اصطف سكان كيب تاون للحصول على المياه مع نفاد الصنابير تقريبًا في عام 2018. مورغانا وينجارد / جيتي إيماجيس
راقب العالم بشعور من الرهبة في عام 2018 بينما كانت مدينة كيب تاون بجنوب إفريقيا تحسب الأيام حتى نفاد المياه في المدينة. كانت الخزانات السطحية في المنطقة تجف وسط أسوأ جفاف على الإطلاق ، وكان العد التنازلي العام بمثابة نداء للمساعدة.
من خلال قطع استخدام المياه بشكل كبير ، تمكن سكان كيب تاون والمزارعون من ذلك صد "اليوم صفر" حتى هطل المطر ، لكن النداء القريب أظهر مدى خطورة الأمن المائي. واجهت كاليفورنيا أيضًا قيودًا شديدة على المياه خلال الفترة الأخيرة جفاف متعدد السنوات. و مكسيكو سيتي تواجه الآن قيودًا على المياه بعد عام من هطول أمطار قليلة.
هناك مخاوف متزايدة من أن العديد من مناطق العالم ستواجه أزمات مائية مثل هذه في العقود القادمة حيث يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى تفاقم ظروف الجفاف.
يتطلب فهم المخاطر المستقبلية النظر إلى كامل مساحة تخزين المياه الأرضية - ليس فقط الأنهار ، ولكن أيضًا المياه المخزنة في التربة والمياه الجوفية وكتل الثلج ومظلات الغابات والأراضي الرطبة والبحيرات والخزانات.
ندرس التغيرات في دورة المياه الأرضية كمهندسين وعلماء الهيدرولوجيا. في نشرت دراسة جديدة في 11 يناير، نحن وفريق من الزملاء من الجامعات والمعاهد حول العالم أظهرنا لأول مرة كيف من المحتمل أن يؤثر تغير المناخ على توافر المياه على الأرض من جميع مصادر تخزين المياه على مدار هذا القرن.
لقد وجدنا أن مجموع مخزون المياه الأرضية هذا يتجه نحو الانخفاض عبر ثلثي الأرض على هذا الكوكب. وستكون أسوأ الآثار في مناطق نصف الكرة الجنوبي حيث تهدد ندرة المياه بالفعل الأمن الغذائي وتؤدي إلى الهجرة البشرية والصراع. على الصعيد العالمي ، قد يواجه واحد من كل 12 شخصًا الجفاف الشديد المرتبط بتخزين المياه كل عام بحلول نهاية هذا القرن ، مقارنة بمتوسط يبلغ حوالي واحد من كل 33 شخصًا في نهاية القرن العشرين.
هذه النتائج لها آثار على توافر المياه ، ليس فقط لاحتياجات الإنسان ، ولكن أيضًا للأشجار والنباتات واستدامة الزراعة.
حيث تكون المخاطر أعلى
تأتي المياه التي تحافظ على صحة الأرض وتنمو المحاصيل وتلبية الاحتياجات البشرية من مجموعة متنوعة من المصادر. الثلوج في الجبال وتيارات الأمطار التي تغذيها والتي تؤثر على إمدادات المياه في المجتمع. يؤثر محتوى الماء في التربة بشكل مباشر على نمو النبات. تعتبر موارد المياه الجوفية ضرورية لكل من إمدادات مياه الشرب وإنتاجية المحاصيل في المناطق المروية.
بينما تركز الدراسات غالبًا على تدفق الأنهار فقط كمؤشر على توافر المياه والجفاف ، تقدم دراستنا بدلاً من ذلك صورة شاملة للتغيرات في إجمالي المياه المتاحة على الأرض. يتيح لنا ذلك التقاط الفروق الدقيقة ، مثل قدرة الغابات على سحب المياه من مصادر المياه الجوفية العميقة خلال السنوات التي تكون فيها مستويات التربة العليا أكثر جفافاً.
إن الانخفاضات التي وجدناها في تخزين المياه الأرضية مقلقة بشكل خاص في حوض نهر الأمازون وأستراليا وجنوب إفريقيا ومنطقة البحر الأبيض المتوسط و أجزاء من الولايات المتحدة. في هذه المناطق ، من المتوقع أن ينخفض هطول الأمطار بشكل حاد مع تغير المناخ ، وسيؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة التبخر. في الوقت نفسه ، ستصبح بعض المناطق الأخرى أكثر رطوبة ، أ العملية التي شوهدت بالفعل اليوم.
تُظهر الخريطة التغيير المتوقع في تخزين المياه على الأرض بحلول نهاية القرن الحادي والعشرين ، مقارنة بمتوسط 21-1975 ، في ظل سيناريو متوسط المدى للاحتباس الحراري. تعكس سلسلة متصلة من الأصفر إلى البرتقالي إلى الأحمر الداكن زيادة شدة فقدان المياه المخزنة ؛ يعكس اللون الأزرق المخضر إلى الأزرق الداكن المكاسب المتزايدة في المياه المخزنة. Yadu Pokhrel، et al، Nature Climate Change، 2021, CC BY-ND
النتائج التي توصلنا إليها لحوض الأمازون تضيف إلى الجدل الطويل حول مصير الغابات المطيرة في عالم أكثر دفئًا. حذرت العديد من الدراسات التي تستخدم توقعات نموذج المناخ موت الغابات على نطاق واسع في المستقبل حيث يؤدي قلة هطول الأمطار وارتفاع درجات الحرارة ارتفاع ضغط الحرارة والرطوبة مع حرائق الغابات.
