Cómo el Cambio Climático Impacta Nuestra Agua

Este artículo fue escrito como parte de la Semana del Clima de Nueva York y el Año del Agua de la Universidad de Columbia.

El cambio climático afecta al agua del mundo de formas complejas. Considere un diagrama del ciclo del agua, como el de abajo; el calentamiento global está alterando casi todas las etapas del diagrama. Estos cambios ejercerán presión sobre los suministros de agua potable, la producción de alimentos, el valor de las propiedades y más, en Estados Unidos y en todo el mundo.

De hecho, «la mayoría de los impactos del cambio climático se reducen al agua», dice Upmanu Lall, director del Columbia Water Center. Cuando la gente habla sobre el cambio climático que afecta la producción agrícola, el aumento del nivel del mar, los incendios forestales y el clima extremo, «todos son esencialmente una historia de agua», dice Lall.

Evaporación

El aire más caliente puede contener más humedad que el aire frío. Como resultado, en un mundo más cálido, el aire absorberá más agua de los océanos, lagos, suelo y plantas. Las condiciones más secas que deja este aire podrían afectar negativamente el suministro de agua potable y la agricultura.

Por otro lado, el aire más cálido y húmedo también podría poner en peligro vidas humanas. Un estudio del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia descubrió que una humedad más alta hará que las temperaturas más altas futuras sean insoportables en algunos lugares, al bloquear los efectos de enfriamiento de nuestro sudor.

Precipitación

Cuando todo ese aire extra cálido y húmedo se enfría, cae lluvia o nieve al suelo. Por lo tanto, un mundo más cálido significa que nos golpean con lluvias más intensas y tormentas de nieve. El noreste de los Estados Unidos está viendo hasta ahora el mayor aumento en la intensidad y frecuencia de eventos de precipitaciones intensas. Y en el centro de los Estados Unidos, los grupos de tormentas eléctricas se han vuelto más frecuentes y han caído más precipitaciones desde 1979.

Al cambiar la temperatura del aire y los patrones de circulación, el cambio climático también cambiará donde caigan las precipitaciones. Se espera que algunas áreas, como el Oeste, Suroeste y sureste de Estados Unidos, se vuelvan más secas. Mientras tanto, se espera que las partes del norte de los Estados Unidos y el Medio Oeste se mojen más. Estas proyecciones de precipitaciones ya se están haciendo realidad.

Se predice que el Suroeste, el sur de las Grandes Llanuras y el Sureste verán sequías más intensas y prolongadas, según la Evaluación Climática Nacional. Y la mayor parte del resto del país también corre el riesgo de experimentar sequías más graves a corto plazo. Los investigadores del Instituto de la Tierra han descubierto que el cambio climático ya puede haber exacerbado las sequías pasadas y presentes, y que las condiciones más secas están empeorando los incendios forestales.

«El escenario de sequía podría mitigarse teniendo más almacenamiento de agua en presas, en las que nadie está trabajando», señaló Lall, «o en aguas subterráneas, que se está discutiendo en algunos lugares, pero no es tan fácil de hacer para grandes cantidades de agua.»

Los cambios en los patrones de precipitación desafiarán a muchos agricultores, así como a los ecosistemas naturales. Los científicos del Instituto Internacional de Investigación sobre el Clima y la Sociedad de la Universidad de Columbia están creando herramientas y estrategias para ayudar a los agricultores a adaptarse a estos desafíos. Sin embargo, es posible que los ecosistemas naturales no puedan adaptarse tan rápidamente.

Escorrentía superficial y flujo de corriente

Las ráfagas más intensas de precipitación causadas por el aire más cálido y húmedo pueden provocar inundaciones, lo que, por supuesto, puede poner en peligro vidas humanas, dañar hogares, matar cultivos y dañar la economía.

La iniciativa de Agua de Estados Unidos en el Centro de Agua de Columbia ha estado trabajando para identificar las causas específicas de inundaciones catastróficas, con el fin de predecirlas con mayor precisión, para salvar vidas y propiedades. El proyecto también hizo proyecciones sobre cómo cambiarán las inundaciones a medida que el mundo siga calentándose. «En el lado de la acción, analizamos qué estructuras, como represas y diques, deben renovarse, y qué cambios de zonificación deben hacerse para que las personas estén fuera de peligro.»dijo Lall.

