How Climate Change Impacts Our Water

Dit artikel is geschreven als onderdeel van Climate Week NYC en Columbia University ‘ s Year of Water.

klimaatverandering heeft een complexe invloed op het water in de wereld. Overweeg een waterkringloopdiagram, zoals hieronder; de opwarming van de aarde verandert bijna elke fase in het diagram. Deze veranderingen zullen druk uitoefenen op de drinkwatervoorziening, voedselproductie, eigendomswaarden, en meer, in de VS en over de hele wereld.

in feite komen “de meeste gevolgen van klimaatverandering neer op water”, zegt Upmanu Lall, directeur van het Columbia Water Center. Als mensen praten over klimaatverandering die van invloed is op de landbouwproductie, zeespiegelstijging, bosbranden en extreem weer — “ze zijn allemaal in wezen een waterverhaal”, zegt Lall.

verdamping

warmere lucht kan meer vocht bevatten dan koele lucht. Als gevolg hiervan zal in een warmere wereld de lucht meer water uit oceanen, meren, bodem en planten opzuigen. De drogere omstandigheden die deze lucht achterlaat kunnen een negatieve invloed hebben op de drinkwatervoorziening en de landbouw.

aan de andere kant kan de warmere, nattere lucht ook mensenlevens in gevaar brengen. Een studie van de Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University toonde aan dat een hogere luchtvochtigheid toekomstige hogere temperaturen op sommige plaatsen ondraaglijk zal maken, door de verkoelende effecten van ons zweet te blokkeren.

neerslag

wanneer al die extra warme, extra natte lucht afkoelt, valt er extra regen of sneeuw op de grond. Dus, een warmere wereld betekent dat we worden getroffen door zwaardere regen en sneeuwstormen. Het noordoosten van de VS is tot nu toe het zien van de grootste toename van de intensiteit en frequentie van zware neerslag gebeurtenissen. En in het midden van de VS, zijn clusters van onweersbuien steeds frequenter geworden en dalen meer neerslag sinds 1979.

door veranderende luchttemperaturen en circulatiepatronen, zal klimaatverandering ook veranderen waar neerslag valt. Sommige gebieden — zoals het Amerikaanse Westen, zuidwesten en zuidoosten — zullen naar verwachting droger worden. Ondertussen worden de noordelijke delen van de VS en het Midwesten naar verwachting natter. Deze neerslagprojecties worden al werkelijkheid.volgens de National Climate Assessment zullen de Southwest, southern Great Plains en Southeast intensere en langere droogtes te zien krijgen. En het grootste deel van de rest van het land loopt ook het risico op ernstiger korte termijn droogtes. Onderzoekers binnen het Earth Institute hebben ontdekt dat klimaatverandering vroegere en huidige droogtes mogelijk al heeft verergerd, en dat drogere omstandigheden bosbranden erger maken.

” het droogtescenario zou kunnen worden verzacht door meer wateropslag in Dammen, waar niemand aan werkt,” zei Lall, “of in grondwater, dat op sommige plaatsen wordt besproken, maar niet zo gemakkelijk te doen is voor grote hoeveelheden water.”

veranderingen in neerslagpatronen zullen veel boeren en natuurlijke ecosystemen uitdagen. Wetenschappers aan het International Research Institute for Climate and Society van Columbia University creëren tools en strategieën om boeren te helpen zich aan deze uitdagingen aan te passen. Natuurlijke ecosystemen kunnen zich echter niet zo snel aanpassen.

Oppervlakteafvoer en stroomstroom

de zwaardere uitbarstingen van neerslag veroorzaakt door warmere, nattere lucht kunnen leiden tot overstromingen, die natuurlijk mensenlevens in gevaar kunnen brengen, huizen kunnen beschadigen, gewassen doden en de economie kunnen schaden.het America ‘ s Water initiative van het Columbia Water Center heeft gewerkt aan het identificeren van de specifieke oorzaken van catastrofale overstromingen, om ze nauwkeuriger te kunnen voorspellen, om levens en eigendommen te redden. Het project maakte ook projecties over hoe overstromingen zullen veranderen als de wereld blijft opwarmen. “Aan de kant van de actie hebben we gekeken welke structuren zoals dammen en dijken moeten worden opgeknapt, en welke zoneringswijzigingen moeten worden doorgevoerd zodat mensen buiten gevaar zijn?”zei Lall.

