzocht met behulp van onafhankelijke, grondgebaseerde gegevensbronnen, wat leidde tot een gebrek aan consensus over TWS-veranderingen in de regio.

"Vergeleken met eerdere studies, geeft het vaststellen van consistentie tussen top-down en bottom-up benaderingen ons vertrouwen in deze studie dat we de dalingen in TWS die al hebben plaatsgevonden in deze kritieke regio nauwkeurig kunnen meten," zei hij.

Vervolgens gebruikten de onderzoekers een nieuwe op neurale netwerken gebaseerde machine learning-techniek om deze waargenomen veranderingen in de totale wateropslag te relateren aan belangrijke klimaatvariabelen, waaronder luchttemperatuur, neerslag, vochtigheid, bewolking en inkomend zonlicht. Nadat ze dit kunstmatige neurale netmodel hadden 'getraind', konden ze kijken hoe verwachte toekomstige klimaatveranderingen de wateropslag in deze regio waarschijnlijk zullen beïnvloeden.

Onder hun resultaten, die vandaag (15 augustus) werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Climate Change , ontdekte het team dat klimaatverandering in de afgelopen decennia heeft geleid tot ernstige uitputting van TWS (-15,8 gigaton/jaar) in bepaalde gebieden van het Tibetaanse plateau en aanzienlijke stijgingen van TWS (5,6 gigaton/jaar) in andere, waarschijnlijk als gevolg van de concurrerende effecten van terugtrekking van gletsjers, degradatie van seizoensgebonden bevroren grond en meeruitbreiding.

De projecties van het team voor toekomstige TWS onder een gematigd koolstofemissiescenario - in het bijzonder het mid-range SSP2-4.5-emissiescenario - suggereren dat het hele Tibetaanse plateau tegen het midden van de 21e eeuw (2031-2060) een nettoverlies van ongeveer 230 gigaton zou kunnen ervaren ) ten opzichte van een basislijn uit het begin van de 21e eeuw (2002-2030).

Meer specifiek wijzen de prognoses van overtollig waterverlies voor het Amu Darya-bekken - dat water levert aan Centraal-Azië en Afghanistan - en het Indusbekken - dat water levert aan Noord-India, Kasjmir en Pakistan - op een daling van 119% en 79% in waterverbruik. leveringscapaciteit, respectievelijk.

"Onze studie geeft inzicht in hydrologische processen die van invloed zijn op zoetwatervoorraden in de hoge bergen die grote stroomafwaartse Aziatische populaties bedienen," zei Long. "Door de interacties tussen klimaatverandering en de TWS in de historische periode en de toekomst tegen 2060 te onderzoeken, dient deze studie als basis voor toekomstig onderzoek en het beheer door overheden en instellingen van verbeterde aanpassingsstrategieën."

Mann voegde eraan toe:"Aanzienlijke verminderingen van de koolstofemissies in het komende decennium, zoals de VS nu op het punt staat te bereiken dankzij de recente Inflation Reduction Act, kunnen de extra opwarming en de bijbehorende klimaatveranderingen achter de voorspelde ineenstorting van de Tibetaanse Watertorens op plateaus. Maar zelfs in het gunstigste scenario zijn verdere verliezen waarschijnlijk onvermijdelijk, wat een substantiële aanpassing zal vereisen aan de afnemende watervoorraden in deze kwetsbare, dichtbevolkte regio van de wereld."

Mann merkte op dat meer alternatieve watervoorzieningsbronnen, waaronder intensievere grondwateronttrekkings- en wateroverdrachtsprojecten, nodig kunnen zijn om het toegenomen watertekort in de toekomst op te vangen. + Verder verkennen

Waarnemings- en modelgegevens helpen om de Derde Pool beter te begrijpen