Круговорот пресной воды может дать нам иллюзию уверенности в том, что пресная вода будет всегда поступать из крана. Не так ли?
К сожалению, это не гарантировано. Изменение климата меняется там, где круговорот воды откладывает воду на суше, причем более сухие районы становятся еще суше, а влажные районы становятся еще более влажными.
Исследование, опубликованное в Nature, показало, что круговорот воды меняется быстрее, чем мы думали.
Это открытие подчеркивает все более насущную необходимость прекратить выбросы газов, нагревающих атмосферу, прежде чем круговорот воды изменится до неузнаваемости.
Если это звучит серьезно, то это так. Наша способность использовать пресную воду делает возможным современное общество.
Круговорот воды уже изменился
По мере того, как Земля нагревается, круговорот воды начал усиливаться по схеме “мокрое становится влажнее-сухое становится суше”.
Это означает, что все больше и больше пресной воды покидает сухие регионы планеты и попадает во влажные регионы.
Как это может выглядеть? В относительно сухих районах чаще случаются более интенсивные засухи. В относительно влажных районах более сильные штормы и наводнения.
Подумайте о мегаполисах, поражающих запад Америки, о беспрецедентных наводнениях в Германии или об увеличении количества сильных осадков, наблюдаемых в таких городах, как Мумбаи.
Этот сдвиг уже происходит. В своем докладе 2021 года Межправительственная группа экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) опиралась на этот растущий объем исследований, чтобы сделать вывод, что изменение климата уже вызывает долгосрочные изменения в круговороте воды.
Изменения, которые мы наблюдаем, - это только начало. В течение следующих нескольких десятилетий эти изменения водного цикла может значительно затруднить людям получение надежных запасов пресной воды на больших территориях планеты.
Зная, что круговорот воды усиливается, мы не совсем понимаем, насколько и как быстро. Вот где океан вступает в игру.
Как использовать океан в качестве датчика дождя
Основная причина, по которой трудно напрямую измерить изменения в круговороте воды, заключается в том, что у нас недостаточно измерений осадков и испарения над нашей планетой.
На практике очень трудно установить постоянные датчики дождя или испарительные поддоны на 70% поверхности нашей планеты, покрытой водой. Кроме того, когда мы оцениваем изменения в долгосрочной перспективе, нам нужны измерения десятилетней давности.
Решение, на которое ученые приземлились, заключается в использовании океана. Многие могут не понимать, что океан может быть менее или более соленым в зависимости от региона.
Например, Атлантика в среднем соленее Тихого океана.
Почему? Дождь. Когда пресная вода падает дождем на океан, она разбавляет морскую воду и делает ее менее соленой. Когда вода испаряется с поверхности, соль остается позади, увеличивая соленость. Это означает, что мы можем использовать лучше записанные изменения солености океана в качестве своего рода датчика дождя для обнаружения изменений цикла воды.
Более ранние исследования использовали этот метод для отслеживания изменений солености на поверхности океана. Это исследование показало, что круговорот воды резко усиливается.
К сожалению, океан не остается неподвижным, как обычный дождемер. Течения, волны и круговые вихревые течения держат воды океана в постоянном движении. Эта неопределенность оставила вопросительный знак о том, насколько точна связь между соленостью и изменением водного цикла.
В ответ были разработаны новые методы, позволяющие точно связать изменения солености океана с изменениями в той части водного цикла, которая перемещает пресную воду из более теплых регионов в более холодные. Наши оценки показывают, как меняется более широкий круговорот воды в атмосфере, на суше и в наших океанах.
Что было найдено в новых исследованиях? Пресная вода, эквивалентная 123 000 раз водам Сиднейской гавани, переместилась из тропиков в более прохладные районы с 1970 года. Это, по оценкам, от 46 000 до 77 000 кубических километров воды.
Это согласуется с интенсификацией круговорота воды до 7%. Это означает до 7% больше дождя в более влажных районах и на 7% меньше дождя (или больше испарения) в более сухих районах.
К сожалению, эти результаты свидетельствуют о том, что потенциально катастрофические изменения в круговороте воды могут приближаться быстрее, чем считалось ранее.
Каким будет будущее с измененным круговоротом воды?
Если круговорот воды становится более интенсивным, то это означает более сильные и частые экстремальные засухи и осадки.
Даже если правительства мира достигнут своей цели и сохранят глобальное потепление до потолка 2℃, МГЭИК прогнозирует, что мы все равно будем переживать экстремальные явления в среднем на 14% сильнее по сравнению с базовым периодом 1850-1900 годов.
Некоторые люди и экосистемы пострадают сильнее, чем другие, как ясно дал понять доклад МГЭИК в прошлом году.
Например, средиземноморские страны, юго-западная и юго-восточная Австралия и Центральная Америка станут более сухими, в то время как муссонные регионы и полюса станут более влажными (или более снежными).
В засушливых районах, пострадавших от этих изменений водного цикла, мы можем увидеть реальные угрозы жизнеспособности городов, если не будут созданы альтернативы, такие как опреснение.
Что мы должны делать? Вы уже знаете ответ.
Десятилетия научных исследований показали чрезвычайно четкую взаимосвязь между выбросами парниковых газов и повышением глобальных температур, что, в свою очередь, приводит к изменению круговорота воды.
Это еще одна причина, по которой мы должны как можно быстрее перейти к чистым нулевым выбросам, чтобы уменьшить ущерб от изменения климата.
Изменения в круговороте воды, которые наблюдались исследователями, были в значительной степени связаны с более старыми выбросами, начиная с середины 20-го века и ранее. С тех пор мы резко увеличили наши выбросы.
Что будет дальше, полностью зависит от нас.