Las tormentas más intensas también aumentarán la escorrentía superficial, el agua que fluye sobre el suelo después de una tormenta. Esta agua en movimiento puede eliminar nutrientes del suelo y recoger contaminantes, suciedad y otros indeseables, arrojándolos a cuerpos de agua cercanos. Esos contaminantes pueden ensuciar nuestros suministros de agua y hacer que sea más costoso limpiar el agua según los estándares de consumo. La Evaluación Nacional del Clima encuentra que la calidad del agua ya está disminuyendo en muchas partes de los Estados Unidos, «particularmente debido al aumento de las concentraciones de sedimentos y contaminantes después de fuertes aguaceros.»

Además, a medida que la escorrentía vierte sedimentos y otros contaminantes en lagos y arroyos, podría dañar a los peces y otras especies silvestres. La escorrentía de fertilizantes puede causar floraciones de algas que, en última instancia, terminan asfixiando a las criaturas acuáticas y causando un desastre apestoso. El problema se agrava por el calentamiento del agua, que no puede contener la cantidad de oxígeno disuelto que los peces necesitan para sobrevivir. Estas condiciones podrían dañar la pesca y hacer que las condiciones sean desagradables para las personas que les gusta usar lagos y arroyos para pescar, nadar y otras actividades recreativas.

Los investigadores del Earth Institute de la Universidad de Columbia están descubriendo que la infraestructura verde, como parques, humedales y otras áreas verdes, puede ayudar a absorber la escorrentía y filtrar sus contaminantes. Estos funcionan a pequeña escala con tormentas diarias, aunque Lall señala que no son de mucha ayuda cuando se trata de inundaciones.

Océanos

Las temperaturas más cálidas y el aumento de la acidez están dificultando la vida de las criaturas marinas. Estos cambios están transformando las cadenas alimentarias de abajo hacia arriba. Además, muchos peces se mueven hacia los polos en busca de aguas más frías, lo que tiene implicaciones para la industria pesquera y las personas a las que les gusta comer pescado.

Los cambios de temperatura también tienen el potencial de alterar las principales corrientes oceánicas. Debido a que las temperaturas oceánicas impulsan los patrones de circulación atmosférica, esto podría cambiar los patrones climáticos en todo el mundo. El científico del clima Richard Seager, del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de Columbia, ha descubierto que las temperaturas más altas de la superficie del océano podrían hacer que las precipitaciones sean más variables y, por lo tanto, menos predecibles, de año en año.

Y, por supuesto, a medida que las capas de hielo y los glaciares de la cima de la montaña se derriten, están vertiendo agua adicional en los océanos; el aumento del nivel del mar resultante pone en peligro las propiedades costeras de todo el mundo.

Capa de nieve

Normalmente, a medida que la capa de nieve de invierno se derrite en primavera, agrega lentamente agua dulce a ríos y arroyos y ayuda a reponer los suministros de agua potable.

Sin embargo, a medida que el aire se calienta, muchas áreas están recibiendo más de su precipitación como lluvia en lugar de nieve. Esto significa que se almacena menos agua para más tarde como capa de nieve. Además, la lluvia acelera el derretimiento de la nieve que ya está en el suelo.

La falta de acumulación de nieve puede conducir a condiciones más secas más adelante en el año, lo que puede ser una mala noticia para las regiones que dependen del deshielo para recargar sus suministros de agua potable. En California, por ejemplo, la disminución de la capa de nieve ha contribuido a la sequía a largo plazo y a la escasez de agua. Al mismo tiempo, a medida que las lluvias llegan más rápido en lugar de derretirse lentamente de la nieve, la capacidad de California para controlar las inundaciones está disminuyendo.

Los cambios en la capa de nieve también pueden afectar negativamente la vida silvestre y los ingresos del esquí y el turismo de invierno.

Nubes

Un estudio realizado el año pasado en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty descubrió que el aumento del calor del verano está expulsando a las nubes matutinas de California. Esta falta de nubes permite que más luz solar golpee el suelo, aumentando aún más las temperaturas, exacerbando el secado y el riesgo de incendios forestales.

Cambios en la demanda de agua

Además de cambiar el ciclo del agua, el cambio climático podría cambiar la forma en que usamos el agua y la cantidad que necesitamos. Las temperaturas más altas y las tasas de evaporación podrían aumentar la demanda de agua en muchas áreas.

