10.4: Майбутні географії - водні ресурси та зміни клімату

Зміни в структурі поточних опадів та прогнозованих на майбутнє через зміни клімату обговорюються в главі 6, «Майбутні географії: глобальні моделі опадів». Вид опадів вже змінюється, так як північні регіони переживають більше дощу, ніж снігу. Загальний сніговий покрив в середньому зменшився в обох півкурах. Мінливість опадів також змінюється. Багато субтропічних регіонів були або охоплені руйнівними посухами. Опади є лише одним елементом гідрологічного циклу, на який вплине клімат. Вплив зміни клімату на водні ресурси матиме глибокий вплив на екосистеми та людину.

випаровування

Як зазначалося раніше в цьому розділі, потенційне випаровування - це міра потреби у воді, заснована насамперед на витраті енергії. Очікується, що потенційне випаровування зросте майже у всіх регіонах. З підвищенням температури температура насичення повітря збільшується, але відносна вологість не очікується суттєвих змін. В результаті випаровування води збільшується, даючи більшу кількість водяної пари в повітрі. Збільшення випаровування води з грунту створює більше навантаження на рослини, оскільки їх потреба у воді для підтримки процесів росту зростає. Фактичне випаровування, за прогнозами, збільшиться над більшістю водойм, кількість залежить від географічних змін у потеплінні поверхні.

Рослини беруть вуглекислий газ і виділяють водяну пару через свої продихи. Збільшення атмосферного вуглекислого газу має конкуруючі ролі у впливі випаровування з рослинності. При більш високих концентраціях СО ₂ продихи потрібно менше відкривати, щоб взяти в тій же кількості вуглекислого газу для фотосинтезу. Однак підвищений вуглекислий газ може діяти газоподібним добривом, щоб стимулювати ріст рослин та площу листя. Збільшення площі листя призводить до більшої транспірації. Ступінь вищої концентрації CO ₂ залежить від типу рослинності, наявності поживних речовин, зміни температури та доступності води

Поверхневі води та стік

Вплив зміни клімату на річкові потоки та рівень озер залежить від зміни кількості, типу та термінів опадів. Зміни швидкості випаровування також впливають на рівні річок і озер. Кліматичні та гідрологічні моделі світового масштабу проектують збільшення стоків у вологих тропіках і високих широтах, а також зменшується в середніх широтах і деяких частинами сухих тропіків. Більшість досліджень показують, що підвищення температури призводить до змін сезонності річкового стоку через зміни типу опадів. Більш високі зимові потоки, що відбуваються в Європейських Альпах, Скандинавії, Гімалаях, західній, центральній та східній Північній Америці, будуть результатом більшої кількості опадів, що випадають у міру дощу та раніше танення снігу. Очікується, що частота сильних опадів збільшиться в постійно потепління світу для більшості регіонів. Це, ймовірно, збільшить загрозу спалаху повені та міських повеней.

Рисунок\(\PageIndex{1}\): Моделі стоку прогнози великомасштабних відносних змін річного стоку за період 2090-2099 рр. відносно 1980-1999 рр. (Люб'язно МГЕЗК)

Грунтові води

Рівні грунтових вод підтримуються, коли водоносні горизонти належним чином заряджаються. Те, як це відбувається, залежить від ґрунтових умов, інтенсивності рослинності та опадів та часу. Взагалі кажучи, якщо інтенсивність опадів перевищує інфільтраційну здатність ґрунту, більшість води буде стікати, а не просочуватися в зону ґрунтових вод. Однак частіші та більші опади, прогнозовані для деякого вологого регіону, можуть призвести до зниження поповнення підземних вод, оскільки інфільтраційна здатність ґрунту перевищується частіше. У напівпосушливих та посушливих регіонах рівень підземних вод може підвищуватися при бурі високої інтенсивності, оскільки опади здатні проникати вниз перед випаровуванням.

Вологість грунту

Кількість вологи, що утримується в грунті, залежить від того, коли і скільки опадів і випаровування відбувається на місці. Очікується, що отримані в результаті зміни просторових закономірностей вологості ґрунту будуть досить схожими на зміни опадів. Хоча кількість змін недостатньо встановлена, прогнози, як правило, погоджуються з видом змін, які відбудуться. Зниження вологості грунту в субтропіках і середземноморських регіонах буде супроводжувати зменшення опадів. Прогнозоване зниження снігового покриву на високих широтах також призведе до меншої вологості ґрунту. Вологість ґрунту, ймовірно, збільшиться в Східній Африці та Центральній Азії, де очікується збільшення опадів.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): П'ятнадцятимодельні середні зміни вологості грунту. Стриблені ділянки - це ті, де 80% моделей погоджуються на знак змін. (Джерело: МГЕЗК)

Водопостачання

Зростання населення, економічний розвиток та зміна землекористування значною мірою визначають навантаження на водопостачання. Зміна клімату стане додатковим фактором, який впливає на напружені водні ресурси. Тала вода льодовика забезпечує джерело води для багатьох, хто живе в гірських слаборозвинених країнах. Нещодавня втрата льодовикового льоду має або поставить цих людей під загрозу. Перуанські льодовики втратили понад 20% своєї маси за останні 35 років, що призвело до 12-відсоткового зменшення стоку в прибережний регіон країни, де проживає 60 відсотків населення Перу.

Сільське господарство, промисловість та міське населення по всій землі залежать від основних річкових систем транспірації, зрошення та питної води. Мільйони акрів сільськогосподарських угідь та десятки мільйонів людей покладаються на систему річки Колорадо для води. Накопичення води за великими греблі регулюють подачу і подачу водопостачання. Терміни, коли регульовані потоки доставляють воду, засновані на досвіді останніх 100 років. Планова доставка води може бути пропущена від 60 до 90 відсотків часу, оскільки спричинені людиною зміни клімату продовжують робити басейн річки Колорадо більш сухим.