في دراسة سابقة، وجدنا أن الغابات المطيرة ذات الجذور العميقة قد تكون أكثر مقاومة للجفاف قصير المدى مما تبدو عليه لأنها تستطيع الاستفادة من المياه المخزنة في تربة أعمق في الأرض والتي لا يتم أخذها في الاعتبار في توقعات نموذج المناخ النموذجي. ومع ذلك ، تشير النتائج الجديدة التي توصلنا إليها ، باستخدام نماذج متعددة ، إلى أن الانخفاضات في إجمالي تخزين المياه ، بما في ذلك مخازن المياه الجوفية العميقة ، قد تؤدي إلى مزيد من نقص المياه خلال مواسم الجفاف عندما تحتاج الأشجار إلى المياه المخزنة أكثر من غيرها وتؤدي إلى تفاقم حالات الجفاف المستقبلية. كل ذلك يضعف من قدرة الغابات المطيرة على الصمود.
طريقة جديدة للنظر إلى الجفاف
توفر دراستنا أيضًا منظورًا جديدًا للجفاف في المستقبل.
هناك أنواع مختلفة من الجفاف. تحدث حالات الجفاف الجوي بسبب نقص هطول الأمطار. تحدث حالات الجفاف الزراعي بسبب نقص المياه في التربة. حالات الجفاف الهيدرولوجية تنطوي على نقص المياه في الأنهار والمياه الجوفية. لقد قدمنا منظورًا جديدًا للجفاف من خلال النظر في إجمالي تخزين المياه.
الماء في البيئة. مكتب الأرصاد البريطاني
وجدنا أن حالات الجفاف المعتدلة إلى الشديدة التي تنطوي على تخزين المياه ستزداد حتى منتصف القرن الحادي والعشرين ثم تظل مستقرة في ظل السيناريوهات المستقبلية التي تخفض فيها البلدان انبعاثاتها ، ولكن حالات الجفاف الشديدة إلى الاستثنائية لتخزين المياه يمكن أن تستمر في الزيادة حتى نهاية القرن. .
ومن شأن ذلك أن يهدد بشكل أكبر توافر المياه في المناطق التي من المتوقع أن ينخفض فيها تخزين المياه.
التغييرات مدفوعة بالاحتباس الحراري
هذه الانخفاضات في تخزين المياه والزيادات في حالات الجفاف المستقبلية مدفوعة في المقام الأول بتغير المناخ ، وليس أنشطة إدارة المياه الأرضية مثل الري وضخ المياه الجوفية. أصبح هذا واضحًا عندما درسنا عمليات المحاكاة لما سيبدو عليه المستقبل إذا لم تتغير الظروف المناخية منذ ما قبل العصر الصناعي. بدون الزيادة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، سيظل تخزين المياه الأرضية مستقرًا بشكل عام في معظم المناطق.
إذا تم أخذ الزيادات المستقبلية في استخدام المياه الجوفية للري والاحتياجات الأخرى في الاعتبار ، فإن الانخفاض المتوقع في تخزين المياه وزيادة الجفاف قد يكونان أكثر حدة.
عن المؤلف
يادو بوكريل ، أستاذ مساعد في الهندسة المدنية والبيئية ، جامعة ولاية ميشيغان
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
كتب عن البيئة من قائمة أفضل البائعين في أمازون
"الربيع الصامت"
بواسطة راشيل كارسون
يعد هذا الكتاب الكلاسيكي علامة بارزة في تاريخ حماية البيئة ، حيث يلفت الانتباه إلى الآثار الضارة لمبيدات الآفات وتأثيرها على العالم الطبيعي. ساعد عمل كارسون في إلهام الحركة البيئية الحديثة ولا يزال وثيق الصلة اليوم ، حيث نستمر في مواجهة تحديات الصحة البيئية.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الأرض غير الصالحة للسكن: الحياة بعد الاحترار"
ديفيد والاس ويلز
في هذا الكتاب ، يقدم David Wallace-Wells تحذيرًا صارخًا بشأن الآثار المدمرة لتغير المناخ والحاجة الملحة لمعالجة هذه الأزمة العالمية. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وأمثلة من العالم الواقعي لتقديم نظرة واقعية على المستقبل الذي نواجهه إذا فشلنا في اتخاذ إجراء.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الحياة المخفية للأشجار: بماذا تشعر، وكيف تتواصل؟ اكتشافات من عالم سري"
بواسطة Peter Wohlleben
في هذا الكتاب ، يستكشف Peter Wohlleben عالم الأشجار الرائع ودورها في النظام البيئي. يعتمد الكتاب على البحث العلمي وتجارب Wohlleben الخاصة بصفته حراجة لتقديم رؤى حول الطرق المعقدة التي تتفاعل بها الأشجار مع بعضها البعض ومع العالم الطبيعي.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"بيتنا يحترق: مشاهد عائلة وكوكب في أزمة"
بقلم جريتا ثونبرج وسفانتي ثونبرج ومالينا إرنمان
في هذا الكتاب ، تقدم الناشطة المناخية غريتا ثونبرج وأسرتها وصفًا شخصيًا لرحلتهم لزيادة الوعي بالحاجة الملحة للتصدي لتغير المناخ. يقدم الكتاب حسابًا قويًا ومؤثرًا للتحديات التي نواجهها والحاجة إلى العمل.
انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب
"الانقراض السادس: تاريخ غير طبيعي"
من اليزابيث كولبرت
في هذا الكتاب ، تستكشف إليزابيث كولبرت الانقراض الجماعي المستمر للأنواع بسبب النشاط البشري ، بالاعتماد على البحث العلمي وأمثلة من العالم الحقيقي لتقديم نظرة واقعية لتأثير النشاط البشري على العالم الطبيعي. يقدم الكتاب دعوة مقنعة للعمل لحماية تنوع الحياة على الأرض.