Estrés hídrico

Estos cambios en el suministro, la demanda y la calidad del agua «exacerbarán nuestro problema actual», dice Lall, «que es que tenemos una infraestructura de agua envejecida en todo el país que está fallando, y simplemente no tenemos la capacidad de lidiar con la variación histórica, y mucho menos con lo que la gente proyecta para el futuro.»

El cambio climático hará que la escasez de agua sea más probable en partes de los Estados Unidos, particularmente en el sur de los Estados Unidos y en las islas del Caribe y el Pacífico.

Se estima que 1.6 millones de estadounidenses ya no tienen acceso regular al agua potable. Un estudio de la Universidad Estatal de Michigan encontró que, debido al cambio climático, el envejecimiento de la infraestructura y otros factores, hasta 40.9 millones de hogares estadounidenses podrían no poder pagar los servicios de agua y aguas residuales en 2022.

Un estudio reciente de Harvard proyecta que para 2071, casi la mitad de las 204 cuencas de agua dulce en los Estados Unidos podrían no ser capaces de satisfacer su demanda mensual de agua. Esto se debe en parte al crecimiento de la población, pero también a los efectos del cambio climático. Alrededor de 50 años a partir de ahora, el estudio encontró que muchos Estados Unidos es posible que el suministro de agua de las regiones se reduzca en un tercio de su tamaño actual, mientras que la demanda sigue aumentando. Los autores advierten que esto podría plantear serios desafíos para la agricultura.

Qué se puede hacer

El trabajo del Centro de Agua de Columbia podría ayudar a los municipios a enfrentar los desafíos del futuro; el proyecto de Agua de Estados Unidos ha estado examinando cómo se puede asignar el agua para evitar la escasez y dónde se necesita más almacenamiento de agua para resistir sequías futuras.

Para hacer estos cálculos, el Columbia Water Center se asoció con personas de Lamont-Doherty, utilizando datos de anillos de árboles para reconstruir sequías e inundaciones de los últimos 700 años en todas las cuencas fluviales principales de los Estados Unidos.En el proceso, aprendieron que en los años 1300 y 1400, los Estados Unidos experimentaron sequías mucho más severas y generalizadas que cualquier cosa que hayamos visto en los tiempos modernos.

«La razón para retroceder 700 años es que, ya sea que la gente crea o no en las proyecciones futuras del cambio climático, esto es algo que ha sucedido, por lo que debemos prepararnos para ello en caso de que vuelva a suceder», explicó Lall.

Mientras que los modelos climáticos siempre tienen cierto grado de incertidumbre, continuó, con datos históricos, «es más fácil convencer a la gente de que, por ejemplo, si se eliminan algunas de las represas en el río Colorado, realmente no hay capacidad para enfrentar ni siquiera las sequías más antiguas más modestas.»

El equipo de Lall construyó un modelo de optimización de código abierto que permite a cualquier persona investigar y explorar diferentes escenarios para el suministro y la demanda de agua en su propia cuenca. Esta herramienta puede ayudar a identificar qué cultivos crecerían mejor bajo ciertos regímenes de agua, o cómo la adición de energía renovable afectará el suministro de agua.

Aumentar el almacenamiento de agua, hacer que los sistemas de riego sean más eficientes y asegurarse de que los cultivos sean apropiados para el clima local son algunas de las formas en que los municipios pueden ayudar a evitar el estrés hídrico. Los proyectos de energía eólica y solar también pueden ayudar, porque usan menos agua que las centrales eléctricas tradicionales.

También hay cosas que el resto de nosotros podemos hacer para ayudar a conservar el agua, como arreglar tuberías con fugas, ducharnos más cortos, regar el césped con menos frecuencia y evitar los alimentos que requieren mucha agua. Por ejemplo, se necesitan 1,800 galones de agua para producir una libra de carne de res.

Lall también sugiere que las personas aprendan más sobre cómo el cambio climático afectará el agua en su propia región y comiencen a tomar medidas a nivel local.

«En el proceso, descubre que su sistema de agua es inadecuado para enfrentar los desafíos del cambio climático», dijo Lall. «Descubrirás que los ríos en los que vas a pescar y a practicar jet ski y cosas por el estilo, es probable que se conviertan en pantanos apestosos. Una vez que pasas por este proceso de descubrimiento, entonces se vuelve mucho más tangible obtener acción a nivel local y comenzar a cambiar las cosas de abajo hacia arriba.»