作者杜亚·波克尔,《对话》 该地图显示了在全球变暖的中期情景下,与1975-2005年的平均水平相比,到21世纪末陆地蓄水的预计变化
从黄色到橙色再到深红色的连续变化反映了储存水损失的日益严重;蓝绿色到蓝色再到深蓝色反映了储存水的增加
荣誉:杜亚·波赫勒等,《自然气候变化》,2021年,抄送 2018年,全世界都怀着恐惧的心情看着南非开普敦倒计时,直到这座城市缺水
在有史以来最严重的干旱中,该地区的地表水库正在干涸,公众倒计时是一种求助
通过大幅度减少用水量,开普敦居民和农民能够推迟“零日”,直到下雨,但千钧一发表明水安全是多么不稳定
加州在最近的多年干旱中也面临着严重的水资源限制
在经历了一年少雨之后,墨西哥城现在面临水资源限制
人们越来越担心,随着气温上升加剧干旱状况,世界许多地区将在未来几十年面临类似的水危机
要了解未来的风险,需要观察陆地储水的整个景观——不仅是河流,还有土壤、地下水、积雪、森林树冠、湿地、湖泊和水库中储存的水
作为工程师和水文学家,我们研究陆地水循环的变化
在1月16日发表的一项新研究中
11、我们和来自世界各地大学和研究所的一组同事首次展示了在本世纪气候变化将如何影响陆地上来自所有蓄水源的水的可用性
我们发现,在地球上三分之二的土地上,这种陆地水储量的总和正在下降
最严重的影响将发生在南半球的一些地区,那里的缺水已经威胁到粮食安全,并导致人类迁徙和冲突
从全球来看,到本世纪末,每12个人中就有一个人可能面临与蓄水有关的极端干旱,而在20世纪末,平均每33个人中就有一个人面临这种情况
这些发现不仅对人类的用水需求,而且对树木、植物和农业的可持续性都有影响
风险最高的地方 保持土地健康、作物生长和满足人类需求的水来自多种来源
高山积雪和降雨形成的溪流会影响社区供水
土壤含水量直接影响植物生长
地下水资源对灌溉地区的饮用水供应和作物产量至关重要
虽然研究通常只关注河流流量作为水资源可利用性和干旱的指标,但我们的研究提供了陆地上总可利用水资源变化的整体情况
这让我们能够捕捉到细微的差别,比如在土壤表层较干燥的年份里,森林从深层地下水中取水的能力
环境中的水
信用:U
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气象局 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,陆地蓄水量的下降尤其令人担忧
在这些地区,随着气候变化,降雨量预计将急剧下降,气温上升将增加蒸发
与此同时,其他一些地区将变得更加潮湿,这一过程今天已经看到了
我们对亚马逊盆地的发现增加了关于热带雨林在全球变暖中命运的长期争论
许多使用气候模型预测的研究警告说,随着降雨量减少和气温升高导致高温和高湿压力与森林火灾相结合,未来将出现大范围的森林死亡
在早期的一项研究中,我们发现根深蒂固的雨林对短期干旱的抵御能力可能比它们看起来的更强,因为它们可以汲取储存在地下更深处土壤中的水,而这在典型的气候模型预测中是没有考虑到的
然而,我们使用多种模型的新发现表明,包括深层地下水储量在内的总蓄水量的下降,可能会在树木最需要蓄水的旱季导致更多的缺水,并加剧未来的干旱
所有这些都削弱了雨林的恢复力
看待干旱的新方法 我们的研究也为未来的干旱提供了一个新的视角
有不同种类的干旱
气象干旱是由缺乏降水造成的
农业干旱是由土壤缺水引起的
水文干旱包括河流和地下水缺水
我们通过观察总蓄水量为干旱提供了一个新的视角
我们发现,在21世纪中叶之前,涉及蓄水的中度至严重干旱将会增加,然后在未来各国减少排放的情况下保持稳定,但极端至特殊的蓄水干旱可能会继续增加,直到本世纪末
这将进一步威胁到蓄水量预计将下降的地区的水供应
全球变暖导致的变化 蓄水量的减少和未来干旱的增加主要是由气候变化造成的,而不是灌溉和抽取地下水等土地水管理活动造成的
当我们研究模拟,如果气候条件与前工业化时代相比没有变化,未来会是什么样子时,这一点变得很清楚
如果没有温室气体排放的增加,陆地储水在大多数地区将保持稳定
如果还考虑到未来用于灌溉的地下水的增加和其他需求,预计储水的减少和干旱的增加可能会更加严重
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