zwaardere regenbuien zullen ook de afvoer van het oppervlak vergroten – het water dat na een storm over de grond stroomt. Dit bewegende water kan strippen voedingsstoffen uit de bodem en pick-up verontreinigende stoffen, vuil, en andere ongewenste, spoelen ze in nabijgelegen wateren. Die verontreinigingen kunnen onze watervoorraden vuil maken en het duurder maken om het water schoon te maken volgens de drinknormen. Uit de nationale Klimaatbeoordeling blijkt dat de waterkwaliteit in veel delen van de VS al afneemt, “met name door toenemende sediment-en verontreinigingsconcentraties na zware regenbuien.”

bovendien kan runoff sedimenten en andere contaminanten in meren en beken dumpen, waardoor het vissen en andere wilde dieren kan schaden. Meststofafvoer kan algenbloei veroorzaken die uiteindelijk waterdieren verstikken en een stinkende puinhoop veroorzaken. Het probleem wordt verergerd door opwarmend water, dat niet zoveel opgeloste zuurstof kan bevatten als vissen nodig hebben om te overleven. Deze omstandigheden kunnen de visserij schaden en maken de omstandigheden onaangenaam voor mensen die graag meren en beken gebruiken voor de visserij, zwemmen en andere recreatieve activiteiten.

onderzoekers binnen het Earth Institute van Columbia University vinden dat groene infrastructuur, zoals parken, wetlands en andere groene gebieden, kan helpen om runoff te absorberen en de contaminanten ervan te filteren. Deze werken op kleine schaal met alledaagse stormen, hoewel Lall merkt dat ze niet veel helpen als het gaat om overstromingen.

oceanen

warmere temperaturen en toenemende zuurgraad maken het leven moeilijk voor zeedieren. Deze veranderingen transformeren de voedselketens van onderaf. Bovendien bewegen veel vissen poleward op zoek naar koelere wateren, wat gevolgen heeft voor de visserijsector en mensen die graag vis eten.

temperatuurveranderingen kunnen ook belangrijke oceaanstromingen veranderen. Omdat oceaantemperaturen atmosferische circulatiepatronen aandrijven, kan dit weerpatronen over de hele wereld veranderen. Klimaatwetenschapper Richard Seager van Columbia ‘ s Lamont-Doherty Earth Observatory heeft ontdekt dat hogere temperaturen van het oceaanoppervlak de regenval van jaar tot jaar variabeler en dus minder voorspelbaar kunnen maken.

en natuurlijk, als ijskappen en gletsjers op de bergtop smelten, dumpen ze extra water in de oceanen; de resulterende zeespiegelstijging brengt kusteigenschappen over de hele wereld in gevaar.

Snowpack

gewoonlijk, als winter snowpack smelt in het voorjaar, voegt het langzaam zoet water toe aan rivieren en beken en helpt het de drinkwatervoorziening aan te vullen.

echter, naarmate de lucht opwarmt, ontvangen veel gebieden meer neerslag als regen dan sneeuw. Dit betekent dat er minder water wordt opgeslagen voor later als snowpack. Bovendien versnelt de regen eigenlijk het smelten van sneeuw die al op de grond ligt.

het gebrek aan snowpack kan later in het jaar leiden tot drogere omstandigheden, wat slecht nieuws kan zijn voor regio ‘ s die afhankelijk zijn van sneeuwsmelt om hun drinkwatervoorziening te vullen. In Californië, bijvoorbeeld, hebben de dalingen in snowpack bijgedragen aan langdurige droogte en watertekorten. Op hetzelfde moment, als de regen sneller komt in plaats van langzaam smelten van sneeuw, Californië ‘ s vermogen om overstromingen te beheersen neemt af.

veranderingen in snowpack kunnen ook negatieve gevolgen hebben voor wilde dieren en inkomsten uit skiën en wintertoerisme.

wolken

een studie vorig jaar van het Lamont-Doherty Earth Observatory toonde aan dat de toenemende zomerhitte de Ochtendwolken van Californië verdrijft. Dit gebrek aan wolken zorgt ervoor dat meer zonlicht de grond raakt, waardoor de temperatuur verder stijgt, het uitdrogen toeneemt en het risico op bosbranden toeneemt.

veranderingen in de vraag naar Water

naast het veranderen van de watercyclus, kan klimaatverandering de manier waarop we water gebruiken en de hoeveelheid die we nodig hebben veranderen. Hogere temperaturen en verdampingssnelheden kunnen de vraag naar water in veel gebieden doen toenemen.

