Вчені розповіли, як людство змінює глобальний водний цикл

Останні зміни у глобальному водному циклі викликають значне занепокоєння, згідно з дослідженням, проведеним вченими NASA. За останні два десятиліття експерти зафіксували безпрецедентний зсув у водному циклі, який, на їхню думку, значною мірою обумовлений діяльністю людини, такою як сільське господарство. Ці зміни є не лише екологічною проблемою, але також впливають на екосистеми та створюють виклики для управління водними ресурсами.

«Ми встановили за допомогою обробки даних, що втручання людини у глобальний водний цикл є значно масштабнішим, ніж ми припускали», – зазначив Суджай Кумар, науковець із Центру космічних польотів імені Годдарда NASA.

Наслідки змін у водному циклі

Радикальні зрушення у водному циклі можуть мати серйозні наслідки для громад у всьому світі. Традиційні методи управління водними ресурсами, такі як інфраструктура для боротьби з повенями чи розробка ранніх індикаторів посух, зазвичай ґрунтуються на припущенні, що водний цикл коливається лише в певних межах.

«Це більше може не відповідати дійсності для деяких регіонів», – сказала провідний автор дослідження Ваншу Ні. «Ми сподіваємося, що це дослідження слугуватиме дорожньою картою для покращення оцінки варіабельності водних ресурсів і планування їх сталого управління, особливо в регіонах, де ці зміни є найвідчутнішими».

Вплив людини на водний цикл

Вплив людської діяльності на водний цикл помітний у таких регіонах, як Північний Китай, який переживає тривалу посуху. Однак у багатьох районах рослинність продовжує процвітати, частково завдяки тому, що аграрії продовжують зрошувати свої землі, викачуючи більше води із запасів ґрунтових вод, зазначив Кумар. Ці взаємопов’язані людські втручання часто мають складний вплив на інші змінні водного циклу, такі як випаровування та стік.

Чіткі зрушення у водному циклі

Ні та її команда зосередили увагу на трьох видах зрушень у водному циклі. По-перше, вони проаналізували зміни тенденцій, такі як скорочення запасів ґрунтових вод.

По-друге, команда дослідила зсуви сезонних моделей, наприклад, коли типовий вегетаційний період починається раніше або коли танення снігу відбувається передчасно. Також вчені вивчали зміни у частоті екстремальних явищ, наприклад, «столітніх повеней», які трапляються дедалі частіше.

Вчені використовували дані дистанційного зондування з 2003 до 2020 року, отримані різними супутниками NASA.

Серед них були дані про опади із супутника місії Global Precipitation Measurement, дані про вологість ґрунту від Ініціативи з кліматичних змін Європейського космічного агентства, а також дані про запаси води на суші з супутників Gravity Recovery and Climate Experiment.

Дослідники також отримали дані про здоров’я рослинності за допомогою інструмента Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer.

Інтеграція людської діяльності у майбутні моделі

«Ця стаття є підсумком багаторічної роботи нашої команди з розвитку можливостей аналізу супутникових даних, що дозволило нам точно моделювати континентальні потоки води та її запаси по всій планеті», – зазначив співавтор дослідження Аугусто Гетірана.

Результати дослідження свідчать, що моделі системи Землі, які зараз використовуються для прогнозування майбутнього глобального водного циклу, мають бути переглянуті з урахуванням триваючих наслідків людської діяльності. Завдяки більшій кількості даних і вдосконаленим моделям виробники й менеджери водних ресурсів зможуть краще зрозуміти і ефективно планувати «нову норму» умов у їхніх регіонах.

Взаємозалежний характер водного циклу

Водний цикл – це делікатна й взаємопов’язана система, яка регулює рух води через атмосферу, сушу й океани. Людська діяльність, така як сільське господарство, урбанізація та промислові процеси, дедалі більше впливає на цей природний баланс. Коли ґрунтові води надмірно видобуваються для зрошення чи міських потреб, це порушує природний процес їх поповнення, що призводить до виснаження й довгострокових наслідків для регіональної доступності води.

Аналогічно, вирубка лісів і зміни у використанні земель можуть змінювати моделі опадів і стоку, посилюючи ризики посух і повеней. Кліматичні зміни ще більше ускладнюють ці людські впливи, посилюючи екстремальні погодні явища і змінюючи регіональні моделі опадів. Вищі температури прискорюють темпи випаровування, змінюючи розподіл водних ресурсів по всій планеті. Це має далекосяжні наслідки для екосистем, продовольчої безпеки та стійкості запасів прісної води.

Розуміння цих складних взаємодій є ключовим для розробки адаптивної політики управління водними ресурсами. Інтегруючи дані про вплив людської діяльності в гідрологічні моделі, політики та вчені можуть краще прогнозувати майбутні водні виклики та впроваджувати стійкі рішення. Повне дослідження було опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.