Klimaatverandering verstoort de seizoensgebonden stroming van rivieren in de uiterste noordelijke breedtegraden van Amerika, Rusland en Europa en vormt een bedreiging voor de waterveiligheid en ecosystemen, blijkt uit onderzoek gepubliceerd in Science .

Een team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Leeds analyseerde historische gegevens van riviermeetstations over de hele wereld en ontdekte dat 21% daarvan significante veranderingen vertoonde in de seizoensgebonden stijging en daling van de waterstanden.

De studie maakte gebruik van op data gebaseerde reconstructies en geavanceerde simulaties om aan te tonen dat de rivierstroming nu veel minder waarschijnlijk zal variëren met de seizoenen op breedtegraden boven 50°N dan voorheen, en dat dit direct in verband zou kunnen worden gebracht met veranderingen in de waterhuishouding. het klimaat veroorzaakt door menselijke activiteit.

Tot nu toe is het bewijsmateriaal dat suggereert dat de klimaatverandering een impact heeft gehad op de seizoensinvloeden van de rivierstromingen beperkt tot lokale studies, of is er niet expliciet rekening gehouden met de impact van de klimaatverandering die door de mens wordt veroorzaakt.

In dit onderzoek gebruikte het team maandelijkse gemiddelde rivierstroommetingen van 10.120 meetstations van 1965 tot 2014.

Voor de eerste keer ooit konden ze directe menselijke interventies zoals reservoirbeheer of waterwinning uitsluiten, om aan te tonen dat de wijdverbreide vermindering van de seizoensgebondenheid van rivierstromingen werd veroorzaakt door klimaatverandering.

Hoofdauteur, Hong Wang, een Ph.D. onderzoeker aan de Universiteit van Leeds en de Southern University of Science and Technology in China zei:"Ons onderzoek toont aan dat stijgende luchttemperaturen de natuurlijke patronen van rivierstroming fundamenteel veranderen.

"Het zorgwekkende aspect van deze verandering is de waargenomen verzwakking van de seizoensinvloeden van rivierstromingen, en dat dit een direct gevolg is van historische door de mens veroorzaakte emissies. Dit duidt op een aanhoudende en aanzienlijke vermindering van de seizoensinvloeden van rivierstromingen als de luchttemperaturen blijven stijgen."

Menselijke impact op rivierstroming

Menselijke activiteiten veranderen de stromingspatronen van rivieren wereldwijd, zowel direct door stromingsreguleringen zoals reservoirs, als indirect door veranderingen in landgebruik en de gevolgen van klimaatverandering op luchttemperatuur, neerslag, bodemvocht en smeltende sneeuw.

Meer dan tweederde van de rivieren in de wereld is al door mensen veranderd, zelfs zonder rekening te houden met de indirecte gevolgen van de toename van broeikasgassen en aerosolen.

De seizoensinvloeden van rivierstromingen spelen een cruciale rol in de voorspelde cyclus van overstromingen en droogtes. Een verzwakking van deze pieken en dalen kan de waterveiligheid en de zoetwaterbiodiversiteit in gevaar brengen. Een substantieel deel van het vroege smeltwater dat ontstaat door de uitputting van sneeuwlagen kan bijvoorbeeld snel in de oceanen terechtkomen en daarom niet beschikbaar zijn voor menselijk gebruik.

De afnemende seizoensinvloeden van rivierstromingen, bijvoorbeeld als gevolg van een daling van de rivierstanden in de lente en vroege zomer in gebieden waar de sneeuw smelt, kunnen ook stroomafwaarts gevolgen hebben voor de oevervegetatie en voor de organismen die in de rivier zelf leven.

De seizoensstroom meten

In het noorden van Noord-Amerika ontdekten de onderzoekers dat 40% van de 119 waargenomen stations een significante afname van de seizoensgebondenheid van de rivierstroming vertoonde. Soortgelijke resultaten werden ook waargenomen in Zuid-Siberië, waarbij 32% van de stations een significante daling vertoonde.

Er was een vergelijkbaar patroon in Europa, waarbij 19% van de riviermeetstations een aanzienlijke daling ervoer – vooral in Noord-Europa, West-Rusland en de Europese Alpen.

Bovendien vertoonden de regio's in de aangrenzende Verenigde Staten (de onderste 48 staten in Noord-Amerika, inclusief het District of Columbia) in het algemeen overwegend dalende trends in de seizoensinvloeden van de rivierstromen, met uitzondering van de rivieren in de Rocky Mountains en Florida.

In Midden-Noord-Amerika toonde het onderzoek in 18% van de stations significant afnemende seizoenstrends van rivierstromingen aan.

Daarentegen vonden de onderzoekers in 25% van de meetstations in Zuidoost-Brazilië een significante toename van de seizoensgebondenheid van de rivierstromingen, wat aantoont dat veranderingen in de watercyclus in sommige delen van de wereld een andere impact hebben.

Dr. Megan Klaar, universitair hoofddocent aan de School of Geography van de Universiteit van Leeds en lid van water@leeds, was co-auteur van het onderzoek. Ze zei:"De hoogte- en dieptepunten van de rivierstroming tijdens de verschillende seizoenen bieden essentiële aanwijzingen voor de soorten die in het water leven.

"Veel vissen gebruiken bijvoorbeeld bepaalde verhogingen in het water als signaal om stroomopwaarts naar hun broedgebieden of richting de zee te rennen. Als ze die signalen niet hebben, kunnen ze niet spawnen." P>

Het onderzoek concludeert dat het nodig is om de inspanningen voor klimaataanpassing te versnellen om zoetwaterecosystemen te beschermen door stromen te beheren en te proberen een aantal van de natuurlijke systemen en processen die verloren zijn gegaan te herstellen.

Professor Joseph Holden, de directeur van water@leeds en die toezicht hield op het onderzoek van Hong Wang, voegde hieraan toe:“Veel zorgen zijn gebaseerd op wat de klimaatverandering in de toekomst zal doen, maar ons onderzoek geeft aan dat dit nu gebeurt en dat de stijging van de luchttemperatuur zorgen voor enorme veranderingen in de rivierstroming.

"We moeten ons grote zorgen maken over wat de toekomst in petto heeft, gegeven de versnellende klimaatverandering, en beginnen na te denken over mitigatiestrategieën en aanpassingsplanning om de toekomstige verzwakking van de seizoensgebonden rivierstroming te verlichten, vooral op locaties als West-Rusland, Scandinavië en Canada." /P>

Meer informatie: Hong Wang et al., Antropogene klimaatverandering heeft de seizoensinvloeden van rivierstromen beïnvloed, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adi9501. www.science.org/doi/10.1126/science.adi9501

Journaalinformatie: Wetenschap

Aangeboden door Universiteit van Leeds