waterstress

deze veranderingen in watervoorziening, vraag en kwaliteit zullen “ons huidige probleem verergeren,” zegt Lall, “namelijk dat we in het hele land een verouderde waterinfrastructuur hebben die faalt, en dat we simpelweg niet de capaciteit hebben om zelfs historische variatie aan te pakken, laat staan wat mensen voor de toekomst voorspellen.”

klimaatverandering zal watertekorten waarschijnlijker maken in delen van de VS, met name de zuidelijke VS en de Caribische en Pacifische eilanden.

geschat 1.6 miljoen Amerikanen hebben al geen regelmatige toegang tot veilig drinkwater. Een studie van Michigan State University bleek dat, als gevolg van klimaatverandering, veroudering infrastructuur en andere factoren, tot 40,9 miljoen Amerikaanse huishoudens niet in staat zijn om zich te veroorloven water en afvalwater diensten in 2022.

een recente studie van Harvard-projecten dat tegen 2071 bijna de helft van de 204 zoetwaterbekkens in de Verenigde Staten mogelijk niet in staat is aan hun maandelijkse watervraag te voldoen. Dit is deels te wijten aan de groeiende bevolking, maar ook aan de gevolgen van de klimaatverandering. Ongeveer 50 jaar vanaf nu, de studie bleek, veel U. S. de watervoorziening in de regio ‘ s kan met een derde van de huidige omvang afnemen, terwijl de vraag blijft toenemen. De auteurs waarschuwen dat dit ernstige uitdagingen voor de landbouw kan opleveren.

wat kan worden gedaan

werk van het Columbia Water Center kan gemeenten helpen om de uitdagingen van de toekomst aan te gaan; het America ‘ s Water project heeft onderzocht hoe water kan worden toegewezen om tekorten te voorkomen, en waar meer wateropslag nodig is om toekomstige droogtes te weerstaan.om deze berekeningen te maken, werkte het Columbia Water Center samen met mensen uit Lamont-Doherty, met behulp van boomringgegevens om droogtes en overstromingen van de laatste 700 jaar in alle grote rivierbekkens in de VS te reconstrueren.tijdens het proces leerden ze dat in de jaren 1300 en 1400, de VS droogtes ervoeren die veel ernstiger en wijdverbreid waren dan alles wat we in de moderne tijd hebben gezien.

” de reden om 700 jaar terug te gaan is dat, of mensen nu wel of niet geloven in toekomstige klimaatprognoses, dit iets is dat is gebeurd, en dus moeten we ons erop voorbereiden voor het geval het weer gebeurt, ” legde Lall uit.hoewel klimaatmodellen altijd een zekere mate van onzekerheid hebben, vervolgde hij, met historische gegevens, “het is makkelijker om mensen ervan te overtuigen dat, bijvoorbeeld, als je sommige Dammen op de Colorado rivier verwijdert, er eigenlijk gewoon geen mogelijkheid is om zelfs de meer bescheiden oudere droogtes te ontmoeten.”

Lall ’s team bouwde een open-source optimalisatiemodel dat iedereen in staat stelt om verschillende scenario’ s voor vraag en aanbod van water in hun eigen stroomgebied te onderzoeken en te verkennen. Dit instrument kan helpen om te bepalen welke gewassen het beste zouden groeien onder bepaalde waterregimes, of hoe het toevoegen van hernieuwbare energie de watervoorziening zal beïnvloeden.

wateropslag verhogen, irrigatiesystemen efficiënter maken en ervoor zorgen dat gewassen geschikt zijn voor het lokale klimaat zijn enkele manieren om waterstress tegen te gaan. Wind-en zonne-energieprojecten kunnen ook helpen, omdat ze minder water gebruiken dan traditionele energiecentrales.

Er zijn ook dingen die de rest van ons kan doen om water te besparen, zoals lekkende leidingen repareren, kortere douches nemen, het gazon minder vaak besproeien en voedsel vermijden dat veel water nodig heeft. Bijvoorbeeld, het vereist 1800 liter water om een pond rundvlees te produceren.

Lall stelt ook voor dat mensen meer leren over hoe klimaatverandering het water in hun eigen regio zal beïnvloeden, en lokaal actie gaan ondernemen.

” tijdens het proces ontdek je dat je watersysteem ontoereikend is om de uitdagingen van klimaatverandering aan te gaan,” zei Lall. “Je zult ontdekken dat de rivieren waar je in gaat vissen en jetskiën en dat soort dingen, waarschijnlijk stinkende moerassen zullen worden. Zodra je door dit ontdekkingsproces gaat, wordt het veel tastbaarder om actie te krijgen op lokaal niveau, en dingen van onderaf te veranderen.”