气候变暖,地球上三分之二的土地正处于缺水的状态

气候变暖,地球上三分之二的土地正处于缺水的状态
由于水龙头在2018年几乎干as,开普敦居民排队买水。
Morgana Wingard /盖蒂图片社

南非的开普敦(Cape Town)倒数了一天,直到这座城市将要用完水的日子了,全世界都在2018年感到恐惧。 由于有记录以来最严重的干旱,该地区的地表水库已干dry,公众倒计时是寻求帮助的恳求。

通过大幅度减少用水量,开普敦的居民和农民得以 推回“零日” 直到下雨了,但近距离通话显示出水的安全状况是多么不稳定。 加州最近还面临严格的用水限制 多年干旱。 和 墨西哥城 一年少雨后,现在面临水资源限制。

人们越来越担心,由于气温上升加剧干旱,未来几十年世界许多地区将面临类似的水危机。

要了解未来的风险,就需要研究陆地储水的整个格局–不仅是河流,而且还应该储藏在土壤,地下水,积雪,森林冠层,湿地,湖泊和水库中的水。

我们研究陆地水循环的变化 作为工程师 和水文学家。 在 11月XNUMX日发布了新研究,我们和来自世界各地大学和研究所的同事团队首次展示了在本世纪中气候变化将如何影响所有储水源提供的陆地水资源。

我们发现,地球上三分之二的陆地储水量正在逐步减少。 影响最严重的地区将是南半球缺水已经威胁到粮食安全并导致人类迁徙和冲突的地区。 在全球范围内,到本世纪末,每年将有十二分之一的人面临与蓄水有关的极端干旱,而在12世纪末,这一数字仅为平均三分之一。

这些发现不仅对人类的需求,而且对树木,植物和农业的可持续发展都具有水资源的意义。


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风险最高的地方

维持土地健康,农作物生长和满足人类需求的水来自多种来源。 影响社区供水的高山雪和降雨饲料流。 土壤水分直接影响植物的生长。 地下水资源对于灌溉地区的饮用水供应和农作物生产力至关重要。

尽管研究通常只着眼于河流流量,以作为可用水和干旱的指标,但我们的研究却提供了陆地可用总水量变化的整体情况。 这使我们能够捕捉细微差别,例如在较高的土壤水平较干燥的几年中,森林从深层地下水源中汲水的能力。

我们发现,在亚马逊河流域,澳大利亚,南部非洲,地中海地区和 美国部分地区。 在这些地区,预计降水会随着气候变化而急剧下降,而温度升高将增加蒸发。 同时,其他一些地区也会变得湿润, 今天已经见过的过程.

该地图显示了到21世纪末陆地储水量的预计变化
该地图显示了在全球变暖的中期情景下,与21-1975年的平均水平相比,到2005世纪末陆地储水量的预计变化。 黄色到橙色到深红色的连续体反映了失去的水分的严重性增加; 蓝绿色到深蓝色反映出存储水的增加。
Yadu Pokhrel等人,《自然气候变化》,2021年, CC BY-ND

我们对亚马逊河流域的发现加深了人们对气候温暖世界中雨林命运的长期争论。 许多使用气候模型预测的研究警告说 森林大面积死亡 未来会因为降雨减少和温度升高而导致 较高的热量和水分压力 加上森林大火。

早先的研究,我们发现,根深蒂固的雨林对短期干旱的抵抗力可能比它们看起来的要强,这是因为它们可以挖掘存储在地下更深土壤中的水,而典型的气候模型预测并未考虑这些水。 但是,我们使用多种模型得出的新发现表明,包括深层地下水在内的总蓄水量的下降可能导致干旱季节(树木最需要储水的时候)缺水,加剧了未来的干旱。 所有这些都会削弱雨林的复原力。

一种看待干旱的新方法

我们的研究还为未来的干旱提供了新的视角。

不同类型的干旱。 气象干旱是由于缺乏降水造成的。 农业干旱是由于土壤缺水造成的。 水文干旱涉及河流和地下水的缺水。 通过查看总储水量,我们为干旱提供了新的视角。

环境中的水。 (随着气候变暖,地球上三分之二的土地正在流失水)
环境中的水。
英国气象局

我们发现,涉及蓄水的中度至重度干旱将持续到21世纪中叶,然后在各国削减排放的未来情况下保持稳定,但极端至异常的蓄水干旱可能会持续增加,直到本世纪末。

这将进一步威胁到预计储水量将减少的地区的水供应。

全球变暖推动的变化

储水量的减少和未来干旱的增加主要是由气候变化驱动的,而不是由灌溉和地下水泵送等陆上水资源管理活动引起的。 当我们研究模拟如果工业化时期之前的气候条件没有变化,未来将是什么样子,这一点就变得很清楚。 如果不增加温室气体的排放量,大多数地区的陆地储水量通常将保持稳定。

如果还考虑将来增加灌溉用水和其他需求,则预计的储水量减少和干旱增加可能更加严重。

关于作者谈话

Yadu Pokhrel,土木与环境工程副教授, 密歇根州立